Сбор нагрузок на строительные конструкции

Типы нагрузок на строительные конструкции

Любое возводимое здание должно быть прочным, надежным и устойчивым. Этого можно добиться, правильно рассчитав все нагрузки и их воздействие

На сегодня методики ведения таких расчетов унифицированы и стандартизованы, в учебных целях студенты сначала осваивают ведение расчетов вручную, а позже используют автоматизированные комплексы.

Любой расчет конструкции начинается с традиционного сбора нагрузок. Этот этап позволяет понять, как работает конструкция и какие силы на нее действуют. К примеру колонна, на которую опирается перекрытие, работает на сжатие, а балка, которая опирается на колонны, работает на растяжение.

Нагрузки бывают следующих типов:

• постоянные, которые возникают от собственного веса элементов здания;
• временные, которые возникают под воздействием какого-либо фактора в определенный промежуток времени, к примеру, снеговые или ветровые, о также от оборудования, к примеру кранов;
• особые нагрузки, которые возникают от сейсмического воздействия.

Подсчет особых нагрузок ведется в тех случаях, когда объект проектирования находит в сейсмически опасной зоне.

Также конструкции подвержены несиловым воздействиям, к ним относятся температурные воздействия (они могут вызывать изменение линейных размеров конструкций), воздействие грунтовой, парообразной и атмосферной влаги (вызывает изменение свойств материалов), движение воздуха (влияет на температурно-влажностный режим в помещении), биологическое воздействие от микроорганизмов и насекомых, воздействие звуковой энергии, агрессивных примесей, лучистой энергии.

Нагрузка может быть приложена сосредоточенно (к примеру, от веса тяжелого оборудования) или равномерно распределена по конструкции, как, например, распределяется снег по покрытию.

Направление действия нагрузок также различно, например, снеговые нагрузки действуют вертикально, а ветровые горизонтально.

В целом здание и его конструкции подвержены воздействию разнонаправленных и разновеликих нагрузок, к которым относятся осадки, ветер, солнечная радиация, собственный вес, особые нагрузки, давление грунта и вибрации. Неблагоприятное сочетание нагрузок предполагает суммирование нагрузок, действующих в одном направлении, так как они усиливают друг друга.

Рисунок 1. Пример сбора нагрузок на колонну. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Сбор нагрузок на строительные конструкции

При расчете любой конструкции нужно правильно собрать нагрузки, которые на нее действуют, рассмотрим сбор нагрузок на примере плиты перекрытия:

• на первом этапе определяют коэффициент надежности по ответственности здания и сооружения, рассмотрим пример жилого дома и возьмем коэффициент равный единице;
• далее собирают постоянные нагрузки, которые действуют на перекрытие, а именно собственный вес плиты и конструкции пола, нормативная нагрузка определяется для каждого из слоев, в зависимости от его толщины и объемного веса;
• затем собирают временные нагрузки, к ним относится полезная кратковременная нагрузка от людей и мебели, для жилого дома она составляет 1,5 кПа, а также длительная нагрузка от людей и мебели, которая берется с коэффициентом. Также учитывается нагрузка от перегородок, снеговая и ветровая нагрузки;
• далее рассматривают сочетания нагрузок, постоянной и кратковременной, чтобы определить наибольшее значение нормативной и расчетной нагрузки.

Рисунок 2. Пример сбора нагрузок на перекрытие. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Нормативные нагрузки указаны в строительных нормах, а расчетные определяются умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности. Этот коэффициент учитывает погрешности при производстве и монтаже.

Нагрузки удобно собирать в табличной форме, разделяя их на постоянные, временные, длительные и кратковременные. На основании таблицы строится расчетная схема, в которой показывается схематично место приложения нагрузок их тип и величина.

После этого подготовительного этапа далее продолжается подбор конструкции.