Metoda stanów granicznych

Metoda stanów granicznych (MSG) – podstawa projektowania obiektów budowlanych, zgodnie z wytycznymi norm europejskich.

Przez stan graniczny należy przy tym rozumieć taki stan, którego konstrukcja podlegająca wymiarowaniu, nie może przekroczyć.

W MSG wyróżnia się dwa stany graniczne:

SGN – stan graniczny nośności,

SGU – stan graniczny użytkowalności.

SGN jest to sytuacja, w której sprawdzamy wartości sił wewnętrznych, wywołanych najbardziej niekorzystną kombinacją obliczeniową obciążeń. Wartości tych obciążeń, zarówno środowiskowych, jak i własnych, należy w tym stanie przemnożyć przez odpowiedni współczynnik obliczeniowy $\gamma _{f}.$ Jego wartości wynoszą przykładowo dla obciążeń stałych $\gamma _{f}=1{,}35,$ a dla zmiennych (wiatr, śnieg) – $\gamma _{f}=1{,}5.$

SGN jest osiągany, gdy przestaje być spełniony warunek:

$S_{d}\leqslant R_{d},$

w którym przez $S_{d}$ oznaczono wartość siły wewnętrznej, przy obliczeniu której uwzględniono odpowiednie współczynniki $\gamma _{f}.\ R_{d}$ – jest to miarodajna nośność danego przekroju, która uwzględnia fakt, że naprężenia będące w przekroju mają wartość nośności obliczeniowej materiału z jakiego zostały wykonane.

W przypadku układów prętowych pracujących na zginanie (belki, ramy) przy określeniu SGN uwzględnia się powstawanie przegubów plastycznych przekształcających rozważany układ w geometrycznie zmienny łańcuch kinematyczny. SGN zostaje osiągnięty w momencie powstania ostatniego z kolejnych przegubów plastycznych.

SGU – ma za zadanie wskazać, że wartość ugięć (przemieszczeń, odkształceń) powodowana działaniem obciążeń, w przypadku ich najbardziej niekorzystnej kombinacji, jest mniejsza niż wartość dopuszczalna dla danego typu konstrukcji (elementu), podana w odpowiedniej normie.

SGU występuje w przypadku, gdy przestaje być spełniony warunek

$E_{d}\leqslant C_{d},$

w którym przez $E_{d}$ oznaczono efekt obciążenia konstrukcji w postaci ugięć, przemieszczeń, rys czy drgań. $C_{d}$ – oznacza wartość dopuszczalną efektu, która klasyfikuje element (obiekt) jako nadający się do stanu użytkowania.