3.2. Навантаження на мк

3.2.1. Класифікація навантажень залежно від змінюваності у часі

В процесі експлуатації МК піддаються дії різноманітних навантажень – власної ваги конструкцій, технологічного устаткування, кранів, атмосферних впливів та інших. Основне призначення конструкцій – сприймати експлуатаційні навантаження. При розрахунках МК враховуються навантаження, які виникають в стадії експлуатації, зведення та монтажу, а також виготовлення, зберігання та транспортування.

Навантаження залежно від змінюваності у часі поділяються на постійні та змінні. Змінні, в свою чергу, поділяються залежно від тривалості неперервної дії на тривалі, короткочасні та епізодичні.

Постійне навантаження – це навантаження, яке діє практично не змінюючись протягом терміну служби споруди і для якого можна нехтувати зміною його значення у часі щодо середнього. До постійних навантажень та впливів відносяться: вага постійних частин будівель та споруд; вага та тиск грунтів (насипи, засипки); гідростатичний тиск води; дія попереднього напруження конструкцій та ін.

Тривале навантаження – це змінне навантаження, тривалість дії якого може наближатися до встановленого терміну експлуатації конструкції. До нього відносяться: вага стаціонарного обладнання; температурні технологічні впливи від стаціонарного обладнання; тиск газів, рідин та сипких матеріалів у ємкостях і трубопроводах; тиск відкладених наносів; вага відкладень технологічного пилу; навантаження на перекриття складів, промислових та цивільних будівель та ін.

Короткочасне навантаження – це змінне навантаження, яке реалізується багато разів протягом терміну служби споруди і для якого тривалість дії набагато менша від встановленого терміну експлуатації конструкції. До нього належать: атмосферні навантаження (снігові, вітрові, льодові навантаження та температурні кліматичні впливи); навантаження від під’ємно-транспортного устаткування; навантаження на перекриття будівель від маси людей, меблів, різноманітного легкого устаткування, ремонтних матеріалів в зонах обслуговування та ремонту устаткування; навантаження, які виникають при транспортуванні та монтажі конструкцій, перестановці устаткування та ін.

Епізодичне навантаження – навантаження, яке реалізується надзвичайно рідко (один чи декілька разів протягом терміну служби споруди) і тривалість дії якого обмежується в часі коротким терміном. Як правило, епізодичними є аварійні навантаження і впливи (сейсмічні та вибухові впливи; навантаження, викликані несправністю або поломкою устаткування і різкими порушеннями технологічного процесу; тиск від гідравлічного удару за повного скиду навантаження; льодові навантаження внаслідок проривів заторів; просадка грунтів в районах гірських виробок та карстових районах та ін.).

3.2.2. Характеристичні та розрахункові навантаження. Коефіцієнти надійності за навантаженнями

Основними значеннями навантажень є їх характеристичні значення.

Встановлені нормами проектування (ДБН В.1.2-2:2006 “Навантаження і впливи”) найбільші величини навантажень, які забезпечують нормальні умови експлуатації, називаються характеристичними навантаженнями.

Нормальною експлуатацією вважається постійний процес безперебійної роботи конструкції або споруди, який здійснюється без обмежень у відповідності з передбаченими у нормах умовами.

Характеристичні навантаження визначаються: постійні – за даними проектів; змінні - за ДБН “Навантаження і впливи”, за проектним завданням, за стандартами або за спеціальними умовами.

На протязі строку служби конструкції навантаження не завжди залишаються однаковими. Оскільки навантаження мають природу випадкових величин, то внаслідок їх мінливості або відступу від нормальної експлуатації можливі відхилення навантажень від нормативних в більшу або в меншу сторону. Ці відхилення враховуються в розрахунках коефіцієнтами надійності за навантаженнями _f. Вони визначені на основі обробки статистичних даних спостережень за фактичними навантаженнями під час експлуатації споруд. Ці коефіцієнти залежать від виду навантаження, тому кожне навантаження має своє значення _f , які наведені в ДБН “Навантаження і впливи”. Для більшості навантажень _f >1, а для деяких _f < 1. Якщо умови роботи конструкції погіршуються внаслідок збільшення навантаження, то _f > 1. В тих випадках, коли зменшення навантаження погіршує умови її роботи, приймають _f < 1, наприклад, при розрахунках на стійкість положення – перекидання, зсув, всплиття (для підпірних стінок, греблі і т.ін.).

При розрахунках конструкцій за I групою граничних станів використовують розрахункові граничні значення навантажень, які визначаються множенням характеристичного значення на коефіцієнт надійності за граничним навантаженням _fm.

При розрахунках конструкцій за II групою граничних станів використовують розрахункові експлуатаційні значення навантажень, які визначаються множенням характеристичного значення на коефіцієнт надійності за експлуатаційним навантаженням _fе.

Значення коефіцієнтів _fm та _fе для різних видів навантажень наведені в ДБН В.1.2-2:2006 “Навантаження і впливи”.