Чем расчетная нагрузка отличается от нормативной
Перейти к содержимому

Чем расчетная нагрузка отличается от нормативной

  • автор:

Чем расчетная нагрузка отличается от нормативной

В зависимости от продолжительности действия нагрузки делят на постоянные и временные. Временные нагрузки, в свою очередь, подразделяют на длительные, кратковременные, особые.
Постоянными являются нагрузки от веса несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений, массы и давления грунтов, воздействия предварительного напряжения железобетонных конструкций.
Длительными являются нагрузки от веса стационарного оборудования на перекрытиях — станков, аппаратов, двигателей, емкостей и т. п.; давление газов, жидкостей, сыпучих тел в емкостях; нагрузки в складских помещениях, холодильниках, архивах библиотеках и подобных зданиях и сооружениях; установленная нормами часть временной нагрузки в жилых домах, служебных и бытовых помещениях; длительные температурные технологические воздействия от стационарного оборудования; нагрузки от одного подвесного или одного мостового крана, умноженные на коэффициенты: 0,5 для кранов среднего режима работы и на 0,7 для кранов тяжелого режима работы; снеговые нагрузки для III—IV климатических районов с коэффициентами 0,3— 0,6. Указанные значения крановых, некоторых временных и снеговых нагрузок составляют часть полного их значения и вводятся в расчет при учете длительности действия нагрузок этих видов на перемещения, деформации, образование трещин. Полные значения этих нагрузок относятся к кратковременным.
Кратковременными являются нагрузки от веса людей, деталей, материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования — проходах и других свободных от оборудования участках; часть нагрузки на перекрытиях жилых и общественных зданий; нагрузки, возникающие при изготовлении, перевозке и монтаже элементов конструкций; нагрузки от подвесных и мостовых кранов, используемых при возведении или эксплуатации зданий и сооружений; снеговые и ветровые нагрузки; температурные климатические воздействия.
К особым нагрузкам относятся: сейсмические и взрывные воздействия; нагрузки, вызываемые неисправностью или поломкой оборудования и резким нарушением технологического процесса (например, при резком повышении или понижении температуры и т. п.); воздействия неравномерных деформаций основания, сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта (например, деформации просадочных грунтов при замачивании или вечномерзлых грунтов при оттаивании), и др. Нормативные нагрузки устанавливаются нормами по заранее заданной вероятности превышения средних значений или по номинальным значениям. Нормативные постоянные нагрузки принимаются по проектным значениям геометрических и конструктивных параметров и по средним значениям плотности. Нормативные временные технологические и монтажные нагрузки устанавливаются по» наибольшим значениям, предусмотренным для нормальной эксплуатации; снеговые и ветровые — по средним из ежегодных неблагоприятных значений или по неблагоприятным значениям, соответствующим определенному среднему периоду их повторений.
Расчетные нагрузки для расчета конструкций на прочность и устойчивость определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке у;, обычно больший единицы, например g=gnyf. Коэффициент надежности от веса бетонных и железобетонных конструкций Yf = M; от веса конструкций из бетонов на легких заполнителях (со средней плотностью 1800 кг/м3 и менее) и различных стяжек, засыпок, утеплителей, выполняемых в заводских условиях, Yf = l,2, на монтаже yf = l,3; от различных временных нагрузок в зависимости от их значения f = l, 2. 1,4. Коэффициент перегрузки от веса конструкций при расчете на устойчивость положения против всплытия, опрокидывания и скольжения, а также в других случаях, когда уменьшение массы ухудшает условия работы конструкции, принят Yf = 0,9. При расчете конструкций на стадии возведения расчетные кратковременные нагрузки умножают на коэффициент 0,8.
Конструкции должны быть рассчитаны на различные сочетания нагрузок или соответствующие им усилия, если расчет ведется по неупругой схеме. В зависимости от состава учитываемых нагрузок различают: основные сочетания, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок илн усилий от ннх; особые сочетания, состоящие из постоянных, длительных, возможных кратковременных и одной из особых нагрузок или усилий от них.
Рассматриваются две группы основных сочетаний нагрузок. При расчете конструкций на основные сочетания первой группы учитываются нагрузки постоянные, длительные и одна кратковременная; прн расчете конструкций на основные сочетания второй группы учитываются нагрузки постоянные, длительные и две (или более) кратковременные; при этом значения кратковременных нагрузок или соответствующих им усилий должны умножаться на коэффициент сочетаний, равный 0,9.
При расчете конструкций на особые сочетания значения кратковременных нагрузок или соответствующих им усилий должны умножаться на коэффициент сочетаний, равный 0,8, кроме случаев, оговоренных в нормах проектирования зданий и сооружений в сейсмических районах.
Нормами допускается снижать временные нагрузки при расчете балок и ригелей в зависимости от площади загружаемого перекрытия.

Нормативные и расчетные нагрузки

Все нагрузки в той или иной степени случайны и при математическом описании могут быть представлены в виде случайных величин (например, собственный вес конструкций) или случайных функций времени (например, ветер). Однако при расчете конструкций по предельным состояниям мы принимаем детерминированные значения нагрузок. Поэтому для обеспечения необходимого уровня надежности при расчете конструкций по первой группе предельных состояний следует принимать максимальные значения нагрузок с высокой степенью обеспеченности. При расчете по второй группе предельных состояний, т.е. в условиях нормальной эксплуатации, обеспеченность может быть ниже.

Основные положения по расчету устанавливают два значения нагрузок: нормативные и расчетные.

Нагрузки, отвечающие условиям нормальной эксплуатации, называют нормативными. Их величину устанавливают в нормах проектирования, оговаривают в техническом задании или определяют по проектным значениям геометрических параметров оборудования или конструкций.

Возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную (большую пли меньшую) сторону от их нормативных значений как вследствие естественной изменчивости нагрузок, так и отступлений от условий нормальной эксплуатации учитывается коэффициентом надежности по нагрузке γƒ . Значение этого коэффициента зависит от характера нагрузки и степени ее изменчивости.

Значения коэффициентов надежности но нагрузке определяют на основании статистической обработки результатов наблюдений, экспериментальных исследований или устанавливают на основании опыта проектирования.

Умножая нормативные значения нагрузок на коэффициенты надежности по нагрузке, получают:

где Fn, qn — нормативные нагрузки.

Расчетные нагрузки представляют собой наибольшие в вероятностном смысле нагрузки и воздействия за время эксплуатации сооружения и имеют высокую обеспеченность. Для большинства расчетных нагрузок обеспеченность превышает 0,99. Следует подчеркнуть, что коэффициенты надежности по нагрузке учитывают только изменчивость нагрузки и возможность превышения ею нормативных значений. Они не учитывают динамического характера нагрузки или перспективного возрастания нагрузки со временем, например при модернизации производства и смене оборудования. Эти факторы при необходимости учитывают отдельно.

Сочетания нагрузок

Как правило, на сооружение действует не одна, а несколько нагрузок. При расчете конструкций необходимо выбрать наиболее неблагоприятное их сочетание, позволяющее получить в каждом элементе максимальное из возможных усилие. Однако вероятность одновременного воздействия на сооружение всех возможных расчетных нагрузок очень мала, и если мы запроектируем сооружение на такую комбинацию нагрузок, то оно будет иметь излишние запасы несущей способности. Поэтому в нормах на проектирование установлены две категории расчетных сочетаний нагрузок:

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

особые сочетания, включающие кроме постоянных, длительных и кратковременных нагрузок одну из особых нагрузок.

Расчет удобно проводить на каждую нагрузку отдельно, а затем определять наиболее неблагоприятное сочетаний усилий. Если в основное сочетание входит одна временная нагрузка, ее принимают без снижения. При двух и более временных нагрузках основного сочетания их умножают на коэффициент сочетания ψ,учитывающий малую вероятность совместного действия расчетных значений. Для временных длительных нагрузок ψ1 = 0,95, для кратковременных ψ2 = 0,9. В особых сочетаниях ψ1 = 0,95, ψ1 = 0,8 , при этом особую нагрузку принимают без снижения. Для сейсмических районов значения коэффициентов сочетаний установлены в специальных нормах.

Понятие нормативных и расчетных нагрузок. Коэффициенты надежности.

В методе предельных состояний применяется система коэффициентов надежности и коэффициентов условий работы, учитывающая изменчивость нагрузок, свойств материалов и условий работы конструкции. В связи с этим в расчетах по методу предельных состояний используются нормативные и расчетные значения нагрузок.

Нормативные нагрузки – это нагрузки, установленные нормами по заданной заранее вероятности превышения средних значений или по номинальным значениям.

Расчетные нагрузки – это нагрузки, используемые в расчетах конструкций на прочность и устойчивость и получаемые путем умножения нормативных значений нагрузок на коэффициенты надежности по нагрузке и по назначению здания:

где γf – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый по актуализированной версии СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» (СП 20.1330.2016),

γn – коэффициент надежности по назначению сооружения, зависящий от уровня ответственности сооружения.

Установлено три класса ответственности зданий и сооружений:

I – повышенный: резервуары для нефти и нефтепродуктов емкостью более 10000 м 3 , магистральные трубопроводы, производственные здания с пролетом 100 м и более, сооружения высотой более 100 м, уникальные здания и сооружения. Здания, разрушение которых может привести к тяжелым экономическим, социальным и экологическим последствиям. Для таких сооружений величина γn принимается больше 1.

II – нормальный уровень ответственности: здания и сооружения массового строительства (жилые, общественные, проиводственные и сельскохозяйтсвенные здания и сооружения). Для них γn = 1.0.

III – пониженный уровень ответственности: сооружения сезонного или вспомогательного назначения (парники, теплицы, летние павильоны, небольшие склады и др.). Для них γn = 0.8.

Величина коэффициента надежности по нагрузке (0.9 ≤ γf ≤ 1.4) зависит от вида нагрузки и группы предельных состояний. Нагрузки, действующие на здание, делятся на постоянные, временные и особые.

Постоянные – нагрузки, действующие в течение всего периода эксплуатации. Это вес несущих и ограждающих конструкций, вес и давление грунтов для заглубленных сооружений, усилие предварительного обжатия.

Временными называются нагрузки, изменяющие в процессе эксплуатации по величине или положению. Временные нагрузки делятся на длительные и кратковременные.

К длительным нагрузкам относятся: вес стационарного оборудования, нагрузка от массы продуктов, заполняющих оборудование в процессе эксплуатации, пониженное значение снеговых и крановых нагрузок, давление жидкостей, газов и сыпучих материал в емкостях, трубопроводах и др.

К кратковременным нагрузкам относятся: вес людей, полное значение снеговых и крановых нагрузок, ветровые нагрузки, а также нагрузки, возникающие при монтаже и ремонте конструкций.

К особым нагрузкам относятся: сейсмические, взрывные и прочие аварийные воздействия.

Расчет конструкций выполняется на действие нагрузок в различных сочетаниях. Одновременное действие постоянных, длительных и кратковременных нагрузок называется основным сочетанием. Вероятность одновременного воздействия наибольших нагрузок учитывается коэффициентами сочетаний.

При одновременном действии двух и более временных нагрузок эти коэффициенты для всех временных нагрузок, кроме тех, что оказывают наибольшее влияние, принимаются меньше единицы. Для длительных нагрузок они равны 0.95, а для кратковременных – 0.9 или 0.7 в зависимости от степени влияния нагрузки. Наиболее значимая временная нагрузка прикладывается без снижения.

Особые сочетания складываются из нагрузок из основного сочетания и одной из особых нагрузок. В особых сочетаниях кратковременные нагрузки умножаются на коэффициент 0.8 (кроме случая сейсмических воздействий). Особая нагрузка прикладывается без снижения.

§ 3. НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ

Основное назначение несущих строительных конструкций— восприятие действующих на них эксплуатационных нагрузок.

Нагрузки, которые действуют на конструкцию в процессе се эксплуатации, а также характеристики прочности материалов, из которых конструкция изготовлена, обладают определенной изменчивостью и могут отличаться от установленных нормами значений.

При расчете конструкций нагрузки принимают по Clliiil И-() 7’1 «Нагрузки п воздействия. Нормы проектирования». И дальнейшем для краткости термин «воздействие», где что возможно, опущен.

Классификация нагрузок. По времени действия нагрузки делят на постоянные и временные. В свою очередь, временные нагрузки делят на длительные, кратковременные и особые.

К постоянным нагрузкам относятся: масса частей зданий и сооружений, в том числе масса несущих и ограждающих строительных конструкций; масса и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление; воздействие предварительного напряжения конструкций.

К длительным нагрузкам относятся: масса стационарного оборудования (станков, аппаратов, моторов, емкостей, ленточных конвейеров, подвесных конвейеров и т. п.), а также масса жидкостей, давление газов и сыпучих тел, заполняющих оборудование, трубопроводы и емкости в процессе их эксплуатации; нагрузки на перекрытия складских помещений, холодильников, зернохранилищ, книгохранилищ, архивов, библиотек и подобных зданий и помещений; длительные температурные воздействия от стационарного оборудования; воздействия неравномерных деформаций основания, не сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта; масса слоя воды на водонаполненных плоских покрытиях; масса отложений производственной пыли, если ее накопление не исключено соответствующими мероприятиями; воздействия ползучести и усадки; нагрузки от одного мостового или подвесного крана, умноженные на коэффициенты (0,6 для кранов среднего’ режима работы и 0,8 для кранов тяжелого и весьма тяжелого режимов работы); снеговые нагрузки для III—VI районов по 2.7, уменьшенные на 700 Н/м2.

К кратковременным нагрузкам относятся: нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (кранов, тельферов и т. п.); масса людей, деталей, ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования; нагрузки, возникающие при перевозке и монтаже строительных конструкций, при монтаже и перестановке оборудования, а также нагрузки от массы временно складируемых на строительстве изделий и материалов и т. д.; нагрузки от оборудования, возникающие в пускоостановочном, переходном и испытательном режимах; снеговые нагрузки по 2.7; ветровые нагрузки.

К особым нагрузкам относятся: сейсмические и взрывные воздействия; нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования;

воздействия неравномерных деформаций основания, вызванных коренным изменением структуры грунта.

Нормативные и расчетные нагрузки. Установленные нормами СНиП II-6-74 нагрузки, которые могут действовать на конструкцию при ее нормальной эксплуатации, называют нормативными нагрузками.

Нормативные значения нагрузок принимают: для постоянных нагрузок — но проектным значениям геометрических и конструктивных параметров и по средним значениям плотности с учетом данных заводов-изготовителей о фактической массе конструкции; для технологических (от оборудования, приборов, материалов, обстанов— ки, людей и др.) и монтажных нагрузок — по наибольшим значениям для нормальной эксплуатации; для атмосферных нагрузок (снеговой, ветровой)—по средним из ежегодных неблагоприятных значений.

Нагрузки, которые действуют на конструкцию в процессе ее эксплуатации, обладают определенной изменчивостью и могут отличаться от значений, установленных нормами.

Возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную (большую или меньшую) сторону от их нормативных значений вследствие изменчивости нагрузок или отступлений от условий нормальной эксплуатации учитывается коэффициентами перегрузки л, устанавливаемыми с учетом назначения зданий и сооружений и условий их эксплуатации.

Расчетные нагрузки для расчета конструкций на прочность и устойчивость (по первой группе предельных состояний) определяют умножением нормативных нагрузок на коэффициент перегрузки п (обычно больший единицы, за исключением специально оговоренных случаев).

Расчетные нагрузки при расчете конструкций по деформациям и перемещениям (по второй группе предельных состояний) принимают равными нормативным значениям (если не указаны иные значения).

Постоянные нагрузки. Нормативные значения нагрузок от массы конструкций определяют по данным стандартов и заводов-изготовителей или по размерам, устанавливаемым в процессе проектирования, на основе опыта предыдущих проектов и справочных материалов. Нагрузки от грунтов определяют в соответствии с данными об их плотности, геологических изысканий и исследований.

Временные нагрузки на перекрытия. Нормативные нагрузки от массы оборудования (в том числе трубопроводов) определяют по стандартам, каталогам или по рабочим чертежам.

Нормативные равномерно распределенные нагрузки на перекрытия и лестницы и коэффициенты перегрузки п некоторых зданий и помещений приведены в 2.4.

Нагрузки от мостовых и подвесных кранов определяют в зависимости от режима их работы. Установлены следующие режимы работы кранов: легкий, средний, тяжелый, весьма тяжелый

Смотрите также:

Нормативная нагрузка определяется по чертежам КМД (с учетом контрольных замеров сечений), а при отсутствии рабочих чертежей — по
Предлагается следующая методика вычисления расчетной нагрузки от кровли при реконструкции.

Расчетные нагрузки представляют собой произведения нормативных нагрузок на коэфициенты перегрузки. Все воздействия (силовые, температурные и пр.), в зависимости от вероятности их появления при работе сооружения.

ПОСТОЯННЫЕ НАГРУЗКИнормативные нагрузки от веса конструкций.
Расчетные нагрузки представляют собой произведения нормативных нагрузок на коэфициенты перегрузки.

2. расчетные нагрузки и усилия. Совокупность нагрузок, которые необходимо учитывать при проектировании зданий, и
Расчетные нагрузки получают умножением нормативных нагрузок на задаваемые нормами коэффициенты перегрузки.

Глава 3. НАГРУЗКИ. Нормативные и расчетные характеристики кладки 18.
Произведения нормативных нагрузок g4(PH) на соответствующие коэффициенты перегрузок п называют расчетными нагрузками g(P).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *