2.9 Основные нагрузки и воздействия на многоэтажные здания.

Нагрузки, действующие на многоэтажные здания, включают:

– постоянные от веса конструкций;

– полезная временная нагрузка на перекрытия;

– ветровая нагрузка;

– снеговая нагрузка;

– сейсмическая нагрузка.

Постоянные нагрузки от веса несущих и ограждающих конструкций здания – характеристические значения определяются по данным о весе готовых элементов и изделий или вычисляются по проектным размерам конструкций и плотности материалов.

Нагрузка от веса несущих стальных конструкций может быть предварительно определена по приближенным формулам.

Нагрузка от веса стен и перекрытий. Нормативное значение веса 1 м2 стены или перекрытия приближенно составляет, кН/м2:

для наружных стен из бетонных панелей – 2,5...5,0;

для стен из эффективных панелей – 0,6...1,2;

для внутренних стен и перегородок на 30...50 % меньше, чем для наружных стен;

для несущей плиты перекрытия вместе с полом при использовании железобетонных панелей и настилов – 3...5;

то же, при использовании монолитных плит из легкого бетона по стальному профнастилу –1,5...2,0;

нагрузка от подвесного потолка – 0,3...0,8.

Нагрузку от переставляемых перегородок прикладывают в наиболее неблагоприятном для прочности перекрытия сечении.

Временные нагрузки на перекрытия принимают в виде эквивалентных нагрузок, равномерно распределенных по площади перекрытий 1,5…4 кН/м2 в зависимости от назначения помещения. Коэффициенты надежности по нагрузке уf для равномерно распределенных нагрузок следует принимать равными: уf = 1,2 —при нормативном значении < 2,0 кН/м2; уf = 3 —при нормативном значении 2,0 кН/м2 и более.

Снеговая нагрузка оказывает влияние только на несущие конструкции покрытия здания и почти не влияет на суммарные усилия в нижерасположенных конструкциях.

Ветровая нагрузка для многоэтажных зданий является основной временной нагрузкой. Действие ветра на сооружения проявляется в виде нагрузки, величина которой зависит от скорости ветра и его порывистости.

2.10 Особенности расчета многоэтажных зданий.

Первая группа предельных состояний. Потеря устойчивости положения проверяется для здания в целом. Необходим расчет на опрокидывание здания при неблагоприятном сочетании максимально возможной горизонтальной нагрузки с вертикальной нагрузкой (минимальной, полной или частичной). При этом моменты от вертикальных нагрузок следует определять с учетом влияния крена фундамента и общей деформации несущей системы. Эта проверка сочетается с анализом несущей способности основания, с тем чтобы исключить опрокидывание фундамента

и его сдвиг (по подошве и глубинный).

Потеря устойчивости формы равновесия проверяется в соответствии с требованиями СНиП «Стальные конструкции» для конструктивной системы в целом и для отдельных ее элементов и частей (например, диафрагмы, яруса колонн) с привлечением методов строительной механики.

Вторая группа предельных состояний. Для многоэтажных зданий с металлическим каркасом большое значение имеют проверки по второй группе предельных состояний, особенно для современных высотных зданий. При расчете необходимо проверить:

а) вертикальные статические прогибы элементов перекрытий;

б) динамические колебания конструкций, возбуждаемые работой оборудования;

в) общий горизонтальный прогиб конструктивной системы;

г) перекос отдельных ее ячеек при действии статической составляющей ветровой нагрузки;

д) горизонтальные ускорения колебаний, вызываемые порывами ветра.

Эти проверки выполняют с целью ограничить перемещения и колебания каркаса, затрудняющие условия жизни и деятельности людей и нормальную эксплуатацию инженерных систем.

Предельно допустимые значения перемещений и характеристик колебаний приведены в ДСТУ и технических условиях..

Проверка горизонтального прогиба верха здания при воздействии нормативной ветровой нагрузки служит инженерной оценкой общей жесткости каркаса. Максимальный прогиб не должен превышать 1/500 высоты здания, при этом прогиб вычисляют без учета жесткости заполнения стен и перегородок.

Горизонтальные перемещения каркаса не должны нарушать целостность стен и перегородок, заполняющих ячейки. Поэтому кроме общей проверки каркаса на горизонтальную жесткость необходимо проверить перекос ячеек между соседними ригелями, колоннами и диафрагмами.

Ускорение горизонтальных колебаний а верха здания определяют делением нормативного значения пульсационной составляющей ветровой нагрузки на соответствующую массу. Реакция человека на колебания индивидуальна и зависит от частоты, амплитуды, формы и продолжительности колебаний. За допустимое значение горизонтального ускорения колебания здания от нормативной ветровой нагрузки принимают не более [а] = 0,1 м/с2.