215. Классификация нагрузок и воздействий. Нормативные и расчетные значения. Сочетания нагрузок.

При проектировании строительных конструкций следует учитывать нагрузки и воздействия на стадиях возведения и эксплуатации сооружений, а в необходимых случаях и при изготовлении, хранении и транспортировании конструкций.

Установленные нормами величины внешних воздействий (нагрузок) называются нормативными нагрузками и воздействиями.

Опасность превышения, а в отдельных случаях уменьшения нагрузок и воздействий по сравнению с нормативными значениями вследствие изменчивости нагрузок учитывается введением к нормативным нагрузкам множителя — коэффициента надежности по нагрузке γ_f .

Нагрузка, равная по величине произведению нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке γ_f, называется расчетной нагрузкой.

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

Нагрузки и воздействия: постоянные- вес строительных конструкций; вес и давление грунтов; воздействие предварительного на­пряжения и др.

Временные: длительные- вес оборудования; давление газов, жидких и сыпучих тел; нагрузка от одного крана с коэффициентами 0,5-0,7 в зависимости от группы режимов работы кранов; нагрузка на перекрытие зданий с коэффициентами 0,2-0,5; снеговая нагрузка с коэффициентами 0,3-0,6 и др.; кратковременные- вес людей, нагрузка от кранов, временного оборудования, снега, ветра и др.; сейсмические-сейсмические и взрывные воздействия; нагрузки при авариях, неравномерной просадке грунтов при замачивании и др.

К постоянным нагрузкам относятся: нагрузка от постоянных частей зданий и сооружений, вес и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление, воздействие предварительного напряжения конструкций.

К временным длительным нагрузкам и воздействиям относятся: нагрузка от частей зданий н сооружений, положение которых при эксплуатации может меняться (временные перегородки и т.п.), длительные воздействия стационарного оборудования, давление газов, жидкостей в емкостях и трубопроводах, нагрузки в складских и других подсобных помещениях, вес технических этажей, счетно-вычислительных станций и других специальных помещений, вес и давление сыпучих материалов в емкостях, воздействия от неравномерной деформации основания (не сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта), от веса воды на водонаполненных покрытиях, нагрузка от отложения производственной пыли, воздействия усадки и ползучести, верти­кальные нагрузки от мостовых и подвесных кранов, а также снеговые нагрузки с пониженными нормативными значениями.

К временным длительным нагрузкам относятся пониженные нагруз­ки от людей, животных и оборудования на перекрытиях зданий, указан­ные в табл. 1.

К кратковременным нагрузкам и воздействиям относятся: снего­вые, ветровые, гололедные нагрузки, нагрузки от людей, мебели, лег­кого оборудования в жилых и общественных зданиях, временные на­грузки, возникающие при монтаже строительных конструкций или при переходном режиме, нагрузки от кранов, тельферов, нагрузки от обру­шения сыпучих материалов и избыточного давления воздуха в емкос­тях, температурные воздействия (климатические и от горячих материа­лов, загружаемых в емкости) и т.п.

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 о 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 пр.

Сочетания нагрузок: основные – Ιгруппа:постоянные; длительные; одна кратковременная; ΙΙгруппа:постоянные; длительные Сψ₁ = 0,95; две и более кратковременные Сψ₁ = 0,8

Особые- постоянные; длительные Сψ₁ = 0,95; кратковременные Сψ₁ = 0,8; одна особая.

Сочетание нагрузок и воздействий.

В расчетах строительных конструкций следует учитывать наиболее неблагоприятные, физически возможные сочетания нагрузок и воздействий.

Различают сочетания двух видов: основные и особые. В основные сочетания усилий входят их значения от постоянных, длительных и кратковременных нагрузок и воздействий. В особые сочетания входят усилия от постоянных, длительных, некоторых кратковременных и одной из особых нагрузок и воздействий.

Нагрузки, входящие в сочетания усилий, берутся умноженными на коэффициенты сочетаний ψ.

Основные сочетания — в их состав входят усилия от постоянных и временных длительных нагрузок с коэффициентами сочетаний ψ=1 и от одной из кратковременных, которая берется полностью (ψ = 1).

При учете сочетаний, включающих постоянные и не менее двух вре-менных нагрузок, расчетные значения временных нагрузок следует ум¬ножать на коэффициенты сочетаний, равные: в основных сочетаниях I для длительных нагрузок ψ₁ =0,95; для кратковременных ψ₂=0,9.

Особые сочетания составляются в соответствии с нормами проектирования в сейсмических районах и со специальными указаниями. Усилия от кратковременных нагрузок в них входят с коэффициентами сочетаний ψ₂-0,8, а от длительных ψ₁ =0,95.

Постоянные нагрузки.

Для постоянных нагрузок от собственного веса строительных конструкций значения нормативных величин определяют по проектным размерам конструкций и по нормативным (среднестатистическим) значениям объемных плотностей с учетом фактических весов, данных заводами-изготовителями, или по установленным для них стандартам.

Коэффициенты надежности по нагрузке γ_f приняты по СНиП 2.01.07—85 дифференцированно в зависимости от характера нагрузок и их изменчивости для веса конструкций, оборудования и грунтов. Так, для металлических конструкций γ_f = 1,05; бетонных плотностью более 1600 кг/м3, железобетонных, каменных, армокаменных и деревянных конструкций, а также для грунтов в природном залегании γ_f .= 1,1, а при насыпных грунтах γ_f = 1,15.

При проверке конструкций на устойчивость против опрокидывания, скольжения и всплытия, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует принимать γ_f = 0,9.

Временные нагрузки на покрытия.

Коэффициент надежности по нагрузке γ_f для равномерно распределенных нагрузок следует принимать: 1,3 — при полном нормативном значении менее 2,0 кПа 1,2— при полном нормативном значении 2,0 кПа и более.