3.Нагрузки и воздействия

Из курса «Теоретическая механика» известно, что нагрузки подразделяются на объемные и поверхностные. Объемные прикла­дываются к каждой частице конструкции (тела), к ним относятся силы притяжения (гравитации) и силы инерции; поверхностные воздействуют в местах поверхности контакта при сопряжении конструкций между собой или их частей и в местах контакта ма­шин, механизмов с конструкциями. Силы притяжения земли, приложенные к телу, принято называть его весом. Силы инерции передаются на конструкции производственных зданий, мостов и т.п., в простейших расчетах сталкиваться с ними не приходится.

Рассмотрим приложение веса на примерах колонны и балки. Разбиваем их на отдельные части. Как показано на рис. 3.1, на каж­дую из частей действует ее вес. Равнодействующую весов от отдель­ных частей можно представить в виде сосредоточенной внешней нагрузки F, которую для удобства расчетов можно прикладывать либо в центре тяжести конструкции, либо на уровне низа колонны (по линии центра тяжести), или складывают вес с внешними на­грузками и прикладывают все силы в верхней части колонны (рис. 3.1, а), а в балках вес равномерно распределяют по длине и скла­дывают с распределенной внешней нагрузкой (рис. 3.1. б).

Поверхностные нагрузки возникают в месте опирания (соеди­нения) различных конструкций и считаются:

а) сосредоточенными, если площадь (поверхность) контакта неве­ лика, например при опирании балки на стену, колонну (рис. 3.2, а);

б) распределенными, если передача нагрузки (давления) осуществ­ляется по линии или площади. Такие нагрузки называют соответ­ственно распределенными по длине (погонными), например при опи­рании плиты на балку или стену (рис. 3.2, б), и распределенными по площади, например при опирании фундамента на грунт (рис. 3.2, в).

Общепринято сосредоточенные нагрузки обозначать пропис­ными буквами (N, F, G), а равномерно распределенные нагруз­ки — строчными (р, о, g и др.).

Нагрузки могут быть приложены неравномерно, например сне­говые; могут быть подвижными, например от мостовых кранов. С точки зрения характера воздействия нагрузки могут быть статичес­кими и динамическими. Статические нагрузки прикладываются по­степенно или плавно (без ускорения) от начала до конечного значе­ния, например на стены или фундамент здания, а динамические — с ускорением или ударно, например при забивке свай. Подвижные и ударные нагрузки не являются предметом нашего рассмотрения.

3.1. Классификация нагрузок, действующих на строительные конструкции

В зависимости от продолжительности действия нагрузки под­разделяются в соответствии с главой СНиП 2.01.07-85* на посто­янные и временные (длительные, кратковременные, особые).

Постоянными являются нагрузки, которые при строительстве и эксплуатации сооружения действуют постоянно. Временными являются нагрузки, которые в отдельные периоды строительства и эксплуатации могут отсутствовать.

3.1.1. Постоянные нагрузки

К постоянным нагрузкам относятся:

• вес частей зданий и сооружений, в том числе вес несущих и ограждающих строительных конструкций;

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

• воздействие предварительного напряжения в конструкциях.