2. Нормативные и расчетные нагрузки. Нормативные и расчетные сопротивления материалов

Вертикальные нагрузки. К вертикальным относятся нагрузки от веса конструкций и временные (полезные) нагрузки. Нормативные нагрузки от веса конструкций определяют по размерам элементов в соответствии с плотностью материалов. Временные нормативные равномер­но распределенные нагрузки принимают в соответствии с нормами в зависимости от назначения помещений (табл. 15) или задают в технологической части проекта.

С целью учета влияния длительности действия нагрузок на прочность бетона различают постоянные и временные нагрузки. Под постоянными понимают нагрузки от собственного веса конструкций, давления фунтов, предварительного напряжения арматуры. Под временными понимают максимальные полезные нагрузки и нагрузки от атмосферных воздейст­вий, а также другие нагрузки, действующие на элементы конструкций не­постоянно.

Задаваемую нормами временную нагрузку учитывают в полной мере при расчете элементов перекрытий с относительно небольшой грузовой площадью. Вероятность одновременного загружения больших площадей полной временной нагрузкой весьма мала, что учитывают в расчете умно­жением временных вертикальных нагрузок на понижающие коэффици­енты.

При расчете балок и ригелей с грузовой площадью А_tot нагрузку, ука­чанную в табл.15, по разрешению соответствующих инстанций, допуска­ется снижать в складах, гаражах и производственных зданиях:

а) для помещений, упомянутых в пп. 1 и 2 табл. 15, умножением на ко­эффициент (при А_tot <18м²)

a₁=0,3 + 3 корень из A_tot

б) для помещений, упомянутых в п. 4, умножением на коэффициент (А_tot> 36 м²)

a₁ = 0,5+ 3/корень из A_tot

При расчете колонн, стен, фундаментов и оснований нагрузки, приве­денныетабл.15,допускается снижать:

а) для помещений, упомянутых в пп. 1 и 2 табл. 15, умножением на коэффициент

n1=0,3+0,6/корень из n

б) для помещений, упомянутых в п. 4, умножением на коэффициент

при n>=2,

где и — число учитываемых в расчете полностью загруженных перекрытий (над рассматриваемым сечением); при n=1 и n2=1.

В зависимости от продолжительности и характера действия различа­ют длительные временные нагрузки, кратковременные и особые. Такое разделение позволяет учесть разное сопротивление бетона длительному и кратковременному действию нагрузок (разница в среднем 15%).

Под временными длительными понимают нагрузки от стационарного оборудования и хранимых материалов; давления газов, жидкостей и сы­пучих тел; типовые нагрузки на перекрытия в помещениях зданий; воздействия от усадки и ползучести бетона; температурные воздействия. Длительность действия нагрузки значительно снижает трещиностойкость и увеличивает деформации элементов. Для учета этого расчетом к длительным нагрузкам относят следующие части кратковременных на­грузок:

1) от одного мостового или подвесного крана (умноженного на 0,6— для кранов среднего режима работы, 0,8 — для кранов тяжелого режима работы);

2) нагрузку от снегового покрова s для III...IV климати­ческих районов, уменьшенную на 700 Н/м², s₁=(s — 700)Н/м²;

3) нагрузку на перекрытия зданий: 500 Н/м² — для жилых помещений и 1000...2000 Н/м², или 50 % от кратковременных нагрузок — для служеб­ных помещений (см. СНиП 2.01.07—85).

Под кратковременными понимают нагрузки от деталей и людей; нагрузки на перекрытия жилых и общественных зданий; нагрузки от транс­портных средств, подвесных и мостовых кранов; нагрузки, возникающие при изготовлении, транспортировании и монтаже конструкций; снеговые, ветровые и гололедные нагрузки за вычетом соответствующих длительных частей временных нагрузок. Например, если нагрузка от снего­вого покрова S составляет 1500 Н/м², то длительная нагрузка s_l от него будет 1500—700 = 800 Н/м², а кратковременная S_sh = 1500—800 = 700 Н/м в квадрате . При расчете колонн, стен и фундаментов многоэтажных зданий вертикальные кратковременные нагрузки уменьшают посредством умноже­ния на коэффициент сочетания нагрузок:

n| = а + 0,6/ корень из п ,

где а — коэффициент, принимаемый для жилых домов, служебных зда­ний, общежитий равным 0,3, а для производственных, читальных, собра­ний, торговых залов — 0,5; п — количество загруженных перекрытий над рассчитываемым элементом, при п=1 η = 1, при n>0 η = 0,7. К особым относят нагрузки от сейсмических и взрывных воздейст­вий; воздействий, вызываемых резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования; от воздействий, вызываемых неравномерной деформацией оснований (при просадочных грунтах, замачивании фунтов или оттаивании вечномерзлых грунтов, горных выработках или карстах).

Нормативные в расчетные нагрузки. Под нормативными понима­ют нагрузки, устанавливаемые нормами по заранее заданной вероятности превышения средних значений или по номинальным значениям. Норма­тивные нагрузки от собственной массы конструкций определяют по раз­мерам элементов в соответствии с плотностью материалов. Временные нормативные равномерно распределенные нагрузки принимают в соот­ветствии с нормами в зависимости от назначения помещений (см. табл. 15) или задают в технологической части проекта.

Под расчетными понимают нагрузки, используемые в растерах конст­рукций на прочность и устойчивость. Их получают умножением норма­тивной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке q=q_nγ_fq

Коэффициент надежности γ_fg принимают равным для нагрузок от собственной массы строительных конструкций с плотностью более 1800кг/м" γ_fg ⁼ 1,1; с плотностью 1800 кг/м³ и менее γ_fg = 1,2; изоляцион­ных и выравнивающих слоев, насыпных грунтов γ_fg = 1,3.

Коэффициент надежности γ_fv, для нагрузок на перекрытия и лестницы (временных нагрузок) принимают равным при нормативной нагрузке ме­нее 1 кН/м² γ_fv = 1,4; равной2...5кН/м² γ_fv= 1,35 кН/м² и более γ_fv = 1,2.

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке γ_fv, принимают в зави­симости от отношения массы крыши q к массе снегового покрова v.