3.1. Нагрузки

В процессе эксплуатации всякое сооружение испытывает внешнее воздействие, то есть нагрузки. Проектирование строительных конструкций и оснований зданий и сооружений производится с учетом нагрузок, определяемых по СНиП [1].

В зависимости от продолжительности действия нагрузки делятся на постоянные и временные, а последние на длительные, кратковременные и особые.

К постоянным (Р) относят: собственный вес конструкции и вес поддерживающих ее элементов и деталей, вес и давление грунтов.

К длительным нагрузкам (D) относят: вес временных перегородок, стационарного оборудования, давление газов, жидкостей, сыпучих материалов, вертикальные нагрузки от мостовых кранов, снеговые нагрузки и так далее.

К кратковременным нагрузкам (К) относят: нагрузки от оборудования, возникающие в пускоостановочном, переходном и испытательном режимах, вес людей, ремонтных материалов, ветровые, снеговые и гололедные нагрузки.

К особым (Q) относятся нагрузки, воздействие которых крайне редко: сейсмические, взрывные, аварийные.

Нормативные значения нагрузок устанавливаются на основе экспериментальных данных с соответствующей обработкой результатов на основе теории вероятностей.

Все нагрузки воздействуют на сооружение в определенных сочетаниях. Причем чем больше учитывается нагрузок, тем меньше вероятность достижения ими критического максимума. Поэтому при учете нескольких нагрузок вероятность их одновременного полного воздействия на конструкцию уменьшают путем умножения соответствующих нагрузок на коэффициент сочетаний  <1.

В зависимости от учитываемого сочетания нагрузок различают:

1. Основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок:

,

где – если временная нагрузка одна; , – если временных нагрузок не менее двух.

2. Особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок:

,

где , – при любом количестве нагрузок.

Расчет удобно проводить на каждую нагрузку отдельно, а затем определять усилия от наиболее неблагоприятных сочетаний нагрузок.

Возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону от их нормативных значений как вследствие естественной изменчивости нагрузок, так и отступлений от условий нормальной эксплуатации учитывается коэффициентом надежности по нагрузке . Коэффициенты надежности по нагрузке зависят от вида нагрузки, вследствие чего каждый из них имеет свое значение.

Умножая нормативные значения нагрузок на коэффициенты надежности по нагрузке, получают расчетные нагрузки: ; ; ; .

3.2. Нормативные и расчетные сопротивления

Значение нормативного сопротивления стали равно значению контрольной характеристики, устанавливаемой соответствующими государственными стандартами, и имеет обеспеченность не менее 0,95.

Для стали за основную характеристику нормативного сопротивления принято значение предела текучести (R_yn). Однако когда переход материала в пластическое состояние выражен нечетко и когда по характеру работы конструкций несущая способность определяется прочностью, а не пластичностью, за нормативное сопротивление принимают значение временного сопротивления (R_un).

Расчетные сопротивления материала (R_y и R_u) определяют делением нормативного сопротивления на коэффициент надежности по материалу _m:

;

Значения _m установлены на основании статистической обработки результатов заводских испытаний образцов и анализа условий контроля качества металлопроката.

Значения нормативных и расчетных сопротивлений основных марок строительных сталей приведены в табл. 51 СНиП II-23-81^[2].

При расчете конструкций с использованием расчетного сопротивления,

установленного по временному сопротивлению, учитывают повышенную опасность такого состояния путем введения дополнительного коэффициента

надежности .

Рассмотренные нормативные и расчетные сопротивления относятся к работе стали на растяжение, сжатие, изгиб, то есть при действии нормальных напряжений. При работе на срез расчетные сопротивления определяют путем умножения расчетного сопротивления растяжению на коэффициент перехода 0,58, то есть (соответственно ).