Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Какие нагрузки включают в особые сочетания: Сочетания и комбинации нагрузок в расчетах строительных конструкций

Содержание

Сочетания и комбинации нагрузок в расчетах строительных конструкций

Мы уже знаем, что на строительную конструкцию одновременно могут воздействовать несколько нагрузок, и что по длительности «пребывания» на конструкции нагрузки делятся на постоянные и временные.

Но какими правилами руководствоваться для их одновременного учета?

Во-первых, не все нагрузки могут сочетаться. Правила комбинирования нагрузок в рамках одного расчета обычно определены в тех же нормативных документах, что и сами нагрузки. Так, в стандарте [7] вводится понятие “коэффициент сочетания”:

\(\psi \) (пси)

Это коэффициент, на который умножается нормативное значение нагрузки, наряду с коэффициентом надежности и другими коэффициентами (если они есть):

\[F = \psi {F_n}{\gamma _f} +  \ldots \quad \left( {1} \right)\]

Если Вы проектируете по СНиП (например [7]), то каждую проектную ситуацию следует отнести к основному или особому сочетанию нагрузок. Еврокод [5] оперирует понятием “расчетная ситуация”, которая может быть постоянной, переходной или случайной, но суть — та же.

Давайте разберемся, как работать с основным и особым сочетаниями нагрузок.

Основное сочетание нагрузок

В основное сочетание включаются:

  • постоянные нагрузки
  • временные длительные нагрузки
  • временные кратковременные нагрузки

Допустим, на конструкцию воздействуют две постоянные нагрузки (\({p_1}\), \({p_2}\)), три длительные (\({q_1}\), \({q_2}\), \({q_3}\)) и три кратковременные (\({\nu _1}\), \({\nu _2}\), \({\nu _3}\)). Если все эти нагрузки имеют одну и ту же размерность (например, они равномерно распределенные) и нагружают один и тот же участок конструкции, то суммарная расчетная нагрузка будет равна:

\[q = \left( {{p_1} + {p_2}} \right) + \left( {{\psi _1}{q_1} + {\psi _2}{q_2} + {\psi _3}{q_3}} \right) + \left( {{\psi _4}{\nu _1} + {\psi _5}{\nu _2} + {\psi _6}{\nu _3}} \right).\quad \left( {2} \right)\]

Как видим, постоянные нагрузки (\(p\)) входят в сумму без коэффициентов сочетания. Но можно также (и даже правильнее) сказать, что коэффициент сочетания для постоянных нагрузок всегда равен единице, так как вероятность их появления составляет 100%.

Длительные нагрузки входят в сумму со своими коэффициентами сочетания. Если следовать СНиП “Нагрузки и воздействия” [7], то один из них должен быть равен 1, остальные — 0,95. Но к какой нагрузке отнести \(\psi  = 1\), а к какой — \(\psi  = 0,95\)?

Ответ очевиден: “на выходе” мы должны получить максимальную нагрузку. Поэтому нужно проанализировать значения всех длительных нагрузок, входящих в сочетание, и выделить наибольшую из них — она и получит коэффициент \(\psi  = 1\). Остальные нагрузки следует умножить на \(\psi  = 0,95\) [7].

Коэффициенты сочетаний для кратковременных нагрузок вводятся аналогично:

  • \(\psi  = 1\) — для максимальной по величине кратковременной нагрузки
  • \(\psi  = 0,9\) — для второй по величине кратковременной нагрузки
  • \(\psi  = 0,7\) — для всех остальных кратковременных нагрузок, входящих в сочетание

Чтобы иметь под рукой более общий алгоритм, свернем формулу (2):

\[q = \sum p  + \sum {{\psi _q}q}  + \sum {{\psi _\nu }\nu } . \quad \left( {3} \right)\]

Сумма длительных нагрузок в сочетании (3):

\[\sum {{\psi _q}q}  = 1,0{q_{\max }} + 0,95{q_1} + 0,95{q_2} +  \ldots \quad \left( {4} \right)\]

Сумма кратковременных нагрузок в сочетании (3):

\[\sum {{\psi _\nu }\nu }  = 1,0{\nu _{\max }} + 0,9{\nu _1} + 0,7{\nu _2} + 0,7{\nu _3} +  \ldots \quad \left( {5} \right)\]

Особое сочетание нагрузок

В особое сочетание нагрузок включаются:

  • постоянные нагрузки
  • временные длительные нагрузки
  • временные кратковременные нагрузки
  • одна особая нагрузка

По сути, особое сочетание нагрузок представляет собой основное сочетание (3), в которое еще добавляется одна из особых нагрузок \(S\):

\[q = \sum p  + \sum {{\psi _q}q}  + \sum {{\psi _\nu }\nu }  + S.\quad \left( {6} \right)\]

При этом, коэффициенты сочетаний для всех кратковременных нагрузок уже принимаются равными 0,8 [7]:

\[\sum {{\psi _\nu }\nu }  = 0,8{\nu _1} + 0,8{\nu _2} + 0,8{\nu _3} +  \ldots \quad \left( {7} \right)\]

В нормах могут оговариваться и другие, дополнительные условия особых сочетаний (например, для проектирования сейсмостойких конструкций).

Расчетное сочетание нагрузок (РСН) или расчетное сочетание усилий (РСУ)?

Выше мы рассмотрели сочетание нагрузок, однако в большинстве случаев правильнее говорить о сочетании усилий.

Обратите внимание, что формулы (2), (3), (6) — это формулы для определения суммарной нагрузки, а значит подразумевается, что каждое слагаемое в них представляет собой нагрузку одной и той же размерности и конфигурации. Чтобы эти формулы “работали”, нагрузки должны отличаться лишь величиной (рисунок 1):

Рисунок 1. Конструкция нагружена одинаковыми по форме нагрузками

Но нас окружает много примеров, когда на здание воздействуют нагрузки, отличающиеся не только величиной, но и местом приложения, характером воздействия, размерностью. Это более распространенный, общий случай.

Представим ту же задачу (с двумя постоянными, тремя длительными и тремя кратковременными нагрузками) в более общем виде, когда эти нагрузки отличаются по своей природе (рисунок 2).

Рисунок 2. Балка нагружена разными по конфигурации нагрузками:
1 — постоянные нагрузки; 2 — длительные нагрузки; 3 — кратковременные нагрузки

Расчетчику следует помнить, для чего он собирает нагрузки. Нагрузки нужны для вычисления усилий, поэтому в случае разноплановых воздействий следует по очереди определить усилие от каждого воздействия.

Например, момент в заделке (точка A) будет равен:

\[M = {M_p} + {M_q} + {M_\nu },\quad \left( {8} \right)\]

где

  • \({M_p}\) — момент от постоянных нагрузок
  • \({M_q}\) — момент от длительных нагрузок
  • \({M_\nu }\) — момент от кратковременных нагрузок

В каждом слагаемом (8) должен учитываться соответствующий коэффициент сочетания. Так, общий момент от длительных нагрузок в данном случае равен:

\[{M_q} = {\psi _1}{M_{q1}} + {\psi _2}{M_{q2}} + {\psi _3}{M_{q3}}.\quad \left( {9} \right)\]

Обратите внимание на то, какой вклад в суммарный момент \(M\) вносят длительные и кратковременные нагрузки (рис. 2). Все три длительные нагрузки создают момент по часовой стрелке (примем это за “+”), и такое же направление — у момента от первых двух кратковременных нагрузок.

Однако, третья кратковременная нагрузка создает момент против часовой стрелки (в нашей системе знаков это “–”), то есть имеем следующее распределение слагаемых:

\[M = \left( {{M_{p1}} + {M_{p2}}} \right) + \left( {{M_{q1}} + {M_{q2}} + {M_{q3}}} \right) + \left( {{M_{\nu 1}} + {M_{\nu 2}} — {M_{\nu 3}}} \right).\quad \left( {10} \right)\]

Отрицательный момент снижает результирующее усилие (обезгруживает балку), и здесь мы уже не выходим на самый неблагоприятный вариант работы конструкции. Если логика этой ситуации позволяет, то самым правильным решением здесь будет отказаться от нагрузки \({\nu _3}\) вообще, не обращая внимания на ее величину (хотя по модулю она может быть самой высокой). Суммарный момент при этом будет равен:

\[M = \left( {{M_{p1}} + {M_{p2}}} \right) + \left( {{M_{q1}} + {M_{q2}} + {M_{q3}}} \right) + \left( {{M_{\nu 1}} + {M_{\nu 2}}} \right). \quad \left( {11} \right)\]

Если же исключить из рассмотрения данную нагрузку невозможно, то следует хотя бы свести ее влияние к минимуму — умножить на самый низкий коэффициент сочетания \(\psi  = 0,7\). В этом и состоит основное отличие расчетного сочетания усилий от расчетного сочетания нагрузок: в сочетании нагрузок единственным критерием для выбора \(\psi \) является величина нагрузки, а в сочетании усилий — вклад нагрузки в результирующее усилие:

\[{M_\nu } = 1,0{M_{\nu 1}} + 0,9{M_{\nu 2}} — 0,7{M_{\nu 3}}.\quad \left( {12} \right)\]

Не стоит забывать, что максимальное значение нагрузки может вызвать наименьшее усилие в сечении (например, из-за самого короткого плеча), и наоборот. Поэтому анализ результирующих усилий, в целом, дает более адекватную картину о влиянии той или иной нагрузки на сооружение.

Рекомендую также обращать внимание на то, какое усилие, напряжение или деформацию Вы получаете от сочетания. Возможно, что для разных факторов Вам понадобятся разные схемы сочетаний.

Так или иначе, ввиду многообразия воздействий (и еще большего разнообразия производимых ими усилий, напряжений, деформаций), Вам придется самостоятельно продумывать варианты возможных сочетаний нагрузок и выбирать РСН или РСУ.

Кейс. Нагрузки в торговом центре

Допустим, перед нами стоит задача спроектировать торговый центр.

Логика подсказывает, что помимо основного режима эксплуатации (в обычный день) возможен еще вариант проведения в таком центре служебных работ. Например, это могут быть клининговые работы или пополнение запасов торговых точек. И те, и другие работы выполняются в наше время с применением специальной техники, которая может создавать существенно большее давление на несущие конструкции центра, нежели обычная нагрузка от толпы людей (посетителей и персонала центра).

Более того, вполне вероятна ситуация одновременного присутствия на одной площади и людей, и небольших машин — эту картину мы нередко наблюдаем в действующих торговых центрах. Значит, имеют место следующие варианты нагружения:

  • нагрузка от толпы людей (рис. 3, 1)
  • нагрузка от очистительных машин (рис. 3, 2)
  • нагрузка от транспортной техники (рис. 3, 3)
  • нагрузка от толпы людей + одна очистительная машина или один погрузчик (рис. 3, 4)

Вариант одновременного появления на перекрытии и очистительной, и транспортной техники маловероятен, поэтому исключаем его из рассмотрения.

Рисунок 3. Сочетания временных нагрузок на конструкции: 1 — только люди; 2 — только очистительная техника; 3 — только погрузочная техника; 4 — люди и техника

Первое сочетание — тривиально простое, воздействует одна кратковременная нагрузка. Во втором и третьем случаях по торговому центру перемещаются одинаковые единицы техники, поэтому в расчет они входят также с единичным коэффициентом сочетания.

Наиболее интересным здесь является четвертое сочетание (рис. 4).

Рисунок 4. Сочетание разноплановых нагрузок

Так как в расчетной модели присутствуют одновременно и распределенные, и сосредоточенные нагрузки, то имеет смысл сочетать не сами нагрузки, а усилия от этих нагрузок (речь об РСУ). Так, поперечная сила \(Q\) в каком-либо сечении перекрытия будет равна:

\[Q = {\psi _1}{Q_1} + {\psi _2}{Q_2} + {\psi _2}{Q_3},\quad \left( {13} \right)\]

где индекс возле \(Q\) указывает на номер нагрузки.

В формулу (13) входят два коэффициента сочетания: \({\psi _1}\) и \({\psi _2}\). Следуя [7], один из них должен быть равен 1, второй — 0,9. Если толпа людей (нагрузка \({q_1}\)) генерирует самую большую по величине поперечную силу в сечении перекрытия, то коэффициент сочетания \(\psi  = 1\) нужно вводить именно к этой нагрузке:

\[Q = 1,0{Q_1} + 0,9{Q_2} + 0,9{Q_3}.\quad \left( {14} \right)\]

Если же больший вклад в результирующую силу вносит нагрузка от погрузчика (\({q_2}\)), то нагрузка от толпы и нагрузка от очистителя получат меньший коэффициент сочетания:

\[Q = 0,9{Q_1} + 1,0{Q_2} + 0,9{Q_3}.\quad \left( {15} \right)\]

Нагрузка от применяемой техники

У начинающих проектировщиков может возникнуть вопрос: какую модель нагрузки принять для той или иной спецтехники, и чему будет равна эта нагрузка?

Нормы проектирования не могут “знать” обо всех видах нагрузок, тем более в условиях постоянного технологического прогресса. Поэтому нет смысла искать нагрузку от специфического оборудования в базовых стандартах (например, [7]) — ее нужно принять самостоятельно, на основе обсуждения с заказчиком проекта или подрядными организациями. Как правило, информация о технике и оборудовании на этапе проектирования уже известна, но если нет — мы всегда можем воспользоваться Интернетом.

Рисунок 5. Колесная техника и соответствующие модели нагрузок

Сочетания нагрузок в проектах мостовых сооружений

Нормы проектирования мостов [6] определяют свои правила сочетаний нагрузок. Так, в следующем списке номера указывают на нагрузки, которые не могут входить в сочетание с данной нагрузкой на мостовую конструкцию (сохранена оригинальная нумерация нагрузок [6]):

7. Вертикальные нагрузки от подвижного состава и пешеходов — 16, 17
8. Давление грунта от подвижного состава — 16, 17
9. Горизонтальная поперечная нагрузка от центробежной силы — 10, 16, 17
10. Горизонтальные поперечные удары подвижного состава — 9, 11, 12, 16-18
11. Горизонтальная продольная нагрузка от торможения или силы тяги — 10, 13, 14, 16, 17
12. Ветровая нагрузка — 10, 14, 18
13. Ледовая нагрузка — 11, 14, 16, 18
14. Нагрузка от навала судов — 11-13, 15-18
15. Температурные климатические воздействия — 14, 18
16. Воздействие морозного пучения грунта — 7-11, 13, 14, 18
17. Строительные нагрузки — 7-11, 14, 18
18. Сейсмические нагрузки — 10, 12-17

Выводы

Нагрузки и воздействия — крайне разнообразны. При расчете строительной конструкции инженер обязан установить сочетаемость конкретных нагрузок и разработать для них соответствующие расчетные модели.

Если все нагрузки в сочетании физически однотипны, то суммарное расчетное значение можно получить, просто умножив каждое слагаемое на соответствующий коэффициент сочетания. Если нагрузки — различны по природе, то рекомендуется сначала определить усилие (напряжение, деформацию) от каждой из них. Полученное значение затем умножается на соответствующий коэффициент сочетания и отправляется в общую сумму.

Виталий Артемов

Основные сочетания — нагрузка — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Основные сочетания — нагрузка

Cтраница 1

Основные сочетания нагрузок состоят из собственного веса, веса транспортируемого продукта, продольных усилий от внутреннего давления газа, нефти или нефтепродуктов и температурных воздействий.
 [1]

Основные сочетания нагрузок состоят из собственного веса, веса транспортируемого продукта, продольных усилий и внутреннего давления газа, нефти и нефтепродуктов, температурных воздействий.
 [2]

В основные сочетания нагрузок входят: а) постоянные нагрузки — вес конструкций; б) временные длительно действующие нагрузки — от натяжений канатов, сил трения при движении несущих канатов по башмакам, веса оборудования; в) одна из кратковременных нагрузок — от веса подвижного состава и динамическая нагрузка при движении последнего, от снега или гололеда, веса людей, действия ветра, температурного воздействия.
 [3]

Для высотных сооружений обычно решающее значение имеют следующие основные сочетания нагрузок: вес конструкций и оборудования; тяжение оттяжек, антенн и проводов; ураганный ветер или: вес конструкций и оборудования; тяжение оттяжек, антенн и проводов; ветер интенсивностью 25 % ураганного; гололедная нагрузка. На особые сочетания проверяют опоры антенных сооружений и воздушных линий электропередачи при строительстве в сейсмических районах, а также при одностороннем обрыве проводов, грозозащитных тросов и подвесных антенн.
 [5]

В зависимости от учитываемого состава нагрузок различаются [50]: основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных; 2) особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок.
 [6]

В зависимости от состава учитываемых при проектировании нагрузок различают основные сочетания нагрузок, включающие в себя постоянные, длительные и кратковременные нагрузки, и особые сочетания, состоящие из постоянных, длительных, возможных кратковременных и одной из особых нагрузок. Расчет оснований зданий и сооружений, в том числе реконструируемых с увеличением нагрузок, производят по двум группам предельных состояний: 1) по несущей способности и 2) по деформациям ( осадки, прогибы и пр. При этом расчет оснований по несущей способности выполняют на основное сочетание нагрузок, а при наличии особых нагрузок и воздействий — на основное и особое сочетание. Расчет оснований по деформациям должен производиться на основное сочетание нагрузок.
 [7]

Расчет на особые сочетания нагрузок следует производить в дополнение к расчету на основные сочетания нагрузок.
 [8]

Прочность грунтов как оснований характеризуют расчетным сопротивлением ( средним давлением) при глубине заложения фундамента 1 5 — 2 0 м и ширине фундамента 0 6 — 1 0 м при расчете оснований на основные сочетания нагрузок.
 [9]

Нагрузки и воздействия обычно действуют на сооружения совместно в тех или иных сочетаниях. Эти сочетания устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок для рассматриваемой стадии работы конструкции или ее основания. По СНиП 2.01.07 — 85 устанавливаются основные сочетания нагрузок и воздействий, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных, и особые сочетания, включающие в себя, кроме нагрузок основного сочетания, одну из особых нагрузок, например, сейсмическую, взрывную, технологическую и тл.
 [10]

Нагрузки и воздействия обычно действуют на сооружения совместно в тех или иных сочетаниях. Эта сочетания устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок для рассматриваемой стадии работы конструкции или ее основания. По СНиП 2.01.07 — 85 устанавливаются основные сочетания нагрузок и воздействий, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных, и особые сочетания, включающие в себя, кроме нагрузок основного сочетания, одну из особых нагрузок, например, сейсмическую, взрывную, технологическую и тл.
 [11]

Страницы:  

   1




Сочетания нагрузок в расчете деревянных конструкций по европейским и американским нормам

Расчет предельной несущей способности у деревянных конструкций

Как упоминалось выше, наибольшие напряжения обычно вызывают наибольшее нагружение конструктивных элементов. Однако в большинстве европейских и американских норм прочность деревянных компонентов зависит от продолжительности нагрузки и влажности материала. Следовательно, может получиться так, что сочетание нагрузок является определяющим, даже если не содержит в себе наибольшее напряжение по отношению к общей сумме. Поэтому важно уделить внимание тому, чтобы найти определяющее сочетание нагрузок. Графически это показано на рисунке 01.






Pисунок 01 — Влияние длительности воздействия на расчетное значение прочности

Ed = расчетное значение нагрузки
Rd = расчетное значение прочности
t = продолжительность нагружения
g = постоянная нагрузка
s = снеговая нагрузка
w = ветровая нагрузка

Случай 1:
Определяющее сочетание нагрузок = g + s + w
Обоснование: Нагрузка от g + s + w является ближайшей к кривой Rd .

Случай 2:
Определяющее сочетание нагрузок = g
Обоснование: Нагрузка от g ближайшая к кривой Rd .

Случай 3:
Определяющее сочетание нагрузок = g + s
Обоснование: Нагрузка от g + s наиболее близка к кривой Rd .

Случай 4:
Определяющее сочетание нагрузок = g + s
Обоснование: Нагрузка от g + s превышает кривую Rd → Ed > Rd .

Влияние длительности нагрузки учитывается в [1] с помощью модифицирующего коэффициента kmod . Для управления данной ситуацией в [2] использовались коэффициент CD (ASD) и коэффициент λ (LRFD). Швейцарская норма [3] просто определяет влияние длительности нагрузки на прочность с коэффициентом ηM и поэтому одинакова для всех воздействий; Поэтому, рисунок 01 не действителен в этом случае.

Расчет предельного состояния по пригодности к эксплуатации для деревянных конструкций

При выполнении расчета предельного рабочего состояния наибольшие деформации прогиба имеют место в том случае, если учитываются все соотношения деформаций от неблагоприятных воздействий. Согласно [1] необходимо проанализировать следующие деформации, например, для немецкой и австрийской конструкции:

  • упругая начальная деформация winst
    состоящая из характерного сочетания
  • конечная деформация wfin
    включающая в себя характерную начальную деформацию и соотношения ползучести квазипостоянного сочетания
  • конечная деформация wfin, нетто
    включающая в себя квазипостоянную начальную деформацию и соотношения ползучести квазипостоянного сочетания. По нормам других стран в этом случае также учитывается характерная начальная деформация, однако они являются слишком «требовательными» согласно немецкому и австрийскому приложению.

В [2] не поясняется, какие загружения необходимо использовать для определения сочетаний нагрузок для пригодности к эксплуатации. Норма ссылается на действующие инженерно-строительные правила. В таком случае для определения определяющего сочетания нагрузок может использоваться IBC (Международная строительная норма) [4] . Объяснение только с учетом ползучести объясняется в [2] . В отличие от других европейских норм, IBC рассматривает отдельно воздействия по отношению к деформации. Предельные значения деформации являются результатом действия только полезной нагрузки и снеговой или ветровой нагрузки, а в случае ползучести, нагрузки от собственного веса + полезной нагрузки.

Согласно [3] необходимо рассчитать следующие предельные состояния:

  • редкий расчетный случай
    включающая в себя характерную начальную деформацию и соотношения ползучести квазипостоянного сочетания
  • частый расчетный случай
    включающий в себя типичную начальную деформацию и соотношение ползучести квазипостоянного сочетания
  • квазипостоянный расчетный случай
    включающий в себя квазипостоянную начальную деформацию и соотношение ползучести квазипостоянного сочетания
Учет продолжительности нагрузки, влажности и ползучести древесины в расчетах в RFEM и RSTAB

Для того, чтобы в расчете учитывать продолжительность нагрузки, влажность древесины и ползучесть, программы RFEM и RSTAB содержат отдельные нормы для классификации случаев нагружения и их сочетаний. В соответствующей норме содержится добавочная настройка «древесина».






Pисунок 02 — Специальные настройки для деревянных конструкций в общих данных

В свойствах соответствующей нормы можно, таким образом, задать специфические параметры, например, определение коэффициента ползучести. Это значит, что будут установлены необходимые настройки для создания сочетаний нагрузок.






Pисунок 03 — Выбор коэффициента ползучести

Чтобы принять во внимание продолжительность действия нагрузки в расчете, при создании нагружения нужно задать соответствующую продолжительность нагрузки.






Pисунок 04 — Присвоение продолжительности воздействия для загружений

Она будет автоматически учтена в расчетных модулях (RF-/TIMBER Pro, RF-/TIMBER AWC, RF-LAMINATE и т. д.) и присвоена отдельным нагружениям.






Pисунок 05 — Определение продолжительности нагрузки для отдельных сочетаний нагрузок

Таким образом обеспечивается то, что расчет предельной несущей способности для каждого сочетания нагрузок выполняется с самой короткой продолжительностью нагрузки из имеющихся случаев нагружения.

При расчете предельного рабочего состояния, в общих данных соответствующего дополнительного модуля нужно присвоить предельные значения соответствующему расчетному случаю. Если нагружения создаются вручную, без применения автоматического сочетания нагрузок, присвоение значений также должно быть выполнено вручную.






Pисунок 06 — Задание расчетной ситуации для предельного состояния по пригодности к эксплуатации

Предельные значения могут быть скорректированы в настройках нормы или в настройках Национального приложения у соответствующего расчетного случая.






Pисунок 07 — Предельные значения для расчета деформации

Коэффициент надежности по нагрузке. СНиП 32-04-97 => Основные расчетные положения . Таблица 3. Коэффициенты надежности по нагрузке . 6 сооружение тоннелей . 7 постоянные…

Коэффициент надежности по нагрузке

перейти на страницу  «Сбор нагрузок»

Значения коэффициентов надежности по нагрузке

Напоминаем, что СП 20.13330.2011 уже не действует!

Согласно СП 20.13330.2016:

7.2 Коэффициенты надежности по нагрузке γf для веса строительных конструкций и грунтов приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Конструкции сооружений и вид грунтов Коэффициент надежности по нагрузке γf
Конструкции
Металлические, за исключением случаев, указанных в 2.3* 1,05
Бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м3), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные 1,1
Бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м3 и менее), изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т. п.), выполняемые:
в заводских условиях 1,2
на строительной площадке 1,3
Грунты
В природном залегании 1,1
На строительной площадке 1,15
Примечание — При определении нагрузок от грунта следует учитывать нагрузки от складируемых материалов, оборудования и транспортных средств, передаваемые на грунт.

7.3 При проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчет, принимая для веса конструкции или ее части коэффициент надежности по нагрузке γf = 0,9, если иное значение не указано в нормах проектирования этих конструкций.

При этом следует учесть также случай пониженных значений кратковременных нагрузок.

Коэффициент надежности по нагрузке для веса оборудования

8. 1.4 Коэффициент надежности по нагрузке γf для веса оборудования и материалов приведен в таблице 8.2.Таблица 8.2

Оборудование и материалы Коэффициент надежности по нагрузке γf
Стационарное оборудование 1,05
Изоляция стационарного оборудования 1,2
Заполнители оборудования (в том числе резервуаров и трубопроводов):
жидкости 1,0
суспензии, шламы, сыпучие тела 1,1
Погрузчики и электрокары (с грузом) 1,2
Складируемые материалы и изделия 1,2

Коэффициенты надежности по нагрузке для равномерно распределенных нагрузок следует принимать:

8.2.2 Нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа.

Коэффициенты надежности по нагрузке γf для равномерно распределенных нагрузок следует принимать:

1,3 — при полном нормативном значении менее 2,0 кПа;

1,2 — при полном нормативном значении 2,0 кПа и более.

Коэффициент надежности по нагрузке от веса временных перегородок следует принимать в соответствии с пунктом. 7.2. (Смотрите выше)

Сосредоточенные нагрузки на перила

Коэффициент надежности по нагрузке
Сосредоточенные нагрузки и нагрузки на перил 1,2

Крановые нагрузки

9.8 Коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок, в том числе, при проверке местной устойчивости стенок балок, следует принимать равным γf =1,2 для всех режимов работы.

9.9 При учете местного и динамического действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана полное нормативное значение этой нагрузки следует умножать при расчете прочности балок крановых путей на дополнительный коэффициент, равный:

1,8 — для группы режима работы кранов 8К с жестким подвесом груза;

1,7 — для группы режима работы кранов 8К с гибким подвесом груза;

1,6 — для группы режима работы кранов 7К;

1,4 — для группы режима работы кранов 6К;

1,2 — для остальных групп режимов работы кранов.

9.10 При расчете прочности и устойчивости балок кранового пути и их креплений к несущим конструкциям расчетные значения вертикальных крановых нагрузок следует умножать на коэффициент динамичности, равный 1,2 независимо от шага колонн.

При расчете конструкций на выносливость, проверке прогибов балок крановых путей и смещений колонн, а также при учете местного действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана коэффициент динамичности учитывать не следует.

Ветровые нагрузки

10.12 Коэффициент надежности по нагрузке γf для снеговой нагрузки следует принимать равным 1,4.

Снеговые нагрузки

Коэффициент надежности по нагрузке для основной и пиковой ветровых нагрузок следует принимать равным 1,4; при расчете на резонансное вихревое возбуждение коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1,0.

 

saitinpro.ru

О КОЭФФИЦИЕНТАХ НАДЕЖНОСТИ — Мои статьи — Каталог статей

А.Е.Сутягин©, 2007-2012

 

«Расторопный ковач, изготовив топор иль секиру,

В воду металл, раскаливши его, чтоб ДВОЙНУЮ

Он крепость имел, погружает…»

Гомер, «Одиссея»

 

     Действующая сейчас система коэффициентов надежности (см. СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия” и соответствующие СНиП по видам конструкций) в проектирование несущих конструкций зданий и сооружений сложилась еще в советское время. На тот период данная система являлась прогрессивной, так как обеспечивала (по крайней мере в теории) равную надежность всех строительных элементов здания (сооружения) при минимальной весе конструкций здания (сооружения). При массовом (на всей территории страны) строительстве в то время такой подход был оправдан.

 

     При этом существовала, пусть и не идеально, многоступенчатая служба контроля качества, как за производством строительных материалов и изделий, так и за проведением строительных работ.

 

     Система коэффициентов надежности, в общем случае, состоит из трех независимых друг от друга составляющих:

 

      Коэффициент надежности по нагрузке (коэффициент перегрузки) — учитывает возможные отклонения фактической нагрузки от нагрузки предусмотренной нормами — нормативной.

      Коэффициент надежности по материалу (коэффициент однородности материала) — учитывает возможные отклонение механических свойств и прочности материала от таких же предназначенных нормами — нормативных.

      Коэффициент условий работы — учитывает возможные неблагоприятные (или благоприятные) факторы, влияющие на несущую способность конструкции: неполное соответствие расчетной схемы действителным условиям работы конструкции, влияние условий изготовления конструкций, положения арматуры в бетоне или кладке и др.

 

     На современном, так называемом «капиталистическом” этапе развития страны цель и характер строительного процесса изменились: с одной стороны, строительство стало индивидуальным, а с другой стороны, в строительный процесс вовлечено большое количество неквалифицированной рабочей силы при недостаточном контроле качества со стороны административно-управленческого аппарата.

 

     Кроме того, система коэффициентов надежности (условий работы) не учитывает в полной мере «степень ответственности” элементов конструкции по отношению к работе всего здания (сооружения) в целом, по другому говоря, влияния надежности одного элемента на общую надежность здания.

 

     Следует отметить, что до конца 50-хх гг. ХХ века в СССР при расчете конструкций использовался единый интегральный коэффициент запаса [k], который впоследствии был преобразован в «триаду” коэффициентов надежности: по нагрузке, по материалу и условий работы. Так например: коэффициент запаса для расчета железобетонных конструкций варьировался в пределах 1,3-2,2. В то время отличался и методологический подход к расчету конструкций: применялся так называемый расчет по разрущающим нагрузкам. В настоящее время — расчет по предельным состояниям.

 

     К сожалению, идея введения в строительные нормы расчета по предельным состояниям (начало 80-хх гг. XX века), а именно использование вероятностного подхода (в полной мере) к расчету строительных конструкций, не успела реализоваться.

 

     На основании выше изложенного, а так же исходя из опыта проектирования зданий (сооружений) в новейший период, автором предложено при расчете строительных конструкций принять систему коэффициентов ответственности элемента за переход здания в предельное состояние (по другому говоря: коэффициентов запаса) дополнительно к требуемым по действующим Строительным Нормам.

 

     Дополнительные коэффициенты запаса представлены в таблице ниже. На указанные коэффициенты необходимо умножать полученные при анализе конструкций расчетные значения усилий (I-ой группы предельных состояний) перед использованием указанных значений для подбора параметров сечения (армирования) соответствующих конструктивных элементов.

 

Вид конструктивного элемента   Коэффициент
Колонны   
1.1. Колонны определяющие прочность всего здания (колонны подвала) 2,0
1.2. Колонны при расчете на продольную силу 1,4
1.3. Колонны при расчете на совместное действие продольной силы и изгибающего момента 1,25 
Балки (Фермы)  
2.1. Балки поддерживающие кирпичные («висячие”) стены 1,6
2.2. Главные (и аналогичные им) балки (подстропильные фермы) 1,4
2. 3. Второстепенные балки (стропильные фермы) 1,25
2.4. Прогоны 1,1
Плиты  
3.1. Плиты работающие в одном направлении 1,25
3.2. Плиты работающие в двух направлениях 1,15
3.3. Консольные участки плит (балконы) 1,6

 

 

* * *

pgs.ag

Коэффициенты надежности по нагрузке γf

Согласно СП 20.13330.2011:

7.2 Коэффициенты надежности по нагрузке γf для веса строительных конструкций и грунтов приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Конструкции сооружений и вид грунтов Коэффициент надежности по нагрузке γf
Конструкции  
Металлические, за исключением случаев, указанных в 2.3* 1,05
Бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м3), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные 1,1
Бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м3 и менее), изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т. п.), выполняемые:  
в заводских условиях 1,2
на строительной площадке 1,3
Грунты  
В природном залегании 1,1
На строительной площадке 1,15
Примечание — При определении нагрузок от грунта следует учитывать нагрузки от складируемых материалов, оборудования и транспортных средств, передаваемые на грунт.

7.3 Для металлических конструкций, в которых усилия от собственного веса превышают 50% общих усилий, следует принимать  γf = 1,1.

7.4 При проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчет, принимая для веса конструкции или ее части коэффициент надежности по нагрузке γf = 0,9, если иное значение не указано в нормах проектирования этих конструкций.

Коэффициент надежности по нагрузке для веса оборудования

8.1.4 Коэффициент надежности по нагрузке γf для веса оборудования и материалов приведен в таблице 8.2.

Таблица 8.2

Оборудование и материалы Коэффициент надежности по нагрузке γf
Стационарное оборудование 1,05
Изоляция стационарного оборудования 1,2
Заполнители оборудования (в том числе резервуаров и трубопроводов):  
жидкости 1,0
суспензии, шламы, сыпучие тела 1,1
Погрузчики и электрокары (с грузом) 1,2
Складируемые материалы и изделия 1,2

stroit-prosto.ru

Коэффициенты надежности по нагрузке γf

Виды нагрузок

γf

Постоянные нагрузки

Вертикальная от веса всей толщи грунтов над тоннелем:

 

— в природном залегании

1,1

— насыпные

1,15

Вертикальная от горного давления при сводообразовании для грунтов:

 

— скальных

1,6

— глинистых

1,5

— песков и крупнообломочных

1,4

Вертикальная от давления грунта при вывалах

1,8

Горизонтальная от давления грунта

1,2 (0,7)

Гидростатическое давление

1,1 (0,9)

Собственный вес конструкций:

 

— сборных железобетонных

1,1 (0,9)

— монолитных бетонных

1,2 (0,8)

— металлических

1,05

— изоляционных, выравнивающих, отделочных слоев

1,3

Длительные нагрузки

 

Вес стационарного оборудования

1,05

Температурные климатические воздействия

1,1

Силы морозного пучения

1,5

Вертикальная нагрузка от мостовых и подвесных кранов

1,1

Воздействие усадки и ползучести бетона

1,1(0,9)

Примечание: Значения коэффициента надежности по нагрузке, указанные в скобках, принимают в случае, когда уменьшение нагрузки приводит к невыгодному загружению обделки

cities-blago. ru

Коэффициент надежности по нагрузке — это… Что такое Коэффициент надежности по нагрузке?

Коэффициент надежности по нагрузке – коэффициент, учитывающий в условиях нормальной эксплуатации сооружений возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную (большую или меньшую) сторону от нормативных значений;

[СНиП 2.01.07-85, СП 20.13330.2011]

Рубрика термина: Виды нагрузок на материалы

Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника, Автотранспорт, Акустические материалы, Акустические свойства, Арки, Арматура, Арматурное оборудование, Архитектура, Асбест, Аспирация, Асфальт, Балки, Без рубрики, Бетон, Бетонные и железобетонные, Блоки, Блоки оконные и дверные, Бревно, Брус, Ванты, Вентиляция, Весовое оборудование, Виброзащита, Вибротехника, Виды арматуры, Виды бетона, Виды вибрации, Виды испарений, Виды испытаний, Виды камней, Виды кирпича, Виды кладки, Виды контроля, Виды коррозии, Виды нагрузок на материалы, Виды полов, Виды стекла, Виды цемента, Водонапорное оборудование, Водоснабжение, вода, Вяжущие вещества, Герметики, Гидроизоляционное оборудование, Гидроизоляционные материалы, Гипс, Горное оборудование, Горные породы, Горючесть материалов, Гравий, Грузоподъемные механизмы, Грунтовки, ДВП, Деревообрабатывающее оборудование, Деревообработка, ДЕФЕКТЫ, Дефекты керамики, Дефекты краски, Дефекты стекла, Дефекты структуры бетона, Дефекты, деревообработка, Деформации материалов, Добавки, Добавки в бетон, Добавки к цементу, Дозаторы, Древесина, ДСП, ЖД транспорт, Заводы, Заводы, производства, цеха, Замазки, Заполнители для бетона, Защита бетона, Защита древесины, Защита от коррозии, Звукопоглащающий материал, Золы, Известь, Изделия деревянные, Изделия из стекла, Инструменты, Инструменты геодезия, Испытания бетона, Испытательное оборудование, Качество цемента, Качество, контроль, Керамика, Керамика и огнеупоры, Клеи, Клинкер, Колодцы, Колонны, Компрессорное оборудование, Конвеера, Конструкции ЖБИ, Конструкции металлические, Конструкции прочие, Коррозия материалов, Крановое оборудование, Краски, Лаки, Легкие бетоны, Легкие наполнители для бетона, Лестницы, Лотки, Мастики, Мельницы, Минералы, Монтажное оборудование, Мосты, Напыления, Обжиговое оборудование, Обои, Оборудование, Оборудование для производства бетона, Оборудование для производства вяжущие, Оборудование для производства керамики, Оборудование для производства стекла, Оборудование для производства цемента, Общие, Общие термины, Общие термины, бетон, Общие термины, деревообработка, Общие термины, оборудование, Общие, заводы, Общие, заполнители, Общие, качество, Общие, коррозия, Общие, краски, Общие, стекло, Огнезащита материалов, Огнеупоры, Опалубка, Освещение, Отделочные материалы, Отклонения при испытаниях, Отходы, Отходы производства, Панели, Паркет, Перемычки, Песок, Пигменты, Пиломатериал, Питатели, Пластификаторы для бетона, Пластифицирующие добавки, Плиты, Покрытия, Полимерное оборудование, Полимеры, Половое покрытие, Полы, Прессовое оборудование, Приборы, Приспособления, Прогоны, Проектирование, Производства, Противоморозные добавки, Противопожарное оборудование, Прочие, Прочие, бетон, Прочие, замазки, Прочие, краски, Прочие, оборудование, Разновидности древесины, Разрушения материалов, Раствор, Ригеля, Сваи, Сваизабивное оборудование, Сварка, Сварочное оборудование, Свойства, Свойства бетона, Свойства вяжущих веществ, Свойства горной породы, Свойства камней, Свойства материалов, Свойства цемента, Сейсмика, Склады, Скобяные изделия, Смеси сухие, Смолы, Стекло, Строительная химия, Строительные материалы, Суперпластификаторы, Сушильное оборудование, Сушка, Сушка, деревообработка, Сырье, Теория и расчет конструкций, Тепловое оборудование, Тепловые свойства материалов, Теплоизоляционные материалы, Теплоизоляционные свойства материалов, Термовлажносная обработка бетона, Техника безопасности, Технологии, Технологии бетонирования, Технологии керамики, Трубы, Фанера, Фермы, Фибра, Фундаменты, Фурнитура, Цемент, Цеха, Шлаки, Шлифовальное оборудование, Шпаклевки, Шпон, Штукатурное оборудование, Шум, Щебень, Экономика, Эмали, Эмульсии, Энергетическое оборудование

Источник: Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. — Калининград. Под редакцией Ложкина В.П.. 2015-2016.

construction_materials.academic.ru

СНиП 32-04-97 => Основные расчетные положения . Таблица 3. Коэффициенты надежности по нагрузке . 6 сооружение тоннелей . 7 постоянные…

Основные расчетные положения

5.19 Расчетные модели тоннельных обделок и внутренних подземных конструкций должны соответствовать условиям работы сооружений, технологии их возведения, учитывать характер взаимодействия элементов конструкций между собой и окружающим грунтом, отвечать различным расчетным ситуациям, включающим возможные для отдельных элементов или всего сооружения в целом неблагоприятные сочетания нагрузок и воздействий, которые могут действовать при строительстве и эксплуатации тоннеля.

5.20 Нагрузки и воздействия по продолжительности их действия на тоннельные конструкции следует подразделять согласно СНиП 2.01.07 на постоянные и временные (длительные, кратковременные и особые).

При этом следует различать:

а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных;

б) особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, некоторых кратковременных и одной из особых нагрузок.

5.21 К постоянным нагрузкам следует относить:

а) горное давление или вес насыпного грунта;

б) гидростатическое давление;

в) собственный вес конструкций;

г) вес зданий и сооружений, находящихся в зонах их воздействия на подземную конструкцию;

д) сохраняющиеся усилия от предварительного обжатия обделки.

5.22 К длительным нагрузкам и воздействиям следует относить: силы морозного пучения; вес стационарного оборудования; температурные климатические воздействия; воздействия усадки и ползучести бетона и другие, указанные в СНиП 2.01.07.

5.23 К кратковременным следует относить нагрузки и воздействия от внутритоннельного и наземного транспорта, а также нагрузки и воздействия в процессе сооружения тоннеля: от нагнетания раствора за обделку, от усилий, возникающих при подаче и монтаже элементов сборных тоннельных обделок, от веса и воздействия проходческого и другого строительного оборудования, воздействие водного потока и волновое воздействие на опускную секцию при транспортировке ее по воде и в процессе опускания, гидростатическое давление на свободный торец секции, сосредоточенную нагрузку от веса затонувшего судна (при условии судоходства по акватории), динамическую нагрузку от максимально возможного для данной акватории веса сбрасываемого корабельного якоря и др.

5.24 К особым нагрузкам следует относить сейсмические и взрывные воздействия, а также особые нагрузки, указанные в СНиП 2.01.07, которые могут иметь отношение к проектируемому тоннелю.

5.25 Расчетными моделями для определения внутренних усилий в обделке должны служить модели с заданной нагрузкой, основанные на положениях строительной механики, или модели, основанные на положениях механики сплошной среды. При расчетах на заданные нагрузки следует учитывать отпор грунтового массива, за исключением неустойчивых водонасыщенных грунтов.

5.26 Расчеты тоннельных обделок следует производить с учетом нелинейных деформационных свойств материалов конструкций и грунтов в соответствии с действующими строительными нормами, применяя метод последовательного загружения конструкции до предельного состояния. На первых стадиях проектирования допускается определение усилий в элементах конструкции на основе линейных зависимостей между напряжениями и деформациями.

5.27 Подземные несущие конструкции следует рассчитывать по предельным состояниям первой и второй групп (ГОСТ 27751).

5.28 Расчеты по предельным состояниям первой группы обязательны для всех конструкций и их следует производить на основные и особые сочетания нагрузок с использованием расчетных значений характеристик материалов, грунтов, нагрузок с учетом коэффициентов надежности и коэффициентов условий работы конструкций.

5.29 Расчеты по предельным состояниям второй группы следует производить на основные сочетания нагрузок с использованием нормативных их значений, нормативных значений характеристик материалов и грунтов и коэффициентов условий работы конструкций, предусматриваемых соответствующими нормами проектирования.

Примечание — Расчеты железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы допускается не производить, если практикой их применения или опытной проверкой установлено, что величина раскрытия трещин в них не превышает предельно допустимых величин и жесткость конструкций в стадии эксплуатации достаточна.

5.30 Нормативные нагрузки от горного давления следует назначать в зависимости от размеров выработки, глубины заложения тоннеля, физико-механических свойств и структурно-тектонических характеристик (в первую очередь, трещиноватости) массива, его обводненности, а также способов производства работ. При этом следует учитывать данные, полученные при строительстве тоннелей в аналогичных инженерно-геологических условиях.

Для предварительных расчетов обделок на заданные нагрузки вертикальные и горизонтальные нагрузки от горного давления в условиях сводообразования следует принимать от веса грунта, заключенного в пространстве, ограниченном контуром свода и плоскостями обрушения, а в грунтах, в которых сводообразование невозможно, — от давления всей толщи грунтов над тоннельным сооружением.

Для тоннелей, сооружаемых открытым способом, вертикальную нагрузку следует принимать от давления всей толщи грунтов над сооружением.

5.31 При реконструкции тоннеля с полной заменой обделки нормативную нагрузку от горного давления на тоннель необходимо увеличить в 1,3 раза.

5.32 Временные и особые нагрузки и воздействия следует принимать в соответствии с указаниями СНиП 2.01.07 и Свода правил по проектированию железнодорожных и автодорожных тоннелей или отмененного СНиП II-44-78 «Тоннели железнодорожные и автодорожные» в части, не противоречащей требованиям настоящих норм.

5.33 Коэффициент надежности по нагрузке следует принимать в соответствии с таблицей 3.

5.34 Коэффициент сочетаний нагрузок необходимо принимать в соответствии со СНиП 2.01.07.

5.35 Коэффициент надежности по ответственности надлежит принимать равным 1,0 как для сооружений I повышенного уровня ответственности.

5.36 Проверку прочности сечений бетонных и железобетонных элементов следует производить в соответствии со СНиП 2.03.01 с введением дополнительных коэффициентов условий работ учитывающих:

— отклонение принятой расчетной модели от реальных условий работы монолитной бетонной обделки= 0,9;

— отклонение фактической работы стыков сборной обделки от предусмотренных проектом = 0,9;

— понижение прочности бетона в обделках без наружной гидроизоляции на обводненных участках = 0,9

5.37 Нормативные и расчетные значения характеристик материалов следует принимать по нормам проектирования конструкций из соответствующих материалов.

 

Таблица 3

Коэффициенты надежности по нагрузке

 

Виды нагрузок

 

Постоянные нагрузки

 

 

Вертикальная от веса всей толщи грунтов над тоннелем:

 

 

в природном залегании

 

1,1

 

насыпные

 

1,15

 

Вертикальная от горного давления при сводообразовании для грунтов:

 

 

скальных

 

1,6

 

глинистых

 

1,5

 

песков и крупнообломочных

 

1,4

 

Вертикальная от давления грунта при вывалах

 

1,8

 

Горизонтальная от давления грунта

 

1,2 (0,7)

 

Гидростатическое давление

 

1,1 (0,9)

 

Собственный вес конструкций:

 

 

сборных железобетонных

 

1,1 (0,9)

 

монолитных бетонных

 

1,2 (0,8)

 

металлических

 

1,05

 

изоляционных, выравнивающих, отделочных слоев

 

1,3

 

Длительные нагрузки

 

 

Вес стационарного оборудования

 

1,05

 

Температурные климатические воздействия

 

1,1

 

Силы морозного пучения в грунтах

 

1,5

 

Вертикальная нагрузка от мостовых и подвесных кранов

 

 

1,1

 

Воздействие усадки и ползучести бетона

 

1,1 (0,9)

 

Примечание - Значения коэффициента надежности по нагрузке указанные в скобках, принимают в случае, когда уменьшение нагрузки приводит к более невыгодному загружению обделки.

 

 

5.38 Прочностные и деформационные характеристики грунтового массива надлежит определять на основании данных инженерно-геологических изысканий, натурных и лабораторных исследований с учетом указаний ГОСТ 20522, СНиП 2.02.01 и СНиП 11-02.

5.39 Величины прогибов железобетонных элементов сооружений, возводимых открытым способом, и рамп от воздействия постоянной и временной нагрузок не должны превышать:

— в элементах перекрытия 1/400 расчетной длины пролета или 1/250 расчетной длины консоли;

— в элементах стен 1/300 расчетной высоты;

— в элементах рамп 1/200 расчетной высоты.

5.40 В бетонных и железобетонных обделках, возводимых в обводненных грунтах без устройства гидроизоляции, образование трещин не допускается. В обводненных грунтах при наличии гибкой гидроизоляции или металлоизоляции допускается раскрытие трещин в обделках не более 0,2 мм. В железобетонных опускных секциях с металлоизоляцией допускается раскрытие трещин не более 0,15 мм.

5.41 Подводные тоннели должны быть предохранены от всплытия, при этом коэффициент устойчивости следует принимать не менее 1,2.

 

6 СООРУЖЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ

6.1 Сооружение тоннелей должно осуществляться по утвержденным проектам организации строительства и производства работ, разработанным в соответствии с требованиями СНиП 3.01.01. Проекты должны предусматривать механизацию основных наиболее трудоемких строительно-монтажных работ и содержать планы ликвидации возможных аварий. При необходимости в состав проекта отдельным разделом должна включаться автоматизированная система управления технологическим процессом строительства.

6.2 Забои подземных выработок должны быть обеспечены необходимыми видами энергии, вентиляцией, освещением, водоотводом или водоотливом, водопроводом, сигнализацией (в том числе аварийной), телефонной связью и средствами пожаротушения.

6.3 Раскрываемые в процессе сооружения выработки при необходимости должны надежно закрепляться временной крепью. Крепь устанавливается в соответствии с паспортом, утвержденным главным инженером строительства. Элементы временной деревянной крепи должны удаляться при укладке бетона или монтаже сборной обделки. Оставление их за обделкой допускается в случае защемления или возможности вывала грунта.

6.4 Разработку грунта буровзрывным способом следует осуществлять с соблюдением требований СНиП 3.02.03, «Единых правил безопасности при ведении взрывных работ» и «Технических условий по производству взрывных работ при строительстве тоннелей и метрополитенов» по составленному для каждого забоя паспорту, утвержденному главным инженером строительства. Буровзрывные работы для получения гладкой поверхности грунта в выработке следует производить с использованием метода контурного взрывания.

6.5 Работы по сооружению тоннелей в неустойчивых грунтах, связанные с искусственным закреплением грунтов, их замораживанием, понижением уровня грунтовых вод и другими специальными способами работ, должны выполняться в соответствии с правилами и требованиями, изложенными в СНиП 3. 02.01 и нормах транспортного строительства.

6.6 В подземных выработках, опасных по газу, следует применять для стационарных и передвижных установок электрооборудование в рудничном взрывобезопасном исполнении. Такие выработки должны переводиться на газовый режим, а работы в них должны осуществляться при условии разработки и выполнения специальных мероприятий, согласованных с органами Госгортехнадзора.

6.7 В процессе проходческих работ геологической службе подрядчика надлежит вести систематические наблюдения за соответствием фактических инженерно-геологических условий проектным данным в части устойчивости забоя, изменения мощности и состава напластований грунтов, их трещиноватости, крепости по буримости, притоку грунтовых вод.

Результаты наблюдений должны заноситься в журнал производства работ. Об отклонениях инженерно-геологических условий от проектных данных ставятся в известность проектные организации и заказчик.

6.8 В тоннелях, сооружаемых и эксплуатируемых в особо сложных условиях, — в зонах тектонических разломов с неустойчивыми водонасыщенными грунтами, на участках нестабилизирующегося горного давления и др. — следует предусматривать установку контрольно-измерительной аппаратуры для наблюдений (мониторинга) за состоянием обделки и окружающего тоннель грунта как в период строительства, так и в процессе эксплуатации тоннеля. Схему установки аппаратуры и результаты наблюдений, выполненных в период строительства, надлежит передавать заказчику вместе с исполнительной документацией.

6.9 В процессе строительства тоннелей должны осуществляться наблюдения за осадками сохраняемых зданий, сооружений, коммуникаций и других объектов, расположенных в зонах возможных деформаций земной поверхности.

6.10 Точность геометрических измерений, проводимых в процессе строительства, должна соответствовать ГОСТ 23616. Применяемые средства, методы измерений должны быть аттестованы Государственной или отраслевой метрологической службой. Погрешность и методы проверки точности измерений должны определяться проектом.

6.11 Суммарные величины отклонений внутренних размеров обделок от их проектного положения не должны нарушать габарита приближения строений.

6.12 При строительстве тоннелей следует выполнять производственный контроль, предусмотренный СНиП 3.01.01 и соблюдать основные требования операционного контроля качества СМР, приведенные в приложении В.

6.13 На каждом строительстве надлежит вести общий журнал работ по форме, предусмотренной СНиП 3.01.01, или горный журнал, а также журналы распоряжений, авторского надзора или группы сопровождения проекта, маркшейдерского контроля, маркшейдерских замеров выполненных работ, контроля по технике безопасности, а также по отдельным видам работ и работе отдельных механизмов.

Указания и предписания руководства строительной организации начальникам участков и сменному персоналу об остановке или возобновлении горных и других видов работ, исправлении некачественно выполненных работ, результатах маркшейдерского контроля, указания и предписания Госгортехнадзора, Госкомсанэпиднадзора и заказчика заносятся в общий журнал работ.

6.14 Все тоннели в период строительства и полной реконструкции должны обслуживаться профессиональными военизированными горно-спасательными частями.

6.15 Производимые при строительстве тоннелей работы должны выполняться с соблюдением правил техники безопасности, изложенных в СНиП III-4, противопожарных норм — в СНиП 21-01-97, требований пожарной безопасности — в ГОСТ 12.1.004, электробезопасности — в ГОСТ 12.1.013, нормативных документов органов надзора по приложению Б и других норм, утвержденных в установленном порядке.

 

7 ПОСТОЯННЫЕ УСТРОЙСТВА

Верхнее строение пути, проезжая часть

7.1 Верхнее строение пути в железнодорожных тоннелях должно соответствовать техническим характеристикам, принятым по нормам исполнительной власти в области железнодорожного транспорта для открытых участков линии железной дороги.

7.2 Конструкция верхнего строения пути должна обеспечивать возможность механизированного ремонта и содержания пути.

7.3 Балластная конструкция верхнего строения пути должна быть выполнена на щебеночном балласте, слой которого под шпалой в подрельсовых зонах должен иметь толщину не менее 0,35 м.

7.4 В местах сопряжения безбалластной конструкции пути в тоннеле с балластной на подходах к тоннелю должны укладываться участки переходного пути переменной жесткости на длине не менее 25 м с каждой стороны тоннеля.

7.5 В тоннелях следует укладывать бесстыковой рельсовый путь. Расположение стыков рельсовых плетей в пределах тоннеля длиной 300 м и менее не допускается.

7.6 В тоннелях длиной более 300 м конец плети бесстыкового пути должен выноситься за пределы тоннеля не меньше чем на 200 м.

7.7 Верхнее строение пути и другие постоянные устройства в тоннелях, сооружаемых на электрифицированных участках железных дорог с использованием постоянного тока, должны быть защищены от воздействия блуждающих токов.

7.8 В железнодорожных тоннелях необходимо устанавливать реперы, заделанные в обделку стен через каждые 20 м на прямых и через каждые 10 м на кривых участках пути, а также путевые сигнальные знаки, номера колец (для сборных обделок) и указатели прохода к нишам и камерам, пультам заградительной сигнализации и средствам связи.

7.9 На прямых участках пути однопутных тоннелей реперы следует располагать с правой (по счету километров) стороны пути, а на кривых участках — со стороны внутреннего рельса. В двухпутных тоннелях установку реперов необходимо предусматривать по обеим сторонам пути.

7.10 К стене тоннеля у каждого репера должна прикрепляться марка, на которой следует указывать номер репера, расстояние от него до внутренней грани ближнего рельса и возвышение над его головкой.

7.11 На каждом портале железнодорожных и автодорожных тоннелей необходимо иметь репер для нивелирования III класса.

7.12 В автодорожных тоннелях материалы и конструкции дорожной одежды должны соответствовать требованиям СНиП 2.05.02 для открытых участков автомобильных дорог, установленным для опасных условий движения. Дорожная одежда должна иметь деформационные швы в местах деформационных швов обделки тоннеля и на выходах у порталов.

 

Водоотводные и дренажные устройства

7.13 В тоннелях, сервисных штольнях и штольнях безопасности отвод воды от дренажных устройств, случайных протечек через обделку, а также от промывки тоннелей и пожаротушения следует осуществлять по закрытым лоткам или коллекторам.

7.14 При расположении тоннеля в грунтовой среде, подверженной суффозии, дренирование подземных вод не допускается.

7.15 Водоотводные лотки в тоннелях не должны проходить под рельсовыми путями или под проезжей частью.

7.16 Уклон дна лотков или коллекторов должен быть не менее 3+.

7.17 Лотки или коллекторы должны иметь смотровые колодцы с отстойной частью (отстойниками) объемом не менее 0,04 куб.м, располагаемые не реже чем через 40 м. Отстойники должны быть доступны для периодической очистки.

7.18 Для исключения распространения горящих нефтепродуктов по тоннелю смотровые колодцы не реже чем через 280 м должны иметь гидрозатворы (перепуски сифонного типа) с отстойниками объемом не менее 0,2 куб.м. Подобные затворы необходимо иметь и в местах сброса воды в сервисную штольню или штольню безопасности.

7.19 Необходимо обеспечивать отвод воды в сторону от тоннеля из припортальной выемки, расположенной с верховой стороны. При невозможности выполнения этого требования отвод воды следует осуществлять по сервисной штольне, а при ее отсутствии — по водоотводному лотку тоннеля. Расчетное сечение лотка в этих случаях должно назначаться с учетом объема водосбора выемки с вероятностью превышения 1:300 (0,33 %).

7.20 В систему водоотвода подводных тоннелей не должны поступать стоки от рамповых участков.

7.21 Расчетный уровень воды в лотке тоннеля должен быть ниже основания верхнего строения пути или дорожного покрытия, а в лотке сервисной штольни — не выше подошвы лотка тоннеля.

7.22 Поверхность припортальных зон горных тоннелей для улучшения стока воды должна быть спланирована с засыпкой ям, шурфов, скважин и других выработок недренирующим грунтом. В необходимых случаях должен быть устроен поверхностный водоотвод с сетью нагорных канав.

7.23 Для отвода поверхностных вод с лобового откоса за парапетом должен быть устроен водоотводный лоток.

7.24 Тоннели в пониженных местах трассы должны иметь водосборники и водоотливные установки, расположенные в отдельных помещениях. Водоотливные установки должны устраиваться также в нижних частях рамповых участков тоннелей.

7.25 Не должно допускаться замерзание воды в водоотводных устройствах, напорных трубопроводах, дренажных устройствах и водосборниках. При необходимости следует предусматривать их утепление и обогрев.

 

firenotes.ru

Коэффициенты надежности (по нагрузке, по материалу, по назначению и ответственности сооружения, условий работы)

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 30Следующая ⇒

 

Краткие сведения об основных показателях надежности.Теория надежности изучает процессы возникновения отказов объектов и способы борьбы с этими отказами. Надежностью называется свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Под объектом понимается конструктивная форма стальных конструкций, включающая стержневые конструкции и листовые. Стержневые конструкции включают в себя каркасы зданий, эстакады, мачты, башни, краны, путепроводы, мосты, опоры высоковольтных линий электропередач и т.п. К листовым конструкциям относятся кожухи доменных печей, бункера, силосы, резервуары, газгольдеры, трубопроводы больших диаметров (более 600 мм) и т.д.

Использование частных коэффициентов позволяет четко распределить научно – исследовательскую работу, направленную на совершенствование норм проектирования. Исследование какого – либо фактора проводится независимо от исследований остальных факторов, влияющих на надежность конструкций. Результатом исследования являются процедуры выбора нормативных значений исходных величин и значений частных коэффициентов, соответствующих лишь этому фактору. Однако, для этого в нормах проектирования должна использоваться полная система частных коэффициентов [В.А. Отставнов, А.Ф. Смирнов, В.Д. Райзер, Ю.Д. Сухов. Учет ответственности зданий и сооружений в нормах проектирования строительных конструкций. – Строит. механика и расчет соооружений, 1981, №1, с.11-14.]

Коэффициент надежности по материалу ( ) учитывает возможные неблагоприятные отклонения значений какой либо характеристики материала (в частности прочности) от ее нормативного значения. На этот коэффициент делятся нормативные значения характеристики для получения ее расчетного значения. Значение коэффициента надежности по материалу, как и нормативные значения соответствующих характеристик, устанавливают специалисты в области использования материалов в строительных конструкциях, исследуя свойства материалов, условия их производства и анализ статистических данных о характеристиках.

Коэффициент надежности по нагрузке (gf) учитывает возможные неблагоприятные отклонения значения воздействия от его нормативного значения. На этот коэффициент умножается нормативное значение воздействия для получения его расчетного значения. Значения этих коэффициентов, как и нормативные значения воздействий, устанавливают специалисты в области воздействий, исследуя природу воздействий и анализируя статистические данные о них.

Коэффициент ответственности ( ) учитывает ответственность сооружения и влияние на требуемый уровень надежности. Этот коэффициент вводится в главное неравенство (1.1), которое является основным требованием метода предельных состояний (частных коэффициентов), т.е. требованием, заключающимся в том, что усилие в элементе конструкции или расчетная нагрузка на всю конструкцию, полученная с учетом всех остальных частных коэффициентов (левая часть неравенства 1.1), были бы не больше несущей способности элемента или конструкции, которая также получена с учетом соответствующих частных коэффициентов (правая часть неравенства 1.1). На этот коэффициент можно либо умножать левую часть неравенства, либо делить его правую часть. Таким образом, он является обобщающим коэффициентом. Его значения в принципе должны устанавливать специалисты в области надежности строительных конструкций из решения оптимизационной задачи. Эта задача еще не решена до конца и значения коэффициента ответственности частично переложены на другие частные коэффициенты gf, gm, gc, что нарушает необходимую строгость и четкость норм проектирования, затрудняет понимание их содержания, затрудняет их использование, а конструкции различного назначения, используемые в сооружениях различной ответственности, проектируются по одним и тем же правилам.

Коэффициент условий работы первого вида (gc) отражает факторы, которые для упрощения расчетной модели не учитываются прямым путем. Он может вводиться в расчет для упрощенного приближенного учета ползучести, пластических свойств материала, влияния податливости опор и в любых других случаях упрощения статических и динамических расчетов (так называемые коэффициенты свободной длины, коэффициенты динамики и т.п.). Коэффициенты условий работы устанавливают специалисты в области расчета строительных конструкций, обобщая теоретические исследования или обрабатывая результаты экспериментальных исследований.

Коэффициент условий работы второго вида учитывает факторы, которые еще не имеют приемлемого аналитического описания, такие как влияние коррозии, агрессии среды, биологического воздействия и т.п. Значения коэффициентов условия работы второго вида устанавливают по результатам исследований реальных условий, в которых находится конструкция в процессе эксплуатации, влияния этих условий на несущую способность конструкции и сравнения реальных условий с принятыми в нормативном документе.

В соответствии с изложенным, условие расчета (1.1) приобретает вид

N= . (1.2)

Разделив неравенство (1.2) на геометрический фактор S, получим

, (1.3)

где Ryn — нормативный предел текучести;

— напряжение от нормативной нагрузки.

Выделив в выражении напряжение от какой — либо преобладающей (например, наибольшей полезной) нагрузки, получим

(1.4)

Откуда, назвав выражение в скобках приведенным коэффициентом надежности по нагрузке 1, найдем

, (1.5)

или

, (1.33)

где величина gf1gmgn/gc является коэффициентом запаса для напряжений по отношению к нормативному пределу текучести .

 

Таким образом, этот коэффициент имеет различные значения не только для разных элементов конструкций, но и для разных нагрузок.

Если для всех нагрузок принять одинаковые коэффициенты надежности по нагрузке и равными , то можно записать

; (1.6)

в этом случае расчетное напряжение от нормативной нагрузки выразится

. (1.7)

Величина gmgngf/gc=K представляет собой общий, одинаковый для всех нагрузок коэффициент запаса; частное от деления нормативного предела текучести на общий коэффициент запаса называется допускаемым напряжением [s] и, следовательно:

s=Ryngc/gmgngf=Ryn/K=[s]. (1.8)

 

Таким образом, метод расчета по допускаемым напряжениям есть частный случай метода расчета по предельному состоянию, когда все коэффициенты надежности по нагрузке приняты одинаковыми. В данной трактовке допускаемое напряжение является одинаковым для всех рассчитываемых элементов, имеющих одинаковый коэффициент условий работы gc и коэффициент надежности gn. Тогда допускаемое напряжение будет одинаковым для всех элементов конструкции, и формула расчета примет вид

. (1.9)

Сравнивая ее с формулой расчета по первому предельному состоянию (см. формулу 1.2)

, (1.10)

видим, что она отличается только тем, что коэффициенты надежности по нагрузке в ней приняты равными единице, а вместо расчетного сопротивления стали по пределу текучести поставлено допускаемое напряжение.

Отсюда следует, что приемы расчета по первому предельному состоянию и по допускаемым напряжениям одинаковы; нужно только при расчете по предельному состоянию нагрузки принимать со своими коэффициентами надежности по нагрузке, а при расчете по допускаемым напряжениям — без коэффициентов надежности по нагрузке; за предельное напряжение при расчете по предельному состоянию нужно принимать расчетное сопротивление материала по пределу текучести , а при расчете по допускаемым напряжениям — допускаемое напряжение [ ].

Итак, в методе расчета по первой группе предельного состояния общий и неизменный для всех нагрузок коэффициент запаса заменяется четырьмя коэффициентами, gf, gm, gn, gc, которые в своих сочетаниях дают различные значения переменного коэффициента запаса прочности.

Метод расчета по допускаемым напряжениям не учитывает того обстоятельства, что каждой нагрузке присущ свой коэффициент надежности по нагрузке и что опасность работы конструкции зависит не только от значений нагрузок, но и от их сочетаний и возможных их изменений.

Допускаемое напряжение по существу ограничивает область нормальной эксплуатации сооружения. Таким образом, метод допускаемых напряжений не учитывает, работу сооружения за этой областью (перед прекращением эксплуатации), по существу наиболее интересную и опасную. В этом недостаток метода допускаемых напряжений, который не может давать равнопрочного сооружения при длительной эксплуатации.

Метод расчета по предельным состояниям учитывает указанные обстоятельства, близок к фактической работе сооружения, но требует введения дополнительных частных коэффициентов при оценке работоспособности стальных конструкций в процессе их длительной эксплуатации, при реконструкции и т.д.

©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.

arhivinfo.ru

Классификация нагрузок и их сочетаний — МегаЛекции


МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ (2 листа)

1. Предельные состояния и основы расчета. Классификация нагрузок и сочетание нагрузок.

Предельным называется состояние конструкции, при котором она перестает удовлетворять эксплуатационным требованиям. В соответствии с характером требований, предъявляемых к конструкции, различают первое и второе предельное состояния. Существует множество причин приводящих конструкцию в предельное состояние. Поэтому в нормах проектирования они фигурируют как группы предельных состояний.

Первая группа включает в себя потери несущей способности и полную непригодность конструкции к эксплуатации вследствие потери устойчивости, разрушения металла, качественного изменения конфигурации, чрезмерного развития пластических деформаций.

Вторая группа предельных состояний характеризуется затруднением нормальной эксплуатации сооружений или снижением долговечности вследствие появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок опор, углов поворота, колебаний, трещин и т.п.).

Расчетные формулы для подбора сечений и проверки несущей способности конструкции по первому предельному состоянию исходят из основного неравенства

N ≤S (2.1)

где N – предельное наибольшее усилие в конструкции, вызываемое внешними воздействиями;

S – предельная несущая способность конструкции, зависящая от прочности материала, размеров поперечного сечения и условий работы конструкции.

В течение всего срока эксплуатации конструкции внешние воздействия могут меняться. Наибольшие их величины встречаются достаточно редко, поэтому наибольшие нагрузки предусмотрены нормативными документами. В

соответствии с этим в нормах проектирования различают расчетные величины воздействия F и нормативные Fn , которые связаны между собой коэффициентом надежности по нагрузке γ f , т.е. F = Fn ⋅ γ f .

Нормативные нагрузки определяются по СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия”.

Для определения расчетной нагрузки задаются обеспеченностью W (F0 ) = 0,999 , т.е. допускается всего 0,1% случаев превышения этой нагрузки за весь период эксплуатации сооружения. Задавая достаточно высокую обеспеченность расчетной нагрузки, определяют ее значение, а следовательно, коэффициент надежности по нагрузке γ f = F/ Fn


Обычно на конструкции действует одновременно несколько видов нагрузок. Поэтому и суммарное воздействие всех расчетных нагрузок должно иметь статистическую изменчивость. Чем больше одновременно действующих нагрузок учитывается в расчете, тем меньше вероятность превышения их максимального суммарного воздействия.

В методике предельных состояний это учитывается коэффициентом сочетаний ψ ≤ 1 , на который следует умножать каждую из суммируемых нагрузок. Согласно СНиП 2.01.07-85 значения коэффициентов сочетаний колеблются от 1 до 0,6 и менее для особых случаев.

Для таких сооружений как атомные электростанции, телевизионные башни, крытые спортивные и другие сооружения, имеющие особо важное значение (класс 1) вводится коэффициент надежности по ответственности γ n , который задается в пределах 0,95 до 1,2 для сооружений первого класса, для второго класса 0,95, для прочих 0,8 — 0,95.

Тогда левую часть неравенства (2.1) можно записать

m

N = γ n ∑ Fniγ fiψ iα i ≤ АRn γ c / γ m =S (2.2)

i −1

где α i — число влияния, т.е. усилие в конструктивном элементе от единичной внешней нагрузки;

m — число нагрузок, учитываемых одновременно в работе конструкции.

Правая часть неравенства (2.1) выражает предельную несущую способность конструкции, зависящую от сопротивляемости материалов внешним воздействиям (нагрузкам).

Кроме того, в расчет вводятся понятия нормативного сопротивления материала Rn и расчетного сопротивления R , которые связаны между собой коэффициентом надежности по материалу γ m соотношением R = Rnm .

Нормативное сопротивление регламентируется СНиПом II-23-81* и соответствующими ГОСТами.

Классификация нагрузок и их сочетаний

При методике предельных состояний все нагрузки классифицированы в зависимости от вероятности их воздействия на нормативные и расчетные.

По признаку воздействия нагрузки разделяются на постоянные и временные. Последние могут быть длительного и кратковременного воздействия.

Кроме того, есть нагрузки, которые выделяются в разряд особых нагрузок и воздействий.

Постоянные нагрузки – собственный вес несущих и ограждающих конструкций, давление грунта, предварительное напряжение.

Временные длительные нагрузки – вес стационарного технологического оборудования, вес складируемых материалов в хранилищах, давление газов, жидкостей и сыпучих материалов в емкостях и т.д.

Кратковременные нагрузки – нормативные нагрузки от снега, ветра, подвижного подъемно-транспортного оборудования, массы людей, животных и т.п.

Особые нагрузки – сейсмические воздействия, взрывные воздействия. Нагрузки, возникающие в процессе монтажа конструкций. Нагрузки, связанные с поломкой технологического оборудования, воздействия, связанные с деформациями основания в связи с изменениями структуры грунта (просадочные грунты, осадка грунтов в карстовых районах и над подземными выработками).

Существует иногда термин “полезная нагрузка”. Полезной называют нагрузки, восприятие которых составляет цельное назначение сооружений, например, вес людей для пешеходного моста. Они бывают как временными, так

и постоянным, например, вес монументального выставочного сооружения является постоянной нагрузкой для постамента. Для фундамента вес всех вышележащих конструкций также представляет полезную нагрузку.

При действии на конструкцию нескольких видов нагрузок усилия в ней определяются как при самых неблагоприятных сочетаниях с использованием коэффициентов сочетаний ψ .

В СНиПе 2.01.07-85 “ Нагрузки и воздействия” различают: основные сочетания, состоящие из постоянных и временных нагрузок; особые сочетания, состоящие из постоянных, временных и одной из особых нагрузок.

При основном сочетании, включающем одну временную нагрузку, коэффициент сочетаний ψ = 1 . При большем числе временных нагрузок, последние умножаются на коэффициент сочетаний ψ < 1 .

В особых сочетаниях временные нагрузки учитываются с коэффициентом сочетаний ψ < 1 , а особая нагрузка — с коэффициентом ψ = 1 . Во всех видах сочетаний постоянная нагрузка имеет коэффициент ψ = 1 .



Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Сочетания нагрузок

Строительство Сочетания нагрузок

просмотров — 695

Нагрузки действуют, как правило, не отдельно, а в сочетании друг с другом. Различают:

· основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;

· особое сочетание нагрузок, состоящее из постоянных, длительных, возможных кратковременных и одной из особых нагрузок.

При основном сочетании, если принята одна кратковременная нагрузка, она принимается без уменьшения, если приняты две и более, они домножаются на коэффициент 0,9, а длительные нагрузки на коэффициент 0,95.

При особом сочетании кратковременные нагрузки принимаются с коэффициентом 0,8, особые – без снижения, длительные – с коэффициентом 0,95.

Единицы измерения, используемые при расчетах строительных конструкций, определяются СН 528-80 «Перечень единиц физических величин, подлежащих к применению в строительстве»

Величина Обозначение Единица измерения
Масса m кг (килограмм)
Объем V м3
Плотность материала ρ кг/м3
Удельный вес γ Н/м3, кН/м3
Нормативная сосредоточенная нагрузка, сила Nn=m q
Nn= γ V
Н, кН
Напряжение, давление, распределœенная по площади нагрузка σ = N/A
ρ = N/A
Па, кПа, МПа
Нагрузка, распределœенная по длинœе (погонная нагрузка) q = N/l Н/м, кН/м

Зная плотность материала, можно определить его удельный вес:

γ = ρ g , Н/м3

g – ускорение свободного падения g =9,81 м/с2 (допускается 10).

Для ориентировки следует знать: 1кПа = 1кН/м2 ; 1МПа = 1000кПа = 1000кн/м2 = 0,1кн/см2;

К примеру: Плотность желœезобетона ρ= 2500 кг/м3. Определить удельный вес желœезобетона

γ = ρ g = 2500 . 10 = 25000 Н/м3 = 25 кН/м3

Задача. Определить нагрузку от собственного веса желœезобетонной колонны сечением b x h =300 x 300 и высотой l = 4,5 м

Решение

Находим объем колонны V = b h l =0,3 .0,3 . 4,5 = 0,405 м3

Принимая удельный вес из предыдущего примера, находим нормативную нагрузку от собственного веса колонны

Nn= γ V = 25 . 0,405 = 10,125 кН

Определяем расчетную нагрузку от собственного веса колонны, принимая коэффициент надежности по нагрузке ( табл.1 СНиП)

N = Nnγf = 10,125 . 1,1 = 11,138 кН

Нагрузку от собственного веса сборных ж/б конструкций можно определить, пользуясь массами этих конструкций, которые указаны в каталогах. Для конструкций, выполняемых из стального проката͵ масса приводится в сортаменте.

Пример. Масса ж/б балки 1,5 т. Определить нагрузку от собственного веса.

Нормативная нагрузка Nn=m q= 1,5 . 10 = 15 кН (если вместо тонн подставить килограммы, то получим ньютоны)

Расчетная нагрузка N = Nnγf = 15 . 1,1 = 16,5.

Задача. Определить нагрузку от собственного веса равнополочного уголка 50 х50 х 5 длиной 5,0 м.

В соответствии с сортаментом уголков масса 1 п.м. длины равна 3,77 кг/м. Нормативная нагрузка от уголка

Nn=m q =3,77 . 10 . 5,0 = 188,5 Н = 0,1885 кН

Расчетная нагрузка N = Nnγf = 0,1885 . 1,05 = 0,198 кН

При определœении нагрузок от часто встречающихся стандартных плит перекрытия нормативная нагрузка, приходящаяся на м2, определяется заранее и выписывается в таблицу, так же поступают с рулонными и листовыми материалами.

Временные нагрузки на перекрытия зданий принимаются по табл.3 СНиПа, где приводятся полные и пониженные значения нагрузки. Пониженное значение соответствует длительной части временной нагрузки.

Пример. Определить временную нагрузку на перекрытие квартир жилых зданий.

Решение

1. Выписываем из табл.3 СНиП нормативные значения временных нагрузок. Полное нормативное значение соответствует кратковременной нагрузке на перекрытие квартиры рп = 1,5 кПа, пониженное значение = 0,3 кПа – длительная часть временной нагрузки.

2. Расчетное значение временных нагрузок

р=рп γf=1,5 . 1,3 = 1,95 кПа — полное

рiпi γf= 0,3 . 1,3 = 0,39 кПа – пониженное

При определœении нагрузок на 1м2 от конструкций, расположенных с определœенным шагом, крайне важно нагрузки от собственного веса одного погонного метра конструкции разделить на шаг конструкции.

Пример. Определить нагрузку на 1м2от веса деревянных лаг, расположенных с шагом а=0,4м. Сечение лаг 50х50, плотность древесины р=500 кГ/м3

Решение

1. Определяем удельный вес древесины

γ = ρ g = 500 . 10 = 5000 Н/м3 = 5 кН/м3

2.Находим нормативную нагрузку на 1м2 от веса лаг

qn =bhγ/a = 0,05.0,05.5,0/0,4 = 0,031кПа

3. Определяем расчетную нагрузку на 1м2

q = qn γf=0,031. 1,1 = 0,034 кПа

Сбор нагрузок обычно выполняется последовательно сверху вниз. После определœения нагрузок на 1м2 нагрузки собираются на рассчитываемый элемент (конструкцию). Нагрузка на рассчитываемый элемент передается с площади, которая принято называть грузовой (Агр).

qn (кН/м2)= t (м) х ρ (кН/м3)

Задание 1. Выполнить сбор нормативных и расчетных нагрузок на

2 покрытий следующих составов:

1. Защитный слой из гравия, втопленного в битум -15мм

3 слоя рубероида

керамзит – 40мм

пароизоляция – 1слой толя

ж/б ребристая плита 3х 6 м

1 район по снеговому покрову

2. 4 слоя рубероида

Асфальтобетон литой – 20мм

Плиты из ячеистого бетона 100мм

Пароизоляция — 0,02 кН/м2

ж/б многопустотная плита 220 мм

III район по снеговому покрову

3. Защитный слой гравия 12мм

4 слоя рубероида

Цементно-песчаная стяжка 15мм

Плиты из керамзитобетона 70мм

1 слой рубероида

ж/б многопустотная плита покрытия 220мм

II район по снеговому покрову

4. 3 слоя рубероида на битумной мастике

Литой асфальтобетон 30мм

Гранулированный шлак 60мм

ж/б ребристая плита 1,5 х 12 м

IV район по снеговому покрову

5. Защитный слой из мраморной крошки 10мм

4 слоя рубероида на мастике

Цементно-песчаная стяжка 20 мм

Шлакобетон 35мм

1 слой пергамина на мастике

ж/б плоская плита 100 мм

III район по снеговому покрову

6. Гравий, втопленный в битум 10мм

Трехслойный рубероидный ковер

Цементно-песчаная стяжка 30мм

Керамзит 200мм

Пароизоляция ( 0,03 кН/м2)

Пустотная плита ПК (3,2кН/м2 = 3,2 кПа)

II район по снеговому покрову

7. Керамочерепица 25мм

Обрешётка 50*50 мм с шагом 0,4 м

Контробрешётка 40*50 мм по стропилам с шагом 0,6 м

Пароизоляция

Стропила ρ=600 кг/м3, h=150 мм b=50 мм, шаг= 0,6 м

Утеплитель Урса 150мм

Обрешётка под гипсоплиту 25*50 мм с шагом 0,4 м

Гипсоплита 10мм

II район по снеговому покрову

8. Металлочерепица 0,5 мм ρ=7850 кг/м3

Обрешётка b=100 мм, h=25 мм ρ=600 кг/м3, шаг=0,4 м

Контробрешётка b=50 мм, h=30 мм ρ=600 кг/м3, шаг=0,8 м

Гидроизоляция

Стропила ρ=600 кг/м3, h=200 мм b=75 мм, шаг= 0,8 м

Минœераловатная плита ρ=120 кг/м3 h=180 мм

Пароизоляция

Гипсокартон 10мм

III район по снеговому покрову

9. Керамочерепица 30мм

ОСП 10мм

Контробрешётка 40*50 мм по стропилам с шагом 0,6 м

Пароизоляция

Стропила ρ=600 кг/м3, h=150 мм b=50 мм, шаг= 0,6 м

Утеплитель Урса 150мм

Обрешётка под гипсоплиту 40*50 мм с шагом 0,5 м

Гипсоплита 12 мм

IV район по снеговому покрову

10. Металлочерепица 0,5 мм ρ=7850 кг/м3

Обрешётка b=75 мм, h=25 мм ρ=600 кг/м3, шаг=0,4 м

Контробрешётка b=50 мм, h=30 мм ρ=600 кг/м3, шаг=0,6 м

Гидроизоляция

Стропила ρ=600 кг/м3, h=175 мм b=50мм, шаг= 0,6 м

Минœераловатная плита ρ=120 кг/м3 h=150 мм

Пароизоляция

Гипсокартон 12мм

IV район по снеговому покрову

Задание 2. Выполнить сбор нормативных и расчетных нагрузок на

2 перекрытий следующих составов:

Варианты: 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31

Паркет ламинир. 12мм
Гидроизоляционная прослойка
Цем.-песч. стяжка 30мм
Утеплитель «Пеноплекс» 100мм
Монолитная плита 120мм

Варианты: 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32

Ламинат 10 мм
Прослойка из мастики
Гидроизоляционная прослойка
Цем.-песч. стяжка 40мм
Утеплитель «Пеноплекс» 100мм
Монолитная плита 160 мм

Варианты: 3, 8, 13, 18, 23, 28

Линолеум 4мм
ДСП 16 мм
Пароизоляция
Цементно-песчаная стяжка 30мм
Гидроизоляция
Плита перекрытия пустотная

Варианты: 4, 9, 14, 19, 24, 29

Линолиум 5 мм
Фанера 12 мм
Пароизоляция
Цементно-песчаная стяжка 40 мм
Гидроизоляция
Плита перекрытия пустотная

Варианты: 5, 10, 15, 20, 25, 30

Паркет ламинированный 12мм
Гидроизоляционная прослойка
Цем.-песч. стяжка 20мм
Утеплитель «Урса» 150мм, плотность 50 кг/м3
Монолитная плита 140мм
№пп Материалы или изделия плотность (ρ), кг/м3
Асфальто бетонная смесь
Бетон тяжелый
Бетон легкий

Гранит в плитах
Гравий
Гравий керамзитовый

Камни облицовочные: керамические
шлакобетонные, бетонные
известковые


Кирпич глиняный и силикатный полнотелый
Пенобетон, газосиликат
Песок строительный
Раствор строительный: известковый
пескоцементный

Цемент насыпной
Щебень гранитный
Глина обыкновенная
Древесина: мягких пород (сосна, ель, липа)
твердых пород (дуб, береза, бук)
500-600
Войлок строительный
Вата минœеральная
Гипсоволокнистые плиты
Гипс строительный
Грунт растительный
ДВП
ДСП, ОСП
Фанера клееная 650-750
Линолеум на мастике
Ламинат
Паркет
Мусор строительный

Задание 3.Произвести сбор нагрузок на низ колонны сечением

380 х380 в осях Б-2. Здание двухэтажное. Пол первого этажа выполнен по грунту. Район строительства Калининград

(2 снеговой).

1-1

1. Собираем нагрузки на 1м2 покрытия (включая снеговую)

2. Собираем нагрузки на 1 м2перекрытия (постоянные и временные)

3. Определяем нагрузку от кирпичной колонны для чего:

· Находим высоту колонны по разрезу здания

Н = 6,9 +0,35 = 7,25м

· Находим нормативную нагрузку

Nnc = bc hc H γ = 0,38 . 0,38 . 7,25 . 18 = 18, 84 кН

γ — удельный вес кирпича 18 кн/м3

· Расчетная нагрузка Nc = Nnc γf = 18,84 . 1,1 =20,72 кн

4. Определяем нагрузку от веса ж/б балок

· Принимаем сечение балок b h = 200 x 400 mm, длина балки 4,5 м

· Находим нормативную нагрузку

Nnбалки = b h l γбетона = 0,2 . 0,4 . 4,5 . 25 = 9, 0 кН

γбетона — удельный вес бетона 25 кн/м3

· Расчетная нагрузка Nбалки = Nnбалки γf = 9,0. 1,1 =9,9 кн (всœего на колонну передается нагрузка от одной балки покрытия и одной балки перекрытия)

· Собираем нагрузку на низ колонны

5. Собираем нагрузку на низ колонны (верхний обрез фундамента)

Nn = qnпокрытия Агр + qnперекрытия Агр+ 2 . Nnбалки + Nnс

N = qпокрытия Агр + qперекрытия Агр+ 2 . Nбалки + Nс

При расчетах конструкций крайне важно помнить, что расчетные нагрузки крайне важно умножать на коэффициент надежности по ответственности γп = 0,95 (для большинства жилых и общественных зданий)

Литература: В.И. Сетков «Строительные конструкции»,М.,

ИНФРА-М,2009, с. 54-64

Читайте также

  • — Сочетания нагрузок

    На реальную конструкцию обычно действует несколько нагрузок одновременно, при этом вероятность того, что все они будут иметь максимальные значения, мало вероятна. Поэтому при расчете рассматриваются сочетания нагрузок, в которых каждая из нагрузок включается со своим… [читать подробенее]

  • — Основные сочетания нагрузок

    1а – включает все постоянные + длительные + одну кратковременную нагрузки. Все нагрузки принимают с коэффициентом сочетаний ;

    1б – включает все постоянные + длительно действующие + две или более кратковременные нагрузки. Нагрузки принимают с коэффициентами сочетаний… [читать подробенее]

  • — Сочетания нагрузок

    Нагрузки действуют, как правило, не отдельно, а в сочетании друг с другом. Различают:
    · основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;
    · особое сочетание нагрузок, состоящее из постоянных, длительных, возможных… [читать подробенее]

  • расчетных комбинаций нагрузок | Структурный мир