Полезная нагрузка в строительстве это

Приглашаем учиться к нам в «школу строительства»

Внимание заказчиков -постоянно действующие акции по снижению цены блоков смотреть здесь

Проект ландшафтного дизайна вашего участка можете заказать нам.

Малоэтажные проекты любой сложности с расчетом фундаментов на основании ИГИ делаем МЫ. Цены разумные.

При выборе пустотных плит перекрытия под полезную нагрузку, возникают у застройщика вопросы, а под какую полезную нагрузку подбирать перекрытие? (конечно это определяется проектом)

При малоэтажном строительстве домов или коттеджа из газоблоков Ютонг, или газоблоков грас, за основу безусловно надо брать жизнью проверенную нормативную нагрузку на перекрытия и применяемую при проектировании-это в жилых домах в среднем около 160 кг/м2, но в последнии годы довольно часто под паркет и твердые покрытия в полах применяют слоистую подстилку типа ОSB¸повышающую жесткость конструкции пола и звукоизоляцию перекрытия, а так же подвесные потолки, теплые полы,что дополнительно добавляет нагрузки на перекрытия коттеджа 40-60 кг/м2. Исходя из приведенных цифр по полезным нагрузкам надо знать, что на сегодняшний день, оптимальным надо считать полезную нормативную нагрузку на перекрытие в 200 -220 кг/м2, при условии отсутствия каких-то особенностей строительства дома из газобетонных блоков Грас и газобетонных блоков итонг. Примеры особенностей увеличения полезной нагрузки на плиты перекрытия коттеджа, это строительство бассейна, бильярдного зала, саун с бассейнами, залы для приема гостей на массовые мероприятия. Здесь уже при расчете полезных нагрузок на плиты перекрытия или монолитные перекрытия, надо руководствоваться нормативами, как при строительстве общественных зданий, кафэ, магазинов, где полезная нагрузка на перекрытие может возрасти до 400 кг/м2 и даже больше, но это уже вопрос индивидуального подхода при проектировании полезной нагрузки на перекрытия и здесь подход несколько другой при строительстве подобных объектов с высокой полезной нагрузкой на перекрытия. И проектирование полезной нагрузки на перекрытия в этом случае, как и несущих конструкций под ними, уже индивидуальны.

Исходя из этого и понимая , что сегодня на рынке представлены плиты перекрытия с расчетными нагрузками в 600, 800, 1000кг/м 2 , нет особой необходимости под расчетные полезные нагрузки на перекрытия, стремится брать плиты 8ой или 10ой нагрузок. Для обычного коттеджа с полезной нагрузкой на перекрытия которого не планируется установка тяжелых бильярдных столов и джакузи на 3-4м 3 воды или бассейнов, спокойно можно обойтись пустотными плитами перекрытия с расчетной нагрузкой в 600 кг/м 2 — менее к сожалению наша промышленность сейчас их не выпускает.Пустотные плиты перекрытия изготовленные качественно на заводе, способны нести необходимую полезную нагрузку на перекрытие из пустотных плит перекрытия.

Здесь же хочу отметить, при обсуждениях довольно часто звучат сомнения о применении пустотных плит перекрытия в коттеджном строительстве, когда для строительства несущих газобетонных стен применяется газобетонные блоки Ytong, Грас, газобетонные блоки bonolit-и должен отметить, что эти сомнения совершенно не обоснованны, элементарный расчет собранных расчетных и полезных нагрузок на перекрытия из пустотных плит перекрытий с учетом опор пустотных плит перекрытия на монолитные пояса, позволяют в прочности стен коттеджей постороенных из газобетонных блоков Грас bonolit или Ytong иметь запас прочности, обеспечивающий надежную эксплуатацию построенных пенобетонных стен из газоблоков Грас, газоблоков Ytong и газоблоков Бонолит десятилетиями. Когда правильно спроектированный и построенный коттедж или дом, будет переходить от одного поколения живущих к другому, создавая этим поколениям безопасные и комфортные условия проживания. Но это возможно еще раз хочу это подчеркнуть, при условии правильного расчета полезной нагрузки на перкрытие из пустотных плит перекрытия или какого другого типа перекрытия. Ориентироватся на «чутье» -я бы не советовал.

Надо также четко понимать, что нормативные нагрузки и расчетные нагрузки на перекрытия в зависимости от условий эксплуатации, технологии строительства могут существенно отличатся, расчетные нагрузки как правило больше нормативных на величину коэффициэнта надежности. При подборе полезных нагрузок на перекрытия надо ориентироваться на нормативные нагрузки.

Анологично без сомнений, при подборе полезных нагрузок на перекрытия, пустотные плиты перекрытий можно применять в качестве перекрытий при опирании пустотных плит перекрытия на стены построенные из керамических камней Braer и Винербергер

источник

Классификация нагрузок (схема 1).

в рассматриваемом здании возникают от собственного веса несущих и ограждающих конструкций: покрытия, перекрытий, колонн, стеновых ограждений.

являются снеговая и ветровая, взятые с полным нормативным значением (п.1.8 СНиП [1]). Запчасти для пылесосов подробнее.

могут быть снеговая и крановая, взятые с пониженным нормативным значением согласно п.1.7 СНиП [1].

В данной работе учитываются только вертикальные нагрузки: постоянная и длительные временные (технологическая, снеговая). Для железобетонных конструкций характерно снижение прочности при воздействии длительных нагрузок, поэтому их учёт имеет существенное значение.

Что такое полезная нагрузка.

Нагрузки, связанные с эксплуатацией сооружения по его непосредственному назначению, принято называть полезными.В данном случае полезной является технологическая нагрузка.

Что означает «сбор нагрузок».

При выполнении практических расчётов конструктивных элементов часто возникает необходимость преобразования поверхностно распределённой нагрузки в линейную или сосредоточенную. Для этого необходимо «собрать нагрузку» с определённой площади, которая называется грузовой площадью

данного элемента. На рис. П-1 показано, как равномерно распределённая по площади покрытия нагрузка трансформируется в линейную нагрузку на ригель рамы и в сосредоточенную нагрузку на колонну.

а — поверхностная равномерно распределённая нагрузка на покрытие;

б — линейная равномерно распределённая нагрузка на ригель рамы;

в — сосредоточенная нагрузка на колонну.

Чем отличаются нормативные и расчётные нагрузки.

Основными характеристиками нагрузок, указанными в Нормах проектирования [1], являются их нормативные значения

. Они приняты на основании статистической обработки опытных данных с обеспеченностью, равной 0,95

какой-либо случайной величины понимают вероятность того, что она не выйдет за пределы установленных значений. Обеспеченность 0,95

означает, что в 95 случаях из 100 величина нагрузки не будет превышать своего нормативного значения.

В расчётах используют так называемые расчётные значениянагрузок. Расчётное значение нагрузки q можно получить умножением её нормативной величины qn на коэффициент надежности по нагрузке gf.

Что учитывает коэффициент надёжности по нагрузке.

Он учитывает характер статистической изменчивости нагрузки и устанавливается в зависимости от уровня ответственности выполняемого расчёта. Наибольшей изменчивостью обладают атмосферные нагрузки (снеговая и ветровая).

В каких расчётах участвуют расчётные значения нагрузок, а в каких нормативные

В расчётах, характеризующихся высоким уровнем ответственности (например, расчёты на прочность и устойчивость) участвуют расчётные нагрузки

. Эти нагрузки иногда называют предельными

, поскольку они связаны с разрушением конструкции. Использование предельных значений практически исключает возможность действия на сооружение нагрузок, величина которых превышает принятую в расчёте. Обеспеченность предельных нагрузок составляет 0,997…0,999 (точно её определить затруднительно).

В расчётах с более низкими уровнями ответственности (например, расчёты на жесткость и выносливость) используются нормативные нагрузки

. Это так называемые эксплуатационные нагрузки

источник

При подсчете веса конструкций, передающих нагрузку на фундаменты, необходимо знать собственный вес их составных элементов.

Нормативная плотность наиболее употребимых материалов (кг/м 3 ):

кладка из керамического кирпича

из ячеистых бетонов (пенобетон, газобетон, пеносиликат и др.)

перлитовые и вермикулитовые плиты на цементном вяжущем

шлаки гранулированные, пемза, керамзит, диатомиты (трепел)

плиты из пористых пластмасс (пенопласт, сотопласт и др.)

Масса некоторых листовых конструкций, кг/м 2 :

рулонный ковер из рубероида на битумной мастике:

пароизоляция (два слоя пергамина на битумной мастике)

асбоцементные волнистые листы усиленного профиля (ВУ) толщиной 8мм

профилированный стальной настил

Нормативная нагрузка подсчитывается умножением удельного веса, выраженного в кг/м 3 , на объем конструкции или, для листовых конструкций, массы одного квадратного метра на грузовую площадь.

Нормативные значения равномерно распределенных временных нагрузок на плиты перекрытий, лестницы и полы на грунтах приведены в СНиП по нагрузкам и воздействиям, выборка из которых в Табл.5.2:

Значение нормативных нагрузок на перекрытия.

Нормативные значения нагрузок, р., кПа

1.Квартиры жилых зданий; спальные помещения детских дошкольных учреждений и школ-интернатов; жилые помещения домов отдыха и пансионатов, общежитий и гостиниц; палаты больниц и санаториев; террасы

2.Служебные помещения административного, инженерно-технического, научного персонала; классные помещения; бытовые помещения (гардеробные, душевые, умывальные, уборные)

3.Кабинеты и лаборатории учреждений здравоохранения; лаборатории учреждений просвещения, науки; помещения для электронно-вычислительных машин; кухни общественных зданий; технические этажи: подвальные помещения

б) обеденные (в кафе, ресторанах)

в) собраний и совещаний, ожидания, зрительные и концертные, спортивные

г) торговые, выставочные и экспозиционные

6.Сцены зрелищных предприятий

а) с закрепленными сиденьями

а) с возможным скоплением людей (выходящих из производственных помещений, залов, аудиторий и т. д.)

б) используемых для отдыха

10.(Балконы лоджий) с учетом нагрузки:

а) полосовой равномерной на участке шириной 0,8м вдоль ограждения балкона (лоджии)

б) сплошной равномерной на площади балкона (лоджии) воздействие которой неблагоприятные, чем определяемое по поз. 10а

11.Участки обслуживания и ремонта оборудования в производственных помещениях

12.Вестибюли, фойе, коридоры, лестницы (с относящимися к ним проходами), примыкающие к помещениям, указанным в позициях:

Нагрузки, указанные в поз. 8,следует учитывать на площади, не занятой оборудованием и материалами.

Нагрузки, указанные в поз. 9,следует учитывать без снеговой нагрузки,

Нагрузки, указанные в поз. 10,следует учитывать при расчете несущих конструкций балконов (лоджий) и участков стен в местах защемления этих конструкций. При расчете нижележащих участков стен, фундаментов и оснований нагрузки на балконы (лоджий) следует принимать равными нагрузкам примыкающих основных помещений зданий и снижать их с учетом коэффициентов, определяемых по формулам (5.1)и (5.2).

Нормативные значения нагрузок для зданий и помещений, указанных в поз. 3,4г,5, 6и 11, принимают по технологическому проекту.

При расчете фундаментов, воспринимающих нагрузки от одного перекрытия, полные нормативные значения нагрузок (Таблица 5 .3) снижают в зависимости от грузовой площади А, м 2 , рассчитываемого элемента умножением на коэффициент сочетаний_А, равный:

для помещений, указанных в поз. 1, 2, 12а Таблица 5 .3 (при АА₁=9м 2 )

(5.1)

для помещений, указанных в поз. 4, 11, 12б Таблица 5 .3 (при АА₂=36м 2 )

(5.2)

При определении продольных усилий для расчета фундаментов, воспринимающих нагрузки от двух перекрытий и более, полные нормативные значения нагрузок снижают умножением на коэффициент сочетания _n:

для помещений, указанных в поз. 1, 2, 12а Таблица 5 .3

(5.3)

для помещений, указанных в поз. 4, 11, 12б Таблица 5 .3

, (5.4)

где nобщее число перекрытий, нагрузки от которых учитываются при расчете рассматриваемого сечения фундамента.

источник

В процессе строительства и во время эксплуатации здание испытывает на себе действие различных нагрузок. Этим силам сопротивляется сам материал конструкции, в нем возникают внутренние напряжения. Поведение строительных материалов и конструкций под воздействием внешних сил и нагрузок изучает строительная механика.

Одни из этих сил действуют на здание непрерывно и называются постоянными нагрузками, другие — лишь в отдельные отрезки времени и называются временными нагрузками.

К постоянным нагрузкам относится собственный вес здания, который в основном состоит из веса конструктивных элементов, составляющих его несущий остов. Собственный вес действует постоянно во времени и по направлению сверху вниз. Естественно, что напряжения в материале несущих конструкций в нижней части здания будут всегда больше, чем в верхней. В конечном счете все воздействие собственного веса передается на фундамент, а через него — на грунт основания. Собственный вес всегда был не только постоянной, но и главной, основной нагрузкой на здание.

Лишь в последние годы строители и конструкторы столкнулись с совершенно новой проблемой: не как надежно опереть здание на грунт, а как его «привязать», заанкерить к земле, чтобы его не оторвали от земли другие воздействия, в основном ветровые усилия. Это произошло потому, что собственный вес конструкций в результате применения новых высокопрочных материалов и новых конструктивных схем все время уменьшался, а габариты зданий росли. Увеличивалась площадь, на которую действует ветер, иначе говоря, парусность здания. И, наконец, воздействие ветра стало более «весомым», чем воздействие веса здания, и здание стало стремиться к отрыву от земли.

Ветровая нагрузка является одной из основных временных нагрузок. С увеличением высоты воздействие ветра возрастает. Так, в средней части России нагрузка от ветра (скоростной напор ветра) на высоте до 10 м принимается равным 270 Па, а на высоте 100 м она уже равна 570 Па. В горных районах, на морских побережьях воздействие ветра намного возрастает. Например, в некоторых районах береговой полосы Арктики и Приморья нормативное значение ветрового напора на высоте до 10 м равно 1 кПа. С подветренной стороны здания возникает разряженное пространство, которое создает отрицательное давление — отсос, который увеличивает общее воздействие ветра. Ветер меняет как направление, так и скорость. Сильные порывы ветра создают, кроме того, и ударное, динамическое воздействие на здание, что еще более усложняет условия для работы конструкции.

С большими неожиданностями столкнулись градостроители, когда стали возводить в городах здания повышенной этажности. Оказалось, что улица, на которой никогда не дули сильные ветры, с возведением на ней многоэтажных зданий стала очень ветреной. С точки зрения пешехода, ветер со скоростью 5 м/с уже становится надоедливым: он развевает одежду, портит прическу. Если скорость немного выше — ветер уже поднимает пыль, кружит обрывки бумаг, становится неприятным. Высокое здание является основательной преградой для движения воздуха. Ударяясь об эту преграду, ветер разбивается на несколько потоков. Одни из них огибают здание, другие устремляются вниз, а затем у земли также направляются к углам здания, где и наблюдаются самые сильные потоки воздуха, в 2-3 раза превышающие по своей скорости ветер, который дул бы на этом месте, если бы не было здания. При очень высоких зданиях сила ветра у основания здания может достигать таких размеров, что валит пешеходов с ног.

Амплитуда колебаний высотных зданий достигает больших размеров, что отрицательно влияет на самочувствие людей. Скрип, а иногда и скрежет стального каркаса одного из самых высоких в мире здания Международного торгового центра в Нью-Йорке (высота его 400 м) вызывает тревожное состояние у находящихся в здании людей. Предусмотреть, рассчитать заранее действие ветра при высотном строительстве очень сложно. В настоящее время строители прибегают к экспериментам в аэродинамической трубе. Как и авиастроители! они обдувают в ней модели будущих зданий и в какой-то мере получают реальную картину воздушных токов и их силу.

Снеговая нагрузка также относится к временным нагрузкам. Особенно внимательно надо подходить к влиянию снеговой нагрузки на разновысотные здания. На границе между повышенной и пониженной частями здания возникает так называемый «снеговой мешок», где ветер собирает целые сугробы. При переменной температуре, когда происходит поочередное подтаивание и вновь замерзание снега и при этом еще сюда попадают взвешенные частицы из воздуха (пыль, копоть), снеговые, точнее, ледяные массивы становятся особенно тяжелыми и опасными. Снеговой покров из-за ветра ложится неравномерно как при плоских, так и при скатных кровлях, создавая асимметрическую нагрузку, которая вызывает дополнительные напряжения в конструкциях.

К временным относится полезная нагрузка (нагрузка от людей, которые будут находиться в здании, технологического оборудования, складируемых материалов и т. д.).

Возникают в здании напряжения и от воздействия солнечного тепла и мороза. Это воздействие называется температурно-климатическим. Нагреваясь солнечными лучами, строительные конструкции увеличивают свой объем и размеры. Охлаждаясь во время морозов, они уменьшаются в своем объеме. При таком «дыхании» здания в его конструкциях возникают напряжения. Если здание имеет большую протяженность, эти напряжения могут достичь высоких значений, превышающих допустимые, и здание начнет разрушаться.

Аналогичные напряжения в материале конструкции возникают и при неравномерной осадке здания, которая может произойти не только из-за разной несущей способности основания, но и из-за большой разницы в полезной нагрузке или собственного веса отдельных частей здания. Например, здание имеет многоэтажную и одноэтажную части. В многоэтажной части на перекрытиях расположено тяжелое оборудование. Давление на грунт от фундаментов многоэтажной части будет намного больше, чем от фундаментов одноэтажной, что может вызвать неравномерность осадки здания. Чтобы снять дополнительные напряжения от осадочных и температурных воздействий, здание «разрезают» на отдельные отсеки деформационными швами.

Если здание защищают от температурных деформаций, то шов называется температурным. Он отделяет конструкции одной части здания от другой, за исключением фундаментов, так как фундаменты, находясь в земле, не испытывают температурного воздействия. Таким образом, температурный шов локализует дополнительные напряжения в пределах одного отсека, препятствуя передаче их на соседние отсеки, тем самым препятствуя их сложению и увеличению.

Если здание защищают от осадочных деформаций, то шов называется осадочным. Он отделяет одну часть здания от другой полностью, включая и фундаменты, которые благодаря такому шву имеют возможность перемещаться один по отношению к другому в вертикальной плоскости. При отсутствии швов трещины могли бы возникнуть в неожиданных местах и нарушить прочность здания.

Кроме постоянных и временных существуют еще особые воздействия на здания. К ним относятся:

сейсмические нагрузки от землетрясения;
взрывные воздействия;
нагрузки, возникающие при авариях или поломках технологического оборудования;
воздействия от неравномерных деформаций основания при замачивании просадочных грунтов, при оттаивании вечномерзлых грунтов, в районах горных выработок и при карстовых явлениях.

По месту приложения усилий нагрузки разделяются на сосредоточенные (например, вес оборудования) и равномерно распределенные (собственный вес, снег и др.).

По характеру действия нагрузки могут быть статическими, т. е. постоянными по величине во времени, например тот же собственный вес конструкций, и динамическими (ударными), например порывы ветра или воздействие подвижных частей оборудования (молоты, моторы и др.).

Таким образом, на здание действуют самые различные нагрузки по величине, направлению, характеру действия и месту приложения (рис. 5). Может получиться такое сочетание нагрузок, при котором они все будут действовать в одном направлении, усиливая друг друга.

Рис. 5. Нагрузки и воздействия на здание: 1 — ветер; 2 — солнечная радиация; 3 — осадки (дождь, снег); 4 — атмосферные воздействия (температура, влажность, химические вещества); 5 — полезная нагрузка и собственный вес; 6 — особые воздействия; 7 — вибрация; 8 — влага; 9 — давление грунта; 10 — шум

Именно на такие неблагоприятные сочетания нагрузок рассчитывают конструкции здания. Нормативные значения всех усилий, действующих на здание, приведены в СНиПе. Следует помнить, что воздействия на конструкции начинаются с момента их изготовления, продолжаются при транспортировке, в процессе возведения здания и его эксплуатации.

Благовещенский Ф.А., Букина Е.Ф. Архитектурные конструкции. — М., 1985.

источник

страница 22

Ветровая нагрузка по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» пункт 10.14 при расчете крена фундаментов принимается как 30% от расчетной ветровой нагрузки.

Расчетная ветровая нагрузка (кг/м2)

Старая Русса, Коноша, Шарья, Мирный, Витим, Кропоткин

Москва, Кандалакша, Киров, Тула, Рязань, Улан-Удэ, Нижневартовск, Нижний Тагил, Тюмень, Казань, Пермь, Челябинск

Санкт Петербург, Иркутск, Жиганск, Хабаровск, Уфа, Астрахань

Оренбург, Сызрань, Кизляр, Кемерово, Абакан, Амурск, Хатанга

Норильск, Усинск, Нарьян-Мар

На практике ветровую нагрузку на фундамент ориентировочно рассчитывают по эмпирической формуле:
Ветровая нагрузка = площадь здания Х (40 + 15 х высота дома)

Страницы книги: 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33. Оглавление

Считаем ветровую нагрузку на фундамент нашего дома площадью 100 м2 и высотой 7 метров :
100 х (40 + 15 х 7) = 14500 кг

Полезная нагрузка – это нагрузка, рассчитываемая от всего, что наполняет дом и не является частью строительных конструкций.

Расчетное значение нагрузки
(кг/м2)

Квартиры жилых зданий, детские дошкольные учреждения, дома отдыха, общежития, гостиницы и т.п.

Административные здания, учреждения, научные организации, классные помещения, бытовые помещения промышленных предприятий и общественных зданий

Кабинеты и лаборатории научных, лечебных и образовательных учреждений

Залы:
читальные
кафе, ресторанов, столовых
собраний, совещаний, зрительные, концертные, спортивные

Перекрытия на участках с возможным скоплением людей

Полезная нагрузка от мебели и оборудования жилого дома принимается 195кг/м2 . В нашем доме площадью 100 м2 это 19500 кг.

Вес бетонного цокольного и сборного деревянного чердачного перекрытия = 55000 кг

Вес стропильной системы и кровли с утеплением = 3841 кг

Расчетная снеговая нагрузка = 28800 кг

Расчетная ветровая нагрузка = 14500 кг

Полезная нагрузка = 19500 кг

Итого общая расчетная нагрузка от здания: 146841 кг

Умножаем на коэффициент запаса прочности 1,3 х 146841 кг = 190893 кг.

Таким образом, фундамент должен передать на грунт нагрузку 191 тонну, а грунт должен иметь достаточную несущую способность (расчетное сопротивление) чтобы эту нагрузку выдержать на определенной площади приложения нагрузки. То есть, должно быть выполнено основное условие для надежной работы фундамента: величина удельного давления дома на подошвенный грунт должна быть меньше расчетного сопротивления грунта.
Нам предстоит вычислить эту площадь с учетом геометрии фундамента и характеристик грунтов. Узнав суммарную нагрузку на подлежащий ленточному малозаглубленному фундаменту грунт, мы можем соотнести ее с площадью опоры фундамента и несущей способностью грунта.

Суммарная нагрузка /
Длина фундамента /
Расчетное сопротивление грунта

Теперь необходимо узнать несущую способность грунта. Идеальным и самым правильным решением будет вызвать на участок эксперта и провести исследование подлежащих грунтов. При строительстве ленточного малозаглубленного фундамента под дачные дома из материалов критичных даже к малым деформациям основания в 2,5 -3,5 см (каркасные и панельные конструкции, ячеистый бетон, кирпич, керамзитобетон) малые затраты на исследования подлежащих грунтов смогут предупредить гораздо большие потери. Хотя и дома из менее чувствительных к деформациям опоры стеновых материалов с предельно допустимыми деформациями основания в 5 см (брус, бревно) при больших просадках грунта изменят свою геометрию. Такое изменение геометрии стен дома может привести к перекосу окон и дверей, к повреждениям отделочных материалов и к возможному залому кирпичной печной трубы.
Чтобы не затягивать c примером расчета ширины ленточного фундамента мы примем, что несущая способность грунта на нашем участке известна нам в результате предварительно проведенного инженерно-геологического изыскания. Установленное значение несущей способности грунта (расчетного сопротивления грунта) мы подставим в уравнение и получим результат: минимальную допустимую ширину ленточного фундамента. После этого мы подробно рассмотрим несущие свойства грунтов, и ориентировочные способы определения видов грунтов на участке.

Расчет минимально допустимой ширины ленточного фундамента:

источник

К постоянным нагрузкам относятся:

собственный вес конструкций
воздействие среды (давление грунта, воды)

Рассмотрим примеры определения нагрузки от собственного веса для различных элементов конструкций.

Рисунок 2. Нагрузка от собственного веса балкона

Если принять расчетную схему балконной плиты в виде консольно-защемленной балки, то имеют место несколько видов нагрузок, которые можно считать постоянными:

распределенная нагрузка от собственного веса железобетонной плиты (\(\))
распределенная нагрузка от веса утеплителя, если он есть (\(\))
сосредоточенная нагрузка от веса перильного ограждения, если оно есть (\(F\))

Все эти нагрузки должны учитываться в расчете одновременно, потому что воздействуют на конструкцию постоянно, и все вместе. Таким образом, изгибающий момент в заделке будет равен:

где \(l\) — длина консольного свеса плиты.

Нагрузку от собственного веса отдельного элемента конструкции удобно вычислять через объемный вес материала, из которого он выполнен. Например, нагрузка от веса железобетонной плиты балкона (рис. 1):

\( = 25\) — объемный вес железобетона, кН/м 3 ;
\(b = 1\) — расчетная ширина плиты, м;
\(t\) — толщина плиты, м.

Соответственно, для определения нагрузки от утеплителя в формуле (4.5) достаточно заменить объемный вес на вес 1 м 3 применяемого утеплителя, а вместо толщины плиты указать толщину слоя. Расчетная ширина полосы нагрузки \(b\) остается постоянной.

Нагрузку от веса перил можно вычислить так:

\[F = \left( \cdot A \cdot h> \right)n,\quad \left( \right)\]

\( = 78,5\) — объемный вес стали, кН/м 3 ;
\(A\) — площадь поперечного сечения перильного прутика, м 2 ;
\(h\) — высота перил, м;
\(n\) — количество перильных прутиков на 1 п. м ширины балкона.

Рассмотрим пример определения постоянной нагрузки, воздействующей на колонну металлического каркаса (рисунок 3).

Рисунок 3. Передача постоянной нагрузки от элементов каркаса

На колонны опираются несущие балки (двутавр N20) длиной \(l = 3\) м, на которые сверху уложен настил из листового проката толщиной \(t = 20\) мм. На каждую балку приходится доля нагрузки, собираемая с полупролета с каждой стороны, а в сумме — с целого пролета \(b = 4\) м между двумя соседними балками:

\[ = \cdot b \cdot t = 78,5 \cdot 4 \cdot 0,020 = 6,28.\quad \left( \right)\]

Определяем нагрузку от собственного веса балки (\(A\) — площадь сечения двутавра N20):

\[ = \cdot A = 78,5 \cdot 26,8 \times > = 0,21.\quad \left( \right)\]

Балка, опертая по концам, “делится” 50% своей нагрузки с каждой из опор. Значит, на каждую колонну приходится половина общей нагрузки:

При проектировании подпорной стенки расчетчику сначала следует определить активное и пассивное давление грунта (рисунок 4):

Рисунок 4. Нагрузки от давления грунта

Сила \(\) является равнодействующей активного давления, воздействующего на стенку со стороны основного массива грунта. Соответственно, сила \(\) — равнодействующая пассивного давления (включается в работу, когда основной массив пытается сдвинуть стенку влево).

Указанные усилия определяются, как правило, по законам механики грунтов, с учетом высоты засыпки, свойств грунта и других параметров.

На каждую мостовую опору, размещенную в русле реки или омываемую паводковыми водами на подходах, воздействует гидростатическое давление воды (рисунок 5).

Рисунок 5. Опора моста: 1 — по фасаду, 2 — поперек моста

То, что мы в обиходе называем “архимедовой силой”, является силой упругого взаимодействия физического объекта с жидкостью. Поскольку опора моста притоплена, то со стороны водотока на нее действует соответствующая выталкивающая сила:

\[F = \rho \cdot h \cdot b \cdot t,\quad \left( \right)\]

\(\rho = 10\) — объемный вес воды, кН/м 3 ;
\(h\) — высота затопленной части опоры, м;
\(b\) — ширина опоры вдоль моста, м;
\(t\) — ширина опоры поперек моста, м.

Если в сооружении проявляются усилия, например, от предварительного напряжения (в ЖБК или металлоконструкциях с оттяжками или вантами), то эти усилия также относят к усилиям от постоянных нагрузок.

Почти все остальные виды нагрузок являются временными.

Сомневаетесь в решении? Нужна подсказка специалиста?

Длительные нагрузки оказывают воздействие на здание или сооружение в течение длительного срока (как говорится “не день и не два”):

вес перегородок, подливок
вес стационарного оборудования (станков, подъемного оборудования)
давление жидкостей, газов, сыпучих тел
вес складируемых материалов
температурные воздействия от оборудования
деформации грунтового основания
воздействия, связанные с изменением влажности
воздействия от усадки, ползучести материалов и т. п.

Кратковременные нагрузки проявляются в коротких промежутках времени:

нагрузки от людей, животных в помещениях
нагрузки, возникающие в процессе ремонта оборудования
нагрузки от подъемного оборудования, транспорта
климатические нагрузки (снеговые, ветровые, температурные, гололедные)

Чтобы отличить длительную нагрузку от кратковременной, постарайтесь проанализировать срок ее “пребывания” на конструкции. Если, появившись, она тут же может исчезнуть — смело относите ее к кратковременным, иначе — к длительным.

Рассмотрим ситуацию, когда нам нужно спроектировать плиту перекрытия торгового центра. На рисунке 6 показана проектная схема здания с секциями различного назначения, в которых могут пребывать люди. Красным цветом показаны места теоретического расположения перегородок (идея архитектора).

Рисунок 6. Фасад и сечение конструкции (сверху) и расчетная схема перекрытия (снизу)

В данном случае мы имеем дело с двумя временными нагрузками — весом перегородок (длительная нагрузка) и весом людей (кратковременная нагрузка). Обычно, ширина перегородки существенно меньше пролета здания в свету, поэтому в плоской расчетной схеме данная нагрузка может быть принята в виде сосредоточенной силы:

\[F = \gamma \cdot b \cdot h \cdot t,\quad (4.11)\]

\(\gamma \) — объемный вес материала перегородки (например, гипсокартона), кН/м 3 ;
\(b\) — расчетная ширина нагрузки в поперечном направлении (длина перегородки или полупролет перекрытия, в зависимости от конструкции), м;
\(h\) — высота перегородки, м;
\(t\) — толщина перегородки, м.

Посетители и персонал торгового центра могут произвольным образом располагаться между стенами и перегородками, поэтому вес людей принимаем в виде равномерно распределенной нагрузки нормативной интенсивностью не ниже 4 кПа [7]:

Кстати, располагать все временные нагрузки сразу во всех пролетах конструкции — не совсем правильно, но об этом мы поговорим позже.

Рассмотрим сбор снеговых и ветровых нагрузок на конструкции наружной рекламы типа “биллборд” (рисунок 7, 1).

Рисунок 7. К расчету биллборда на снеговые нагрузки:
1 — общий вид; 2, 3 — сбор снеговых нагрузок по фасаду; 4 — вид сбоку

Начнем со снеговой нагрузки. Обычное выпадение снега на верхнюю кромку щита учитываем в расчете равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью \(q\) (рисунок 7, 2).

Конструкция щита имеет элементы освещения, поэтому можно предположить, что снег в этом месте может накапливаться, цепляясь за стойку. Моделируя эту ситуацию, приходим к неравномерно распределенной нагрузке (рисунок 7, 3).

Величина снеговой нагрузки зависит от норм, по которым Вы выполняете расчет. Так, в нормах [7] формула для определения снеговой нагрузки (кПа) имеет вид:

\(\) — коэффициент, учитывающий снос снега с покрытия;
\(\) — термический коэффициент;
\(\mu \) — коэффициент перехода от веса снега на уровне земли к нагрузке на проектной высоте;
\(\) — давление снега на 1 м 2 на уровне земли, кПа.

Все величины, входящие в формулу (4.13), приводятся непосредственно в стандарте [7]. Тогда нагрузка на кромку щита (кН/м) будет равна:

Сосредоточенная сила, которая может далее потребоваться для проверки прочности стойки щита на сжатие, в первом случае составляет

а для случая c неравномерным распределением снеговая нагрузка собирается с соответствующих участков длиной \(a\), \(b\):

Еще одной проблемой для рекламного щита может стать наледь, которая появляется на открытых невертикальных поверхностях в холодное время года. Осадки в виде снега или дождя могут образовать сплошную полосу льда, которая создаст дополнительную нагрузку на конструкции щита. В этом случае модель нагрузки будет аналогична представленной на рисунке 7, 1.

Безусловно, для таких сравнительно небольших конструкций, как биллборд, снеговая нагрузка не будет доминирующей, и в большинстве случаев ее можно не учитывать. Однако, при проектировании конструкций с большей площадью горизонтальной поверхности снеговая нагрузка будет возрастать и может привести к появлению существенных усилий в опорных элементах. Вот пример конструкции, в проекте которой снеговая нагрузка была учтена ошибочно:

Рисунок 8. Чрезмерные прогибы крыши от снеговой нагрузки

Современные нормы проектирования предписывают учитывать воздействие ветра в различных его проявлениях (вихревое возбуждение, галопирование, флаттер и пр.). В данном примере определим только основной тип ветровой нагрузки из стандарта [7].

Рисунок 9. К расчету биллборда на ветровые нагрузки:
1 — вид по фасаду; 2 — вид сбоку

Главным образом, на конструкцию действует нормальное давление ветра \(\). Современные стандарты проектирования, например [7], определяют ветровую нагрузку (кПа) как сумму двух составляющих:

\(\) — среднее значение ветровой нагрузки, кПа;
\(\) — значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки, кПа.

Средняя и пульсационная составляющие, в свою очередь, зависят от ветрового района, скорости ветра, размеров сооружения (в первую очередь, высоты) и других параметров.

Основное полотно биллборда (щит) выступает своеобразным “парусом”, собирающим ветровую нагрузку, поэтому основное внимание в расчетах следует сосредоточить на проверках прочности соединения щита со стойкой, и самой стойки. При расчете стойки необходимо рассмотреть все возможные варианты ее работы — от изгиба в обеих плоскостях (\(xz\), \(yz\)) до кручения вокруг продольной оси (\(z\)).

Сила трения ветрового потока о конструкции щита будет возникать на конструкциях с “волнистой” или шероховатой структурой. Для биллбордов с относительно гладкой поверхностью она будет незначительна.

Особые нагрузки отнесены в отдельную категорию, потому что их появление связано с каким-либо аварийным происшествием, природной или техногенной катастрофой:

нагрузки, которые проявляются в результате взрыва
нагрузки, обусловленные пожаром
сейсмические нагрузки
нагрузки от неисправностей, поломок оборудования
нагрузки от резкого проседания грунта (например, в районе горных выработок)
нагрузки, обусловленные транспортными авариями

Ярким примером особой нагрузки является террористическая атака на башни Всемирного торгового центра 11 сентября 2001 года в Нью-Йорке, США:

Рисунок 10. Задача: какой жесткостью должно обладать здание, чтобы не разрушиться от удара самолета?

Для определения особой нагрузки расчетчику, как правило, придется воспользоваться соответствующим специализированным стандартом (например, для проектирования сейсмостойких или пожароустойчивых конструкций).

До этого момента мы говорили о нагрузки, подразумевая ее какое-то числовое значение. В проектировании строительных конструкций различают два вида значений нагрузки:

Нормативное значение нагрузки — это значение, полученное по фактическим размерам и весовым характеристикам элемента. Например, если нормативная нагрузка от веса 1 м 3 железобетона составляет примерно 25 кН; это означает, что если мы положим такой кубик на весы, то стрелка покажет нам значение 2,5 т.

Термин “нормативная” нагрузка больше относится к нормам проектирования СНГ, в Еврокоде же используется понятие “характеристическое” значение нагрузки [3].

Непосредственно в расчетах используется расчетное значение нагрузки. По сути, это нормативное значение, только с учетом различных коэффициентов. Например, расчетное значение нагрузки от собственного веса железобетонной балки составляет [7]:

\(\) — нормативная нагрузка;
\(1,1\) — коэффициент надежности.

Таким образом, расчетная нагрузка повышается на 10% по сравнению с нормативной.

В нормах проектирования СНГ коэффициент надежности по нагрузке обозначается \(\).

Как правило, он всегда больше единицы, потому что в расчет нам нужно завести заведомо большую нагрузку. Величина коэффициента надежности для постоянных нагрузок колеблется в диапазоне от 1,05 до 1,3.

Для временных нагрузок коэффициенты надежности обычно выше, чем для постоянных. Это обусловлено тем, что временная нагрузка по природе более изменчива и вероятность отклонения ее значения от нормативного, в общем случае, выше. Так, расчетная нагрузка от веса людей составляет:

\ge 2,0\) кПа) или 1,3 (если \( Эти десять частей, в целом, закрывают все вопросы по определению постоянных и временных нагрузок на здания и сооружения: собственный вес, вес людей и оборудования, огня, снега, ветра, температуры, воздействия монтажных нагрузок, от веса транспорта и пр.

источник

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

РАЗРАБОТАНЫ ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР (канд. техн. наук А.А.Бать — руководитель темы; И.А.Белышев, канд. техн. наук. В.А.Отставнов, доктора техн. наук проф. В.Д.Райзер, А.И.Цейтлин) МИСИ им. В.В.Куйбышева Минвуза СССР (канд. техн. наук Л.В.Клепиков).

ВНЕСЕНЫ ЦНИИСК им.Кучеренко Госстроя СССР.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Главтехнормированием Госстроя СССР (канд. техн. наук Ф.В.Бобров).

УТВЕРЖДЕНЫ постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 29 августа 1985 г. N 135.

Настоящие нормы распространяются на проектирование строительных конструкций и оснований зданий и сооружений и устанавливают основные положения и правила по определению и учету постоянных и временных нагрузок и воздействий, а также их сочетаний.

Нагрузки и воздействия на строительные конструкции и основания зданий и сооружений, отличающихся от традиционных, допускается определять по специальным техническим условиям.

Примечания: 1. Далее по тексту, где это возможно, термин «воздействие» опущен и заменен термином «нагрузка», а слова «здания и сооружения» заменены словом «сооружения».

2. При реконструкции расчетные значения нагрузок следует определять на основе результатов обследования существующих конструкций, при этом атмосферные нагрузки допускается принимать с учетом данных Госкомгидромета.

1.1. При проектировании следует учитывать нагрузки, возникающие при возведении и эксплуатации сооружений, а также при изготовлении, хранении и перевозке строительных конструкций.

1.2. Основными характеристиками нагрузок, установленными в настоящих нормах, являются их нормативные значения.

Нагрузка определенного вида характеризуется, как правило, одним нормативным значением. Для нагрузок от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий, от мостовых и подвесных кранов, снеговых, температурных климатических воздействий устанавливаются два нормативных значения: полное и пониженное (вводится в расчет при необходимости учета влияния длительности нагрузок, проверке на выносливость и в других случаях, оговоренных в нормах проектирования конструкций и оснований).

1.3. Расчетное значение нагрузки следует определять как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке , соответствующий рассматриваемому предельному состоянию и принимаемый:

а) при расчете на прочность и устойчивость — в соответствии с пп. 2.2, 3.4, 3.7, 3.11, 4.8, 5.7, 6.11, 7.3 и 8.7;

б) при расчете на выносливость — равным единице;

в) в расчетах по деформациям — равным единице, если в нормах проектирования конструкций и оснований не установлены другие значения;

г) при расчете по другим видам предельных состояний — по нормам проектирования конструкций и оснований.

Расчетные значения нагрузок при наличии статистических данных допускается определять непосредственно по заданной вероятности их превышения.

При расчете конструкций и оснований для условий возведения зданий и сооружений расчетные значения снеговых, ветровых, гололедных нагрузок и температурных климатических воздействий следует снижать на 20%.

При необходимости расчета на прочность и устойчивость в условиях пожара, при взрывных воздействиях, столкновении транспортных средств с частями сооружений коэффициенты надежности по нагрузке для всех учитываемых при этом нагрузок следует принимать равными единице.

Примечание. Для нагрузок с двумя нормативными значениями соответствующие расчетные значения следует определять с одинаковым коэффициентом надежности по нагрузке (для рассматриваемого предельного состояния).

1.4. В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые) нагрузки.

1.5. Нагрузки, возникающие при изготовлении, хранении и перевозке конструкций, а также при возведении сооружений, следует учитывать в расчетах как кратковременные нагрузки.

Нагрузки, возникающие на стадии эксплуатации сооружений, следует учитывать в соответствии с пп.1.6-1.9.

1.6. К постоянным нагрузкам следует относить:

а) вес частей сооружений, в том числе вес несущих и ограждающих строительных конструкций;

б) вес и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление.

Сохраняющиеся в конструкции или основании усилия от предварительного напряжения следует учитывать в расчетах как усилия от постоянных нагрузок.

1.7. К длительным нагрузкам следует относить:

а) вес временных перегородок, подливок и подбетонок под оборудование;

б) вес стационарного оборудования: станков, аппаратов, моторов, емкостей, трубопроводов с арматурой, опорными частями и изоляцией, ленточных конвейеров, постоянных подъемных машин с их канатами и направляющими, а также вес жидкостей и твердых тел, заполняющих оборудование;

в) давление газов, жидкостей и сыпучих тел в емкостях и трубопроводах, избыточное давление и разрежение воздуха, возникающее при вентиляции шахт;

г) нагрузки на перекрытия от складируемых материалов и стеллажного оборудования в складских помещениях, холодильниках, зернохранилищах, книгохранилищах, архивах и подобных помещениях;

д) температурные технологические воздействия от стационарного оборудования;

е) вес слоя воды на водонаполненных плоских покрытиях;

ж) вес отложений производственной пыли, если ее накопление не исключено соответствующими мероприятиями;

з) нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий с пониженными нормативными значениями, приведенными в табл. 3;

и) вертикальные нагрузки от мостовых и подвесных кранов с пониженным нормативным значением, определяемым умножением полного нормативного значения вертикальной нагрузки от одного крана (см. п. 4.2) в каждом пролете здания на коэффициент: 0,5 — для групп режимов работы кранов 4К-6К; 0,6 — для группы режима работы кранов 7К; 0,7 — для группы режима работы кранов 8К. Группы режимов работы кранов принимаются по ГОСТ 25546-82;

к) снеговые нагрузки с пониженным нормативным значением, определяемым умножением полного нормативного значения в соответствии с указаниями п. 5.1 на коэффициент: 0,3 — для III снегового района; 0,5 — для IV района; 0,6 — для V и VI районов;

л) температурные климатические воздействия с пониженными нормативными значениями, определяемыми в соответствии с указаниями пп. 8.2 — 8.6 при условии = = = = =0, = = 0;

м) воздействия, обусловленные деформациями основания, не сопровождающимися коренным изменением структуры грунта, а также оттаиванием вечномерзлых грунтов;

н) воздействия, обусловленные изменением влажности, усадкой и ползучестью материалов.

1.8. К кратковременным нагрузкам следует относить:

а) нагрузки от оборудования, возникающие в пускоостановочном, переходном и испытательном режимах, а также при его перестановке или замене;

б) вес людей, ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования;

в) нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий с полными нормативными значениями, кроме нагрузок, указанных в п. 1.7,а,б,г,д;

г) нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (погрузчиков, электрокаров, кранов-штабелеров, тельферов, а также от мостовых и подвесных кранов с полным нормативным значением);

д) снеговые нагрузки с полным нормативным значением;

е) температурные климатические воздействия с полным нормативным значением;

1.9. К особым нагрузкам следует относить:

а) сейсмические воздействия;

в) нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования;

г) воздействия, обусловленные деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта (при замачивании просадочных грунтов) или оседанием его в районах горных выработок и в карстовых.

1.10. Расчет конструкций и оснований по предельным состояниям первой и второй групп следует выполнять с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий.

Эти сочетания устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок для рассматриваемой стадии работы конструкции или основания.

1.11. В зависимости от учитываемого состава нагрузок следует различать:

а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных;

б) особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок.

Временные нагрузки с двумя нормативными значениями следует включать в сочетания как длительные — при учете пониженного нормативного значения, как кратковременные — при учете полного нормативного значения.

В особых сочетаниях нагрузок, включающих взрывные воздействия или нагрузки, вызываемые столкновением транспортных средств с частями сооружений, допускается не учитывать кратковременные нагрузки, указанные в п. 1.8.

1.12. При учете сочетаний, включающих постоянные и не менее двух временных нагрузок, расчетные значения временных нагрузок или соответствующих им усилий следует умножать на коэффициенты сочетаний, равные:

в основных сочетаниях для длительных нагрузок = 0,95; для кратковременных = 0,9;

в особых сочетаниях для длительных нагрузок = 0,95; для кратковременных = 0,8, кроме случаев, оговоренных в нормах проектирования сооружений для сейсмических районов и в других нормах проектирования конструкций и оснований. При этом особую нагрузку следует принимать без снижения.

При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициенты , вводить не следует.

Примечание. В основных сочетаниях при учете трех и более кратковременных нагрузок их расчетные значения допускается умножать на коэффициент сочетания , принимаемый для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки — 1,0, для второй — 0,8, для остальных — 0,6.

1.13. При учете сочетаний нагрузок в соответствии с указаниями п. 1.12 за одну временную нагрузку следует принимать:

а) нагрузку определенного рода от одного источника (давление или разрежение в емкости, снеговую, ветровую, гололедную нагрузки, температурные климатические воздействия, нагрузку от одного погрузчика, электрокара, мостового или подвесного крана);

б) нагрузку от нескольких источников, если их совместное действие учтено в нормативном и расчетном значениях нагрузки (нагрузку от оборудования, людей и складируемых материалов на одно или несколько перекрытий с учетом коэффициентов и , приведенных в пп. 3.8 и 3.9; нагрузку от нескольких мостовых или подвесных кранов с учетом коэффициента , приведенного в п. 4.17; гололедно-ветровую нагрузку, определяемую в соответствии с п. 7.4).

2. ВЕС КОНСТРУКЦИЙ И ГРУНТОВ

2.1. Нормативное значение веса конструкций заводского изготовления следует определять на основании стандартов, рабочих чертежей или паспортных данных заводов-изготовителей, других строительных конструкций и грунтов — по проектным размерам и удельному весу материалов и грунтов с учетом их влажности в условиях возведения и эксплуатации сооружений.

2.2. Коэффициенты надежности по нагрузке для веса строительных конструкций и грунтов приведены в табл. 1.

Коэффициент надежности по нагрузке

лезобетонные, каменные, армо-

и отделочные слои (плиты, ма-

териалы в рулонах, засыпки,

Примечания: 1. При проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчет, принимая для веса конструкции или ее части коэффициент надежности по нагрузке = 0,9.

2. При определении нагрузок от грунта следует учитывать нагрузки от складируемых материалов, оборудования и транспортных средств, передаваемые на грунт.

3. Для металлических конструкций, в которых усилия от собственного веса превышают 50 % общих усилий, следует принимать = 1,1.

3. НАГРУЗКИ ОТ ОБОРУДОВАНИЯ, ЛЮДЕЙ, ЖИВОТНЫХ,

СКЛАДИРУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

3.1. Нормы настоящего раздела распространяются на нагрузки от людей, животных, оборудования, изделий, материалов, временных перегородок, действующие на перекрытия зданий и полы на грунтах.

Варианты загружения перекрытий этими нагрузками следует принимать в соответствии с предусмотренными условиями возведения и эксплуатации зданий. Если на стадии проектирования данные об этих условиях недостаточны, при расчете конструкций и оснований необходимо рассмотреть следующие варианты загружения отдельных перекрытий:

сплошное загружение принятой нагрузкой;

неблагоприятное частичное загружение при расчете конструкций и оснований, чувствительных к такой схеме загружения;

отсутствие временной нагрузки.

При этом суммарная временная нагрузка на перекрытия многоэтажного здания при неблагоприятном частичном их загружении не должна превышать нагрузку при сплошном загружении перекрытий, определенную с учетом коэффициентов сочетаний , значения которых вычисляются по формулам (3) и (4).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК ОТ ОБОРУДОВАНИЯ,

СКЛАДИРУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

3.2. Нагрузки от оборудования (в том числе трубопроводов, транспортных средств), складируемых материалов и изделий устанавливаются в строительном задании на основании технологических решений, в котором должны быть приведены:

а) возможные на каждом перекрытии и полах на грунте места расположения и габариты опор оборудования, размеры участков складирования и хранения материалов и изделий, места возможного сближения оборудования в процессе эксплуатации или перепланировки;

б) нормативные значения нагрузок и коэффициенты надежности по нагрузке, принимаемые в соответствии с указаниями настоящих норм, для машин с динамическими нагрузками — нормативные значения инерционных сил и коэффициенты надежности по нагрузке для инерционных сил, а также другие необходимые характеристики.

При замене фактических нагрузок на перекрытия эквивалентными равномерно распределенными нагрузками последние следует определять расчетом и назначать дифференцированно для различных конструктивных элементов (плит, второстепенных балок, ригелей, колонн, фундаментов). Принимаемые значения эквивалентных нагрузок должны обеспечивать несущую способность и жесткость элементов конструкций, требуемые по условиям их загружения фактическими нагрузками. Полные нормативные значения эквивалентных равномерно распределенных нагрузок для производственных и складских помещений следует принимать: для плит и второстепенных балок не менее 3,0 кПа (300 кгс/ ), для ригелей, колонн и фундаментов — не менее 2,0 кПа (200 кгс/ ).

Учет перспективного увеличения нагрузок от оборудования и складируемых материалов допускается при технико-экономическом обосновании.

3.3. Нормативное значение веса оборудования, в том числе трубопроводов, следует определять на основании стандартов или каталогов, а для нестандартного оборудования — на основании паспортных данных заводов-изготовителей или рабочих чертежей.

В состав нагрузки от веса оборудования следует включать собственный вес установки или машины (в том числе привода, постоянных приспособлений, опорных устройств, подливок и подбетонок), вес изоляции, заполнителей оборудования, возможных при эксплуатации, наиболее тяжелой обрабатываемой детали, вес транспортируемого груза, соответствующий номинальной грузоподъемности, и т.п.

Нагрузки от оборудования на перекрытия и полы на грунтах необходимо принимать в зависимости от условий его размещения и возможного перемещения при эксплуатации. При этом следует предусматривать мероприятия, исключающие необходимость усиления несущих конструкций, связанного с перемещением технологического оборудования во время монтажа или эксплуатации здания.

Число учитываемых одновременно погрузчиков или электрокаров и их размещение на перекрытии при расчете различных элементов следует принимать по строительному заданию на основании технологических решений.

Динамическое воздействие вертикальных нагрузок от погрузчиков и электрокаров допускается учитывать путем умножения нормативных значений статических нагрузок на коэффициент динамичности, равный 1,2.

3.4. Коэффициент надежности по нагрузке для веса оборудования приведен в табл. 2.

источник

В процессе строительства и эксплуатации здание испытывает на себе действие различных нагрузок. Внешние воздействия можно разделить на два вида: силовые и несиловые или воздействия среды.

К силовым воздействиям относятся различные виды нагрузок:

постоянные– от собственного веса (массы) элементов здания, давления грунта на его подземные элементы;

временные (длительные) – от веса стационарного оборудования, длительно хранящихся грузов, собственного веса постоянных элементов здания (например, перегородок);

кратковременные – от веса (массы) подвижного оборудования (например, кранов в промышленных зданиях), людей, мебели, снега, от действия ветра;

особые – от сейсмических воздействий, воздействий в результате аварий оборудования и т.п.

К несиловым относятся:

температурные воздействия, вызывающие изменения линейных размеров материалов и конструкций, которое приводит в свою очередь к возникновению силовых воздействий, а также влияющие на тепловой режим помещения;

воздействия атмосферной и грунтовой влаги, а такжепарообразной влаги,содержащейся в атмосфере и в воздухе помещений, вызывающие изменение свойств материалов из которых выполнены конструкции здания;

движения воздуха вызывающее не только нагрузки (при ветре), но и его проникновение внутрь конструкции и помещений, изменение их влажностного и теплового режима;

воздействие лучистой энергии солнца (солнечная радиация) вызывающие в результате местного нагрева изменение физико-технических свойств поверхностных слоев материала, конструкций, изменение светового и теплового режима помещений;

воздействие агрессивных химических примесей, содержащихся в воздухе, которые в присутствии влаги могут привести к разрушению материала конструкций здания (явлении коррозии);

биологические воздействия, вызываемые микроорганизмами или насекомыми, приводящие к разрушению конструкций из органических строительных материалов;

воздействие звуковой энергии (шума) и вибрации от источников внутри или вне здания.

По месту приложения усилий нагрузки разделяются на сосредоточенные (например, вес оборудования) и равномернораспределенные (собственный вес, снег).

По характеру действия нагрузки могут быть статическими, т.е. постоянными по величине во времени и динамическими (ударными).

По направлению – горизонтальные (ветровой напор) и вертикальные (собственный вес).

Т.о. на здание действует самые различные нагрузки по величине, направлению, характеру действия и месту приложения.

Рис. 2.3. Нагрузки и воздействия на здание.

Может получится такое сочетание нагрузок, при котором все они будут действовать в одном направлении, усиливая друг друга. Именно на такие неблагоприятные сочетания нагрузок рассчитывают конструкции здания. Нормативные значения всех усилий, действующих на здание, приведены в ДБН или СНиПе.

Следует помнить, что воздействия на конструкции начинаются с момента их изготовления, продолжаются при транспортировке, в процессе возведения здания и его эксплуатации.

4. Основные требования предъявляемые к зданиям и их элементам.

Здания образуют материально-пространственную среду для осуществления людьми различных социальных процессов быта, труда и отдыха. Поэтому они должны отвечать ряду требований, основные из них:

– функциональная (или технологичная) целесообразность, т.е. здание должно быть удобно для труда, отдыха или другого процесса, для которого оно предназначено;

– техническая целесообразность, т.е. здания должны быть прочными, устойчивыми, долговечными, надежно защищать людей и оборудование от вредных атмосферных воздействий, удовлетворять противопожарным требованиям;

– архитектурно-художественнойвыразительности, т.е. оно должно быть привлекательным по своему внешнему виду, благоприятно воздействовать на психологическое состояние и сознание людей;

– экономическая целесообразность, предусматривающая при минимальных затратах на постройку и эксплуатацию здания получения максимума полезной площади.

– природоохранные.

Основным в здании или помещении является его функциональное назначение.

Осуществление той или иной функции всегда сопровождается осуществлением какой-либо другой функции, имеющей подсобный характер. Например, учебные занятия в аудитории представляют главную функцию этого помещения, движение же людей при заполнении аудитории и после окончания занятий – подсобную. Следовательно, можно различить главные и подсобные функции. Главная функция для конкретного помещения в другом помещении может быть подсобной, и наоборот.

Помещение – основной структурный элемент или часть здания. Соответствие помещения той или другой функции достигается только тогда, когда в нем создаются оптимальные условия для человека, т.е. среда, отвечающая выполняемой им в помещении функции.

Качество среды зависит от ряда факторов. К ним можно отнести:

пространство, необходимое для деятельности человека, размещения оборудования и перемещения людей;

состояние воздушной среды (микроклимат) – запас воздуха для дыхания с оптимальными параметрами температуры, влажности и скорости его движения. Состояние воздушной среды характеризуется также степенью чистоты воздуха, т.е. количеством содержания вредных для человека примесей (газов, пыли);

звуковойрежим – условия слышимости в помещении (речи, музыки, сигналов), соответствующие его функциональному назначению, и защита от мешающих звуков (шума), возникающих как в самом помещении, так и проникающие извне, и оказывающих вредное влияние на организм и психику человека;

световой режим– условия работы органов зрения, соответствующие функциональному назначению помещения, определяемые степенью освещенности помещения;

видимость и зрительное восприятие – условия для работы людей, связанные с необходимостью видеть плоские или объемные объекты в помещении.

Техническая целесообразность здания определяется решением его конструкций, которое должно находиться в полном соответствии с законами механики, физики, химии.

В соответствии с воздействием среды к зданию и его конструкциям предъявляется комплекс технических требований.

Прочность– способность здания в целом и отдельных его конструкций воспринимать внешние нагрузки и воздействия без разрушения и существенных остаточных деформаций.

Устойчивость (жесткость) – способность здания сохранять статическое и динамическое равновесие при внешних воздействиях здания зависящая от целесообразного размещения конструкций в соответствии с величиной и направлением нагрузок и от прочности их сопряжений.

Долговечность, означающая прочность, устойчивость и сохранность здания и его элементов во времени. Она зависит от:

ползучести материалов, т.е. от процесса малых непрерывных деформаций, протекающих в материалах в условиях длительного воздействия нагрузок.

морозостойкости материалов, т.е. от способности влажного материала противостоять многократному попеременному замораживанию и оттаиванию;

влагостойкостиматериалов, т.е. их способности противостоять разрушающему действию влаги (размягчению, набуханию, короблению, расслоению, растрескиванию и т.д.);

коррозиестойкости, т.е. от способности материала сопротивляться разрушению, вызываемому химическими и электрическими процессами;

биостойкости, т.е. от способности органических строительных материалов противостоять действию насекомых и микроорганизмов.

Долговечность определяется предельным сроком службы зданий. Практических инженерных методов расчета долговечности зданий пока не создано, поэтому в строительных нормах и правилах здания по долговечности условно разделяются на три степени:

1-я степень – срок службы более 100 лет;

2-я степень – срок службы от 50 до 100 лет ;

3-я степень – срок службы от 20 до 50 лет.

Что такое классы ответственности или категория сложности объекта?
Согласно ДБН В.1.2-14-2009 «Общие принципы обеспечения надежности и конструктивной безопасности зданий, сооружений, строительных конструкций и оснований» и ДБН A.2.2-3:2012 «Состав и содержание проектной документации на строительство», который распространяются на:
— строительные объекты (здания и сооружения) различного назначения.
— составные части объектов, их основы и конструкции из различных материалов.

КЛАССИФИКАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ
Классы последствий (ответственности) зданий и сооружений определяются уровнем возможных материальных убытков и (или) социальных потерь, связанных с прекращением эксплуатации или с потерей целостности объекта.

Возможные социальные потери от отказа должны оцениваться в зависимости от таких факторов риска, как:
— опасность для здоровья и жизни людей;
— резкое ухудшение экологической обстановки в прилегающей к объекту местности (например, при разрушении хранилищ токсичных жидкостей или газов, отказе очистных сооружений канализации и т.п.);
— потеря памятников истории и культуры или других духовных ценностей общества;
— прекращение функционирования систем и сетей связи, энергоснабжения, транспорта или других элементов жизнеобеспечения населения или безопасности общества;
— невозможность организовать предоставление помощи пострадавшим при авариях и стихийных бедствиях;
— угроза обороноспособности страны.

КАТЕГОРИЯ СЛОЖНОСТИ ОБЪЕКТА СТРОИТЕЛЬСТВА
Категория сложности объекта строительства определяют на основании класса последствий (ответственности) в соответствии с таблицей
Возможные экономические убытки должны оцениваться расходами, связанными как с необходимостью восстановления объекта, который отказал, так и косвенный ущерб (убытки от остановки производства, упущенная выгода и т.д.).

Классы ответственности или категория сложности объекта

Ширина ленточного фундамента

Характеристики возможных последствий отказа здания или сооружения
Возможная опасность
Категории сложности объектов строительства	Класс последствий (ответствен- ности) зданий или сооружений	для здоровья и жизни людей, которые постоянно находятся на объекте	для здоровья и жизни людей, которые периодически находятся на объекте	для жизнедеятель- ности людей, которые находятся снаружи	Объем возможных экономических утрат	Потеря объектов культурного наследия	Прекращение функционирова- ния объектов коммуникаций транспорта, связи, энергетики, других инженерных сетей
Количество человек	Количество человек	Количество человек	Минимальных зарплат	Категории объектов	Уровень
V	СС-3	свыше 400	свыше 1000	свыше 50000	свыше 150000	Национального значения	Общегосударст- венный
IV	СС-2	300-400	500-1000	10000-50000	15000-150000	Местного значения	Региональный
III	50-300	100-500	100-10000	2000-15000	—	Местный
II	СС-1	0-50	50-100	до 100	до 2000	—	—
I	до 50	до 100	до 2000	—	—

Категория сложности объекта строительства определяется независимо по каждой из приведенных в колонках таблицы характеристикой возможных последствий отказа от объекта.

Объектам строительства присваивают высшую категорию сложности из определенных категорий с учетом приведенных ниже положений.
1) для объекта строительства, в состав которого входит несколько отдельных домов, зданий или сооружений (комплекс), категория сложности определяется отдельно для каждого дома, здания, сооружения. В случае, если в состав комплекса входят здания и сооружения IV-V категорий сложности, на экспертизу проектная документация предоставляется в полном составе на весь комплекс сооружений;
2) объект повышенной опасности, идентифицирован согласно законодательству, относят к V категории сложности;
3) к объектам культурного наследия национального или местного значения относятся здания или сооружения, которые занесены в соответствующий Государственный реестр недвижимых памятников Украины.

Примечание 1. Здания или сооружения присваивается наивысший класс последствий (ответственности) по одной из всех характеристик возможного ущерба от отказа.
Примечание 2. Считается, что на объекте постоянно есть люди, если он заполнен не менее чем восемь часов в сутки и не менее 150 дней на год. Людьми, которые периодически посещают объект, считаются те, которые заполняют его не больше трех часов в сутки. Возможной опасностью для жизнедеятельности людей является вероятное нарушение нормальных условий жизнедеятельности более чем на трое суток.
Примечание 3. Объем возможного экономического ущерба определяется в соответствии с Методикой.
Примечание 4. Минимальный размер заработной платы ежегодно устанавливается Законом Украины.
Примечание 5. Категории объектов культурного наследия устанавливаются в соответствии с действующим законодательством.
Примечание 6. Уровень значение коммуникаций и других инженерных сетей устанавливается в соответствии с действующим законодательством.

Независимо от классификации по признакам следует устанавливать класс последствий (ответственности) не менее:
СС1 — для объектов (зданий и сооружений) повышенной опасности, определенных в соответствии с законодательством;
СС2 — для высотных жилых и общественных зданий высотой от 73,5 м до 100 м;
СС3 — для высотных жилых и общественных зданий высотой более 100 м;

Различают три категории ответственности конструкций и их элементов в зависимости от последствий, которые могут быть вызваны их отказом:
А — конструкции и элементы, отказ которых может привести к полной непригодности к эксплуатации здания (сооружения) в целом или значительной ее части.
Б — конструкции и элементы, отказ которых может привести к осложнению нормальной эксплуатации здания (сооружения) или к отказу других конструкций, которые не относятся к категории А.
В — конструкции, отказы которых не приводят к нарушению функционирования других конструкций или их элементов.

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ОБЪЕКТОВ ПО КЛАССАМ ПОСЛЕДСТВИЙ (ОТВЕТСТВЕННОСТИ)

До зданий и сооружений класса СС3, как правило, следует относить:
— объекты нефте — и газодобывающей, газоперерабатывающей, металлургической, химической и других отраслей промышленности, оборудованы пожарно — и взрывоопасными емкостями и хранилищами жидкого топлива, газа и газопродуктов, особенно при их хранении под давлением (технологические трубопроводы, аппараты, котлы, газгольдеры, изотермические резервуары емкостью свыше 10 тыс. кубометров, резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов емкостью 30 тыс. кубометров и более, сосуды высокого давления и т.п.);
— объекты химической, нефтехимической, биотехнологической, оборонной и других отраслей, связанных с использованием, переработкой, производством и хранением химически токсичных, взрыво — и пожароопасных веществ и промышленных взрывчатых материалов, биологически опасных веществ и т.п.;
— объекты угольной и горнорудной промышленности, с опасностью пожара, взрыва и газа согласно классификации Госнадзорохранытруда;
— здания главных вентиляционных систем на приисках и рудниках;
— объекты атомной энергетики (АЭС, AETC, ACT), включая хранилища и заводы по переработке ядерного топлива и радиоактивных отходов, а также другие радиационное опасные объекты по классификации Госатомнадзора;
— объекты гидро — и теплоэнергетики (ГЭС, ГРЭС, ТЭС, ТЭЦ, ГАЭС) мощностью свыше 1,0 млн. кВт;
— мосты и тоннели на дорогах высшей категории, или протяженностью свыше 1000 м или пролетом свыше 300 м;
— стационарные сооружения знаков навигационной обстановки;
— шлюзы и основные портовые сооружения на водных путях 1-го и 2-го классов ДСТУ Б В.2.3-1;
— здания и сооружения крупных железнодорожных вокзалов и аэровокзалов;
— магистральные трубопроводы диаметром более 1000 мм, или с рабочим давлением свыше 2,5 МПа, а также участки магистральных трубопроводов меньшего диаметра и с меньшим рабочим давлением в местах переходов через водные преграды, железнодорожные и автомобильные дороги;
— гидротехнические сооружения мелиоративных систем с площадью орошения и осушения более 300 тыс. га и водохранилищ объемом более 1 кубический километр;
— крупные элеваторы и зернохранилища, мельничные комбинаты;
— жилые, общественные или многофункциональные здания высотой более 100 м;
— здания основных музеев, государственных архивов, хранилищ национальных исторических и культурных ценностей;
— зрелищные объекты с массовым пребыванием людей (стадионы, театры, кинозалы, цирки, выставочные помещения и т.д.);
— здания университетов, институтов, школ, дошкольных заведений и т.д.;
— крупные больницы и другие учреждения здравоохранения;
— универсамы и другие крупные торговые предприятия;
— объекты жизнеобеспечения крупных районов городской застройки и промышленных территорий;
— крупные объекты защитно-предупредительного характера (противоселевые, противооползневые, противолавинные сооружения, защитные дамбы и т.д.).

До зданий и сооружений класса СС2, как правило, следует относить те, что не принадлежат к классу СС3:
— основные объекты металлургической промышленности, тяжелого машиностроения, нефтехимии, судостроение, оборонной промышленности (доменные и мартеновские сборочные цеха, корпуса, высокие дымовые трубы и т.д.);
— копры, машинные отделения добывающих машин;
— объекты гидро — и теплоэнергетики мощностью менее 1,0 млн. кВт, распределительные системы основных электросетей высокого напряжения (включая опоры линий электропередачи и открытых распределительных устройств);
— емкости для нефти и нефтепродуктов;
— путевые полотна магистральных автодорог, взлетно-посадочные полосы, мосты и тоннели протяженностью менее 1000 м, канатные дороги, вокзалы, аэровокзалы, вертолетные станции;
— магистральные трубопроводы;
— большие гостиницы, общежития;
— объекты водопровода и канализации (включая водонапорные башни, очистные сооружения, водозаборы) промышленных предприятий и населенных пунктов;
— здания зрелищных и спортивных предприятий, предприятий торговли, общественного питания, службы быта, учреждения здравоохранения;
— здания и сооружения центральных складов для обеспечения жизненных потребностей населения, склады особо ценного оборудования и материалов, военные склады;
— жилые, общественные или многофункциональные здания высотой до 100 м.

До зданий и сооружений класса СС1, как правило, следует относить:
— все объекты промышленности, энергетики, транспорта и связи, сельского хозяйства и переработки сельхозпродукции, которые не отнесены к классам СС3 и СС2;
— общественные здания, объекты физкультуры и спорта, не отнесенные к классам СС3 и СС2, а также все временные объекты, мобильные здания;
— объекты внутрипроизводственных дорог, коммуникаций и продуктопроводов;
— парники, теплицы;
— опоры распределительной сети низкого напряжения, осветительные опоры.
Примечание. В нормах проектирования конкретных объектов их классификационные параметры могут уточняться.

К 1-й степени долговечности относятся здания, основные конструкции которых (например, фундаменты, наружные стены и т.п.) выполнены из материалов, обладающих высокой стойкостью против перечисленных выше воздействий.

В зданиях необходимо предусмотреть конструктивные, объемно- планировочные и инженерно- технические решения, которые должны обеспечить при пожаре:

· Возможность эвакуации людей наружу на прилегающую к зданию территорию людей независимо от их возраста и физического состояния;

· Возможность спасения людей;

· Возможность доступа личного состава пожарных подразделений к очагу пожара, а также проведения мероприятий по спасению людей и материальных ценностей;

· Нераспространение пожара на рядом расположенные здания, в том числе при обрушении горящего здания;

· Ограничение материальных потерь, включая здание и оборудование, при экономически обоснованному соотношении величины потерь и затрат на противопожарные мероприятия, пожарную охрану и ее техническое оснащение.

Важным техническим (и отчасти функциональным) требованием, оказывающим большое влияние на объемно- планировочное и конструктивное решение здания, является пожарная безопасность, означающая сумму мероприятий, которые уменьшают возможность возникновение пожара и, следовательно, возгорания конструктивных элементов здания и обеспечивают безопасность людей.

Строительные материалы классифицируют по следующим показателям пожарной опасности: горючести, воспламеняемости, распространению пламени по поверхности, дымообразующей способностиитоксичности продуктов горения.

По горючести строительные материалы подразделяют на негорючие (НГ) и горючие (Г).

Негорючие строительные материалы по другим показателям пожарной опасности не классифицируют.

Горючие строительные материалы подразделяют на четыре группы:

По воспламеняемости подразделяют на три группы:

По распространению пламени по поверхности подразделяют на четыре группы:

РП2 (локально распространяющие);

РП3 (умеренно распространяющие);

РП4 (значительно распространяющие).

По дымообразующей способности подразделяют на три группы:

Д1 ( с малой дымообразующей способностью);

Д2 (с умеренной дымообразующей способностью);

Д3 (с высокой дымообразующей способностью).

По токсичности продуктов горения подразделяют на четыре группы:

Группы строительных материалов по распространению пламени по поверхности определяют для поверхностных слоев конструкций кровель, полов, в.т.ч. ковровых покрытий.

Строительные конструкции классифицируются по огнестойкости и способности распространять огонь.

Показателем огнестойкости является предел огнестойкости конструкции, который определяется временем (в минутах) от начала огневого испытания по стандартному температурному режиму до наступления одного из предельных состояний конструкции:

потери несущей способности (R);

потери целостности (Е);

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 9933 — | 7666 — или читать все.

193.124.117.139 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

источник