Экзаменационный билет № 2

1. Классификация и характеристика нагрузок, действующих на здания и сооружения. Виды нагрузок, их сочетание, коэффициенты.

Классификация нагрузок.

В зависимости от продолжительности действия нагрузки разделяют на постоянные и временные (длительные, кратковременные и особые)

Постоянными являются нагрузки, которые при строительстве и эксплуатации сооружений действуют постоянно.

К постоянным нагрузкам относятся:

-нагрузка от постоянных частей зданий и сооружений, в том числе вес несущих и ограждающих строительных конструкций;

-вес и давление грунтов (насыпей и засыпок), горное давление;

-воздействие предварительного напряжения конструкций.

Временные длительные нагрузки и воздействия:

-нагрузка от частей зданий и сооружений, положение которых при эксплуатации может меняться (временные перегородки);

-вес стационарного оборудования;

-нагрузки на перекрытия в складских помещениях, холодильниках, зернохранилищах, архивах, библиотеках, подсобных зданиях и помещениях;

-нагрузки на перекрытия жилых и общественных зданий с пониженными нормативными значениями (табл. 1);

-снеговые нагрузки с пониженным расчетным значением, определяемым умножением полного расчетного значения на коэффициент 0,5.

К кратковременным нагрузкам относятся:

-нагрузки на перекрытия жилых и общественных зданий с полными нормативными значениями;

-снеговые нагрузки с полным расчетным значением;

-нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (мостовых и подвесных кранов, тельферов и т.п.);

-нагрузки, возникающие при изготовлении, перевозке и возведении конструкций, при монтаже и перестановке оборудования, а также нагрузки от веса временно складируемых на строительстве изделий и материалов (за исключением нагрузок в местах, специально предназначенных для складирования и хранения материалов), кратковременные нагрузки от веса насыпного грунта и др.;

-нагрузки от оборудования, возникающие в пускоостановочном, переходном и испытательном режиме;

- ветровые нагрузки;

-температурные и климатические воздействия.

К особым нагрузкам и воздействиям относятся: сейсмические и взрывные воздействия; нагрузки и воздействия, вызываемые резким нарушением технологического процесса, неисправностью оборудования (обрыв канатов, удар о преграду, удар кранов и тупиковый упор); неравномерные деформации основания, сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта (оттаивание вечномерзлых грунтов, замачивание просадочных грунтов); воздействия деформаций земной поверхности под влиянием разработок, в карстовых районах и др.

Нормативные нагрузки.

В расчетах нормативные нагрузки обозначаются индексом «n», который записывается снизу или сверху буквенного обозначения нагрузки. Сосредоточенные нормативные нагрузки (силы): М_п, F_n—нормативные сосредоточенные нагрузки (кН). Нагрузки, распределенные по площади или по длине (погонные нагрузки): g_n,р_п, q_n—нормативные распределенные нагрузки (кПа, Н/м).

Нормативные постоянные нагрузки

Нормативные нагрузки от веса конструкций должны определяться по данным стандартов и заводов-изготовителей или по проектным размерам и плотностям материалов с учетом их массовой влажности .Для сбора нагрузок необходимо знать размеры конструкций или частей здания

Нормативные временные нагрузки

Нормативные временные нагрузки, необходимые для расчета конструкций, установлены СНиП 2.01.07-85*.

Чтобы предотвратить локальное разрушение (продавливание) элементов покрытий, перекрытий лестниц и балконов, их проверяют на нормативную сосредоточенную вертикальную нагрузку, принимаемую равной: для перекрытий и лестниц - 1,5 кН; для чердачных перекрытий, покрытий, балконов - 1 кН. При этом коэффициент перегрузки = 1,2.

Ветровые нагрузки (средняя составляющая) определяются по формуле

w_n = w₍₎kc,

где w₀ - нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от района строительства по скоростному напору ветра (карта № 3 Приложения 5 и табл. 6 СНиП 2.01.07-85*); к- коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора w₀по высоте в зависимости от типа местности, принимается по п. 6.5 табл. 6 СНиП 2.01.07-85*; с - аэродинамический коэффициент (коэффициент обтекания), для вертикальных поверхностей принимают: с наветренной стороны с = +0,8; с заветренной стороны в общем случае с = -0,6.

Расчетные нагрузки.

Расчетные нагрузки определяются как произведение нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузкам y_f, который учитывает возможность отклонения нагрузок в неблагоприятную сторону от нормативных значений:

-расчетная сосредоточенная нагрузка (сила) N= N_n∙y_f;

-расчетная нагрузка, распределенная нагрузка по площади или по длине элемента (погонная нагрузка) q = q_ny_f.

Расчетные постоянные нагрузки

Для определения расчетных значений нагрузок устанавливаются соответствующие коэффициенты надежности по нагрузкам y_f . Для постоянных нагрузок от веса конструкций коэффициенты у, определяются по табл. 1 СНиП 2.01.07-85*. Например, для бетонных и деревянных конструкций коэффициент надежности по нагрузке равен 1,15 (т.е. учитывается возможность увеличения нормативного значения нагрузки на 10%); для стяжек, засыпок, теплоизоляционных и выравнивающих слоев коэффициент y_fпринимается: если слой выполнен в заводских условиях, y_f= 1,2; если на строительной площадке - y_f= 1,35.

Расчетные временные нагрузки

Для временных нагрузок на перекрытия и лестницы коэффициентнадежности по нагрузкам y_f принимается равным 1,3 или 1,2 и определяется по СНиП 2.01.07-85*: при нормативном значении нагрузок р_пменьше 2 кПа y_f = 1,3; при р_п> 2 кПа y_f = 1,2.

Снеговые нагрузки в основном зависят от высоты снегового покрова в данной местности и конфигурации кровли. Для каждого района статистическим путем определена нормативная снеговая нагрузка:

S=S₀∙μ,

где S₀-нагрузка от снега на 1 м² горизонтальной поверхности земли ; μ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытии, принимаемый по СНиП. На крутых кровлях (при α > 60°) снег практически не задерживается, и тогда коэффициент μ = 0. При уклонах кровли α < 25° μ = 1, т.е. считается, что весь снег остается на крыше. При промежуточных значениях наклона кровли коэффициент μ принимается по интерполяции.

При определении снеговой нагрузки учитывают вероятность того, что снег может распределяться по кровле неравномерно Для ветровых нагрузок коэффициент надежности по нагрузкам принимается y_f= 1,4.