Metoda stanów granicznych jest podstawą projektowania obiektów budowlanych na podstawie wytycznych norm europejskich. Projektowanie ze względu na stany graniczne polega na przeanalizowaniu konstrukcji oraz oddziaływań w sytuacjach obliczeniowych, które mogą występować jako krytyczne. Analizując konstrukcję metodą stanów granicznych rozpatruje się:
- SGN – stany graniczne nośności,
- SGU – stany graniczne użytkowalności.
SGN
Stany graniczne nośności wiążą się z nośnością graniczną konstrukcji, np. gdy moment zginający pod wpływem obciążeń obliczeniowych jest większy niż obliczeniowy moment krytyczny, to wymagania SGN nie są spełnione. Do stanów granicznych nośności zalicza się również stany powodujące zagrożenie dla ludzi, jak i całej konstrukcji. Wymagania dotyczące stanów granicznych nośności spełnione są, gdy:
\[E_d ≤ R_d
\]
gdzie:
Ed – wartość sił wewnętrznych po uwzględnieniu współczynników oddziaływań – wartość obliczeniowa siły wewnętrznej,
Rd – obliczeniowa wartość graniczna.
SGU
Stany graniczne użytkowalności w przeciwieństwie do stanów granicznych nośności nie stwarzają tak dużego zagrożenia. W wyniku przekroczenia stanów granicznych użytkowalności konstrukcja przestaje spełniać wymagania dotyczące użytkowania (np. funkcji konstrukcji lub elementu w przypadku zwykłego użytkowania, komfortu użytkowania oraz wyglądu obiektu: pojawienie się zarysowania, zbyt duże ugięcie). Obliczając SGU należy wykazać, że dla najbardziej niekorzystnej kombinacji spowodowanej działaniem obciążenia, wartość ugięć jest mniejsza niż wartość dopuszczalna dla danego rodzaju konstrukcji. Stany graniczne użytkowalności spełnione są w przypadku spełnienia poniższego warunku:
\[E_d ≤ C_d
\]
gdzie:
Ed – wartość oddziaływań na konstrukcję przedstawioną w postaci przemieszczeń, ugięć, rys oraz drgań,
Cd – wartość dopuszczalna klasyfikująca obiekt jako spełniający warunki użytkowania.
Obliczenia powinny uwzględniać wszystkie sytuacje obliczeniowe, jakie mogą wystąpić podczas okresu eksploatacji konstrukcji, do których zaliczamy:
- trwałe (zwykłe warunki użytkowania),
- przejściowe (występujące okresowo, np. czas budowy, naprawy),
- wyjątkowe (sytuacje wyjątkowe, takie jak: pożar, wybuch, itp.),
- sejsmiczne (odnoszące się wyłącznie do obiektów poddanych oddziaływaniom sejsmicznym).
Oznaczenia oddziaływań:
- stałe (G),
- zmienne (Q),
- wyjątkowe (A).
W zależności od miejsca występowania, niektóre oddziaływania (np. sejsmiczne, obciążenie śniegiem) mogą być klasyfikowane do innej grupy oddziaływań.
Zobacz też
Fazy pracy przekroju żelbetowego
Klasy wytrzymałości betonu wg Eurokodu 2 PN-EN 1992
