Нагрузки и воздействия. Нормативные и расчетные нагрузки, коэф-ты надежности по нагрузкам, сочетания нагрузок.

При расчете конструкций нагрузки и воздействия принимаются по СНиП II-6-74 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования» и по стандарту СТ СЭВ 1407—78 «Строительные конструкции и основания. Нагрузки и воздействия. Основные положения». Классификация и характеристика нагрузок и воздействий. По времени действия нагрузки и воздействия относятся к постоянным (когда направление, место и время их приложения можно считать неизменными), временным длительным и кратковременным (нагрузки, которые в отдельные периоды строительства и эксплуатации могут отсутствовать) и особым. К постоянным нагрузкам и воздействиям относятся: вес постоянных частей зданий и сооружений, вес и давление грунтов, воз-действие пред-варительного напряжения.К временным длительным нагрузкам и воздействиям относятся: вес стационарного оборудования; вес жидкостей и сыпучих материалов в емкостях; давление газов и жидкостей в резервуарах, газгольдерах и трубопроводах; нагрузка на перекрытия складов, библиотек, архивов и подсобных помещений, длительные температурные технологические воздействия и т. п.К кратковременным нагрузкам и воздействиям относятся: атмосферные — снеговые, ветровые, гололедные нагрузки и температурные климатические воздействия; нагрузки от подъемно-транспортного оборудования; нагрузки на перекрытия жилых и общественных зданий от массы людей, мебели и подобного легкого оборудования; ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования; нагрузки и воздействия, возникающие при перевозке строительных конструкций, монтаже и перестановке оборудования и т. п. К особым нагрузкам и воздействиям относятся: сейсмические и взрывные воздействия; нагрузки и воздействия, вызываемые неисправ-ностью или полом-кой оборудования и резкими нарушениями технологического процесса; воздействия просадок основания, обусловленных коренным изменением структуры грунтов (деформаций просадочных грунтов при замачивании или вечномерзлых грунтов при оттаивании, просадка грунтов в районах горных выработок и карстовых районах). Нормативные нагрузки. Характеристиками нагрузок являются их нормативные значения, принимаемые на основе статистических дан-ных или по номинальному значению.Постоянные нагрузки и воздействия. Нормативные значения нагрузок от массы конструкций определяются по данным стандартов и заводов-изготовителей или по размерам, устанавливаемым в процессе проектирования на основе опыта предыдущих проектировок и справочных материалов. Нагрузка от грунтов устанавливается в зависимости от вида грунта и его плотности. Нормативные воздействия предварительного напряжения конструкций устанавливают в процессе проектирования. Временные длительные нагрузки и воздействия на перекрытия складских помещений, архивов, библиотек и т. п. принимают по СНиП; вес оборудования - по стандартам, каталогам или по проектному заданию; данные по газам, длительные температурные и другие воздействия на конструкции устанавливают в зависимости от работы оборудования и указывают в проектных заданиях. Кратко-временные нагрузки и воздействия на перекрытия жилых и общественных зданий от массы людей, мебели и т. п., а также на перекрытия производственных площадок устанавливают в соответствии с действующими инструктивно-нормативными документами. Нагрузки от серийного подъемно-транспортного оборудования принимают по соответствующим стандартам, а для индивидуального - по данным заводских паспортов. Нагрузки и воздействия от оборудования, возникающие в пускоостановочном, переходном и испытательном режимах, устанавливают на основе опыта эксплуатации этого оборудования и приводят в проектных заданиях. При расчете балок перекрытий, собирающих нагрузку с большой грузовой площади, а также для колонн высотных зданий нагрузку разрешается понижать в соответствии с нормативными документами. Снеговая нагрузка. Нормативное значение снеговой нагрузки р0 на 1 м2 площади горизонтальной проекции покрытия устанавливают на основании данных гидрометеорологической службы как среднее арифметическое значение ежегодных максимумов запаса воды в снеговом покрове, выбранных из результатов снегосъемок на защищенном от воздействия ветра участке, за период не менее 10 лет.Нормативный вес снегового покрова рн определяют по формулегде ро — вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимае-мый в зависимости от района; с — коэффициент перехода от веса снегового покрова на горизонтальной поверхности земли к снеговой нагрузке на покрытие с учетом его неравномерного распределения в зависимости от рельефа кровли (рис. 3.1).Рис. 3.1. Пример распределения снегового покрова на перекрытии.Значения коэффициента с зависят от очертания покрытия и приведены в нормах на проектирование.Ветровая нагрузка устанавливается на основании данных гидрометеорологических станций о скорости ветра на высоте 10 м от поверхности земли. По этим данным скоростные напоры ветра опреде-ляют по формулегде v — скорость ветра, м/с, определяемая статистической обработкой длительного на-блюдения из условия ее повторения или превышения один раз за 5 лет (период повто-ряемости).Значение нормативной ветровой нагрузки qн определяют по формуле qн=q0kc. Где q0— нормативный скоростной напор ветра, значения которого зависят от района расположения сооружения ; k — коэффициент на возрастание скоростного напора по высоте; с- аэродинамический коэффициент, принимаемый по нормам проектирования.Рис. 3.2. Значения аэродинамических ко-эффициентов для зданий сложной конфи-гурации Гололедные нагрузки учитывают при проектировании воздушных линий электропередачи и связи, антенно-мачтовых устройств и других подобных сооружений. Гололедную нагрузку принимают по нормам проектирования. Температурные воздействия, обусловленные изменением температуры окружающего воздуха и солнечной радиации, а также влиянием технологических температур (излучение технологического оборудования и изделий), учитывают при расчете в случае, когда они могут оказать влияние на прочность и деформативность конструкций. При расчете температурные воздействия учитывают в стадии возведения и в стадии эксплуатации конструкций. Расчет производят: а) на возможную разность температур, возникающую в процессе эксплуатации конструкции с момента ее замыкания в статически неопределимую систему, называемую температурой замыкания; б) на перепад температуры по сечению элемента. Температурные воздействия определяются по СНиП II-6-74 «Нагрузки и воздействия». Величины сейсмических воздействий устанавливают по нормам в зависимости от балльности района возведения сооружения.Расчетные нагрузки и коэффициенты перегрузки (надежности по нагрузке). Коэффициент n учитывает изменчивость нагрузок, зависящую от ряда факторов, вследствие случайных отступлений от заданных условий нормальной эксплуатации. Коэффициенты надежности по нагрузке устанавливают после обработки статистических данных наблюдений за фактическими нагрузками, которые отмечены во время эксплуатации сооружений. Эти коэффициенты зависят от вида нагрузки, вследствие чего каждая нагрузка имеет свое значение коэффициента. По СНиП II-6-74 и СТ СЭВ значения n для нагрузок от массы строительных конструкций принимаются в зависимости от способа их изготовления. Так, при заводском изготовлении элементов строительных конструкций и при постоянном значении плотности он принимается равным 1,1; при изготовлении в построечных условиях и колеблющемся значении плотности — 1,2—1,3; для металлических конструкций— 1,05. Если постоянная нагрузка оказывает благоприятное воздействие на ра-боту сооружения (например, при проверке на опрокидывание, против всплытия, скольжения и т. п.), коэффициент принимают равным 0,9. Более подробно значения коэффициентов перегрузки приведены в СНиП II-6-74 и в соответствующих разделах учебника. Коэффициенты перегрузки характеризуют толь-ко изменчивость нагрузок. Они не учитывают динамического воздействия на-грузки, которое характеризуется специальным коэффициентом динамичности, представляющим собой отношение наибольшего напряжения (прогиба) при динамическом воздействии к напряжению (прогибу) при статическом воз-действии той же нагрузки. Коэффициенты не учитывают и перспективного возрастания нагрузки с течением времени, например возраста-ния временной нагрузки на подкрановые балки при изменении грузоподъемности кранов и т. п. Сочетание нагрузок. Нагрузки воздействуют на конструкции не раздельно, а в сочетании друг с другом. Различают следующие сочетания нагрузок: а)основные сочетания, состоящие из постоянных и временных длительных и кратко-временных нагрузок и воздействий;б)особые сочетания, состоящие из постоянных, временных длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок и воздействий. Одновременное появление наибольших значений не-скольких нагрузок менее вероятно, чем появление наибольшего значения одной; поэтому, чем сложнее сочетание, тем меньше вероятность появления наибольшего значения нагрузок в этом сочетании. Чрезвычайно малая вероятность одновременного появления нагрузок наибольшего значения учитывается на основании статистических данных и теории вероятности умножением расчетных значений на-грузок или соответствующих им усилий на коэффициент сочетания nc≤1.Согласно главе СНиП II-6-74 «Нагрузки и воздействия», при расчете конструкций на основные сочетания, включающие только одну кратковременную нагрузку, коэффициент сочетания nс принимают равным единице. При рас-чете на основные сочетания, включающие не менее двух кратковременных нагрузок (воздействий), значения кратковременных нагрузок (воздействий) умножают на коэффициент сочетаний, равный 0,9.При расчете конструкций и оснований на особые сочетания нагрузок и воздействий значения кратко-временных нагрузок и воздействий или соответствующие им усилия умножают на коэффициент сочетания, равный 0,8 (кроме случаев, оговоренных в нормах проектирования зданий и сооружений в сейсмических районах).