2.1. Постійне навантаження
2.1.1. Опис постійного навантаження. Згідно з ДБН [П14], до постійних навантажень відноситься:
а) вага частин споруд, у тому числі вага несучих та огороджуючих конструкцій;
б) вага та тиск ґрунтів (насипів, засипок), гірничий тиск.
Зусилля від попереднього напруження, що зберігаються у конструкції чи в основі, слід враховувати при розрахунках як зусилля від постійних навантажень.
ДБН [П14] приписує, що характеристичне значення ваги конструкцій заводського виготовлення слід визначати за стандартами, робочими кресленнями чи паспортними даними заводів-виробників, а інших будівельних конструкцій та ґрунтів — за проектними розмірами та питомою вагою матеріалів і ґрунтів з урахуванням їхньої вологості в умовах будівництва та експлуатації споруд.
При визначенні навантажень від ваги конструкцій має бути приділена належна увага правильній оцінці можливої питомої ваги матеріалу, з якого виготовляється конструкція. Між тим у вітчизняних нормах по навантаженням і впливам такі дані відсутні. У нормах проектування сталевих, алюмінієвих і дерев'яних конструкцій наводяться дані про щільність відповідних будівельних матеріалів, хоча вони відсутні в нормах проектування бетонних і залізобетонних, а також кам’яних і армокам’яних конструкцій. В той же час деякі зарубіжні нормативні документи приводять довідкові дані про щільність матеріалів будівельних конструкцій (таблиця. 2.1 [П1]).
Таблиця 2.1
Питома вага основних матеріалів [П1]
№ з/п |
Найменування матеріалу |
Питома вага кН/м3 |
№ з/п |
Найменування матеріалу |
Питома вага кН/м3 |
|
1 |
Бетон |
24,0 |
8 |
Деревина |
3,5…10,8 |
|
2 |
Легкий бетон |
9,0…20,0 |
9 |
Деревина (клеєна) |
3,7…4,2 |
|
3 |
Розчин (цементний) |
19,0…23,0 |
10 |
Плити з дерев’яної стружки |
7,0…12,0 |
|
4 |
Розчин (гипсовий) |
12,0…18,0 |
11 |
Деревоволокнисті плити |
4,0…12,0 |
|
5 |
Глина |
18,5…19,5 |
12 |
Фанера |
4,5…7,0 |
|
6 |
Пісок |
15,0…16,0 |
13 |
Скло |
22,0…25,0 |
|
7 |
Шифер |
28,0 |
14 |
Полістірол |
0,30 |
|
В тих випадках, коли обґрунтовані дані про об'ємну вагу відсутні, слід орієнтуватися на більш високі узагальнені довідкові дані (таблиця. 2.2 [П9, П11]).
Таблиця 2.2
Навантаження від ваги конструкцій покрівлі
№ п/п |
Склад навантаження |
Параметри |
Розрахункове навантаження, кПа |
|
Огороджуючі елементи покрівлі |
||||
1 |
Гравійний захист |
t = 15 мм |
0,40 |
|
t = 20 мм |
0,50 |
|||
2 |
Гідроізоляційний килим з руберойду |
3 шари |
0,20 |
|
4 шари |
0,35 |
|||
3 |
Асфальтова або цементна стяжка |
t = 20 мм |
0,50 |
|
4 |
Утеплювач товщиною h з
питомою вагою
|
пінобетон =6,0 кН/м3 |
1,3 |
|
мінераловатні плити =1…3 кН/м3 |
||||
5 |
Пароізоляція |
1 шар |
0,07 |
|
Несучі елементи покрівлі |
||||
6 |
Сталевий профільований настил, товщиною, мм |
t = 1,0 мм |
0,16 |
|
t = 0,8 мм |
0,13 |
|||
t = 0,6 мм |
0,10 |
|||
7 |
Плоский сталевий лист, товщиною, мм |
t = 3 мм |
0,23 |
|
t = 4 мм |
0,34 |
|||
8 |
Хвилясті азбестоцементні листи |
|
0,13…0,22 |
|
9 |
Збірні залізобетонні панелі, розмірами, м |
1,5×6,0 м |
1,71 |
|
3,0×6,0 м |
1,40 |
|||
1,5×12,0 м |
3,00 |
|||
3,0×12,0 м |
2,08 |
|||
Металеві конструкції покриття |
||||
10 |
Кроквяні ферми, прольотом, м |
L = 24,0 м |
0,21 |
|
L = 30,0 м |
0,31 |
|||
L = 36,0 м |
0,42 |
|||
11 |
Підкроквяні ферми |
|
0,055…0,105 |
|
12 |
Ліхтарі |
|
0,085…0,125 |
|
13 |
В’язі покриття |
|
0,040…0,105 |
|
14 |
Суцільні прогони, прольотом, м |
L = 6,0 м |
0,13 |
|
L = 12,0 м |
0,19 |
|||
15 |
Решітчасті прогони |
L = 12,0 м |
0,075…0,125 |
|
Для виробів і конструкцій з деревини слід враховувати збільшення питомої ваги, обумовлене просоченням її антисептичними або іншими спеціальними складами. Для виробів і конструкцій, експлуатованих в умовах підвищеної вологості повітря (по відношенню до вологості, при якій визначено вихідне значення питомої ваги) або схильних до безпосереднього зволоження, слід враховувати збільшення питомої ваги матеріалів відповідно до можливої зміни їх ваговій вологості.
Питома вага матеріалу може помітно відхилятися від значень, прийнятих у розрахунку. Якщо для сталі цей параметр практично співпадає із середнім значенням, то для інших матеріалів відхилення можуть бути суттєвими. Особливо значно може відхилятися від проектного питома вага різних утеплювачів, в якості яких для покриттів широке поширення отримали пінобетон, пеносиликат і інші матеріали щільністю до 300-600 кг/мЗ. Значення щільності цих матеріалів має великий розкид і залежить від багатьох причин як технологічного порядку, так і умов зберігання і монтажу. Потрапляючи у вологе середовище, іноді навіть під опади при неправильному зберіганні або укладанні в покриття, ці матеріали насичуються вологою, погіршуючи при цьому свої теплотехнічні властивості і збільшуючи щільність до 700-1000 кг/мЗ. Інакше кажучи, вага утеплювача може зрости майже удвічі. За даними дослідження [П2] питома вага пенобетона у покриттях досягала 10,0 кН/м3 замість 6,0 кН/м3, прийнятих у проекті, тобто фактичне навантаження перевищувало проектне на 65 %. До підвищення вологості і збільшення ваги утеплювача при експлуатації будівлі призводять також дефекти гідроізоляційного килима або пароізоляції. Зустрічаються випадки, коли через відсутність на будівництві передбачених проектом утеплювачів для теплоізоляції покрівлі застосовувалися наявні матеріали з великою щільністю. Наприклад, на деяких обстежених об'єктах для утеплення покрівлі замість пінобетону був використаний паливний шлак щільністю 800-1000 кг/мЗ.
На практиці відхилення дійсних об’ємів матеріалів конструкцій від підрахованих за проектом можуть бути достатньо великими. Внаслідок цього, власна вага, зокрема, сталевого прокату може дещо відрізнятися від теоретичного. Середнє значення великої кількості вимірювань власної ваги прокатних профілів перевищує теоретичне на 1…2 %, а окремі значення відрізняються ще більше. Закордонні дані щодо стандартних відхилень розмірів будівельних конструкцій наведені в табл. 2.3 [П8].
Таблиця 2.3