Тема 2-10 (20)

СК-МК-10-6 семестр. „Нагрузки и основы расчета поперечных рам.”

Ключевыесловаипонятия

10.1. Нормативные нагрузки.

10.2. Коэффициент надежности по нагрузке _f

10.3.. Расчетные нагрузки.

10.4. Коэффициент сочетания нагрузок .

10.2. Содержание темы

10.3. Изложение содержания темы

10.3.1. Нагрузки и воздействия.

10.3.1.1.. Нормативные и расчетные нагрузки. Коэффициенты надежности по нагрузке….

10.3.1.2. Сочетания нагрузок

10.3.1.3.Основные виды нагрузок и их определение

10.3.2.Особенности расчета поперечных рам.

10.4. Критерии усвоения

10.5. Выход темы в другие дисциплины и разделы курса

10.6. Контрольные тесты для самопроверки

10.3. Изложение содержания темы

10.3.1. Нагрузки и воздействия.

На конструкцию здания действуют различные нагрузки: постоянные от массы ограждающих и несущих конструкций здания; временные - технологические (от мостовых кранов, подвесного транспорта, подвесных трубопроводов, рабочих площадок и т.п.) и атмосферные (воздействия снега, ветра); особые - вызываемые сейсмическими воздействиями, просадкой опор, аварийными нарушениями технологического процесса и др. (приходится учитывать только в отдельных случаях).

Расчет комплекса несущих конструкций здания (например, рамы) требуется вести на каждую из нагрузок раздельно. Это необходимо потому, что расчетные усилия для разных элементов рамы и даже для разных сечений одного элемента рамы получаются при различной комбинации нагрузок при невыгоднейшем их возможном сочетании.

При расчетах конструкций учитывают нагрузки и воздействия, которые существуют в процессе строительства и эксплуатации здания или сооружения, а также при изготовлении, транспортировке и монтаже. Правила, по которым определяют нагрузки и воздействия, приведены в нормах по проектированию ДБН В.1.2-...-2006 "Нагрузки и воздействия", а также в другой нормативной литературе:ГОСТ 12.1.005 ЕСЗКС. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 25546 Краны грузоподъемные. Режимы работы

ГОСТ 27751 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету

СНиП II-3-79** Строительная теплотехника

СНиП 2.01.01 Строительная климатология и геофизика.

10.3.1.1. Нормативные и расчетные нагрузки. Коэффициенты надежности по нагрузке

При расчете конструкций нагрузки и воздействия принимаются по ДБН В.1.2-...-2006 "Нагрузки и воздействия", по проектному заданию и принятым конструктивным решениям.

Классификация и характеристика нагрузок и воздействий по времени действия: постоянные и переменные.

К постоянным нагрузкам и воздействиям, когда направление место и время их приложения можно считать неизменными, относятся: вес постоянных частей зданий и сооружений, вес и давление грунтов, воздействие предварительного напряжения.

В зависимости от причин возникно­вения нагрузки и воздействия подразделяются на основные и эпизодические.

В зависимости от длительности непрерывного действия переменные нагрузки и воздействия подразделяются на длительные, кратковременные и эпизодические. Нагрузки, возникающие при изготовлении, хранении и перевозке конструкций, а также при возведении сооружений, следует учитывать в расчетах как кратковременные.

Установленный срок эксплуатации конструкции T_ef принимается по техническому заданию, а в случае его отсутствия может быть принят по приложению В ДБН В.1.2-...-2006.

По величиненагрузки делятся нанормативныеирасчетные.

Нормативные нагрузки (10.1.)- это максимальные по величине нагрузки при нормальной эксплуатации, принимаемые на основе статистических данных или пономинальномузначению.

Нормативные нагрузки(блок 4) Нормативные нагрузки – это максимальные нагрузки, которые могут действовать при нормальной эксплуатации. Принимаются на основе статистических данных (ДБН В.1.2-...-2006 «Нагрузки и воздействия»), по номинальному значению (по паспортным данным или каталогам для оборудования, стандартам, данным заводов-изготовителей), по размерам и объемным весам, по опыту эксплуатации аналогичных конструкций или по проектному заданию.

Каждый вид нагрузки характеризуется, как правило, одним нормативным значением. Но для нагрузок от людей, животных, оборудования на перекрытие жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий, мостовых и подвесных кранов, снеговых и температурных климатических влияний установлено два нормативных значения: полное и пониженное. Пониженное значение нормативных нагрузок используют при учете влияния длительности их действия, а также при проверке на выносливость и в других случаях, на что указано в нормах.

Постоянные нагрузки определяются по данным стандартов; заводов-изготовителей; по размерам и объемным весам.

Переменные длительные нагрузки определяются с использованием таких рекомендаций. Вес оборудования принимается по стандартам, каталогам или по проектному заданию; давление газов, жидкостей, температурные воздействия указываются в проектном задании; другие нагрузки определяются с учетом указаний ДБН В.1.2-...-2006 "Нагрузки и воздействия".

Кратковременные нагрузки, действующие на перекрытие, определяются из опыта эксплуатации и приведены в ДБН В.1.2-...-2006 "Нагрузки и воздействия"; нагрузки от кранов принимаются по каталогам, паспортным данным или задаются в проектном задании; атмосферные нагрузки (снеговая, гололедная, ветровая) определяются поДБН В.1.2-...-2006 "Нагрузки и воздействия", в зависимости от климатического района.

Атмосферные нагрузки(от снега, ветра, гололеда) и температурные влияния определяют по средним годовым значениям в зависимости от географического района строительства или по значениям, которые отвечают среднему периоду их превышения.Характеристическое значение снеговой нагрузки S₀ (в Па) равняется весу снегового покрова на 1 квадратный метр поверхности грунта, которое может быть превышено в среднем один раз в 50 лет.

Характеристическое значение снеговой нагрузки S₀ определяется в зависимости от снегового района. В необходимых случаях допускается определять значение снеговой нагрузки S0 путем статистической обработки результатов снегомерных съемок.

Для каждого района установлены нормативные значения снеговой нагрузки на 1 м² площади горизонтальной проекции S_о(по даннымснегозадержанияна участке, который защищен от ветра, за период, не менее 10 лет) и ветрового давления W_о (по данным о скорости ветра на уровне 10мнад поверхностью земли, которая отвечает 10-минутному усредненному интервалу и может быть превышена в среднем один раз в 5 лет).

Значения эксклюзивных (особых) нагрузок устанавливают в соответствии с требованиями соответствующих норм или на основании проектного задания.

Расчетные нагрузки (10.3.) определяются путем умножения значения нормативной нагрузки накоэффициенты надежности по нагрузке _f(10.2. .)

F = F_n×_f.

Коэффициент надежности по нагрузке f(блок 4) Коэффициент надежности по нагрузке f учитывает возможную изменчивость нагрузок в течение эксплуатации конструкций. Для каждого вида нагрузки, после обработки статистических данных наблюдений за возможными отклонениями от нормативного значения, устанавливаются коэффициенты надежности по нагрузкеf.

Расчетные нагрузки(блок 4) Расчетные нагрузки - это максимальные нагрузки, которые могут действовать за весь период эксплуатации здания или сооружения. Определяются путем умножения значений нормативной нагрузки на свой коэффициент надежности по нагрузке f F=Fn×f

Каждая нагрузка имеет свой коэффициент надежности по нагрузке. Коэффициенты надежности по нагрузке устанавливаются после обработки статистических данных наблюдений за возможнымиотклонениями от нормативного значения нагрузок в неблагоприятную сторону. Коэффициенты надежности по нагрузке_f для постоянных нагрузок приведены в табл. 10.1.

Основой для назначения нагрузок являются их характеристические значения. При расчете несущих конструкций и оснований следует учитывать коэффициент надежности по ответственности γ_nпо ГОСТ 27751. На коэффициент надежности по ответственности следует умножать характеристические значения нагрузок .

Расчетные значения нагрузок определяются умножением характеристических значений на коэффициент надежности по нагрузке _f, зависящий от вида нагружения.

 В зависимости от характера нагрузок и целей расчета по 4.3. (ДБН В.1.2-...-2006) используются четыре вида расчетных значений: предельное, эксплуатационное, циклическое, квазипостоянное.

Указанные виды нагрузок следует применять в соответствии с табл. 10.1. Буквами указаны перечисленные типы расчетов, для выполнения которых используются те или иные виды расчетных значений.

Таблица 10.1

Расчетное значение	Использование видов нагрузок по типу расчета
	Основные			Эпизодические
	Постоянные	Переменные
		Долговремен ные	Кратковременные
Эксплуатационное	б, г	б	б
Предельное	а	а	а	а
Циклическое		в	в
Квазипостоянное		г

Для проверки предельных состояний первой группы используются предельные расчетные значения нагрузок.

Для проверки предельных состояний второй группы нагрузки устанавливаются в зависимости от условий эксплуатации рассматриваемой конструкции, например:

если выход за предельное состояние может быть допущен в среднем один раз за T_n лет, то проверка выполняется с использованием предельного расчетного значения, соответствующего периоду T_n;

если выход за предельное состояние может быть допущен в течение определенной части  (0<<1) от установленного срока службы конструкции T_ef, то проверка выполняется с использованием эксплуатационного расчетного значения, соответствующего этой части установленного срока службы (T_ef).

Переход к расчетным значениям реализуется умножением на коэффициент надежности по нагрузке _f(T_n) или _f(T_ef). Значение  принимается по нормам проектирования конструкций в зависимости от их назначения, ответственности и следствий выхода за предельное состояние.

Характер проверки, а также значения T_n и  устанавливаются нормами проектирования конструкций или техническим заданием с учетом назначения, особенностей работы и условий эксплуатации конструкции. Так, например, периодичность превышения требований жесткости T_n может равняться межремонтному периоду или другому отрезку времени, характерному для режима эксплуатации конкретной конструкции. Доля  установленного срока службы назначается исходя из эксплуатационных требований.

Для объектов массового строительства допускается принимать  = 0,02.

К постоянным нагрузкам относятся:

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

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

в) усилия от предварительного напряжения.

 К переменным длительным нагрузкам относятся:

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; вертикальные нагрузки от мостовых и подвесных кранов; снеговые нагрузки; температурные климатические воздействия с квазипостоянными расчетными значениями;

и) воздействия, обусловленные деформа­циями основания, не сопровождающимися коренным изменением структуры грунта;

к) воздействия, обусловленные изменением влажности, компонентов агрессивной среды, усадкой и ползучестью материалов.

К переменным кратковременным нагрузкам относятся:

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

б) вес людей, ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования с предельными или эксплуатационными расчетными значениями;

в) нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий с предельными или эксплуатационными расчетными значениями, кроме нагрузок, указанных в 4.12а,б,в,г (ДБН В.1.2-...-2006 "Нагрузки и воздействия");

г) нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (погрузчиков, электрокаров, кранов-штабелеров, тельферов, а также от мостовых и подвесных кранов); снеговые нагрузки; температурные климатические воздействия; ветровые нагрузки; гололедные нагрузки с предельными или эксплуатационными расчетными значениями.

К эпизодическим нагрузкам относятся:

а) сейсмические воздействия;

б) взрывные 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 районах.

Характеристические и расчетные значения эпизодических нагрузок определяются специальными нормативными документами.