Занятие 2-1. ВНЕШНИЕ СИЛЫ

Слой шлакобетона с утопленными в него лагами заменим однородным слоем материала толщиной 8 см. Определим усредненный удельный вес. Для этого рассмотрим полоску вдоль лаг шириной равной расстоянию между лагами - 60 см (0.6 м) и длиной один метр. Объем лаги составляет 0.05·0.08·1 = 0.004 м³, удельный вес (сосна) 5 кН/м³. Объем шлакобетона составляет 0.08·(0.6 - 0.05) = 0.044 м³ с удельным весом 14 кН/м³. Средний удельный вес вычислим как частное от деления суммарного веса лаги и шлакобетона на их суммарный объем

(0.004·5 + 0.044·14)/(0.004 + 0.044) = 13.25 кН/м³ .

Рис. 2.5. Слоистые среды
а - перекрытие по профилированному настилу,
б, в - перекрытие в ванной и жилой комнате,
г - покрытие с эксплуатируемой кровлей.
1 - гидроизоляционный ковер (4 слоя рубероида), 2 - цементная стяжка (3 см),
3 - минераловатные плиты (8 см), 4 - утеплитель (керамзит - 20 см), 5 - керамическая плитка
(0.6 см), 6 - линолеум, 7 - оргалит (0.6 см), 8 - чистый пол (сосна, 4 см) по лагам (сосна 6х8 см,
шаг 60 см), 9 - бетонные тротуарные плиты (8 см), 10 - гравийный дренажный слой (15 см),
11 - стальной профилированный настил (0.12 см), 12 - железобетонная плита (12 см)

П р и м е р 2.5 (для самостоятельного решения). Определить нагрузку от слоистых покрытий и перекрытий, представленных на рисунке 2.5.

Чрезвычайно неоднородной гравитационной средой является та, для которой предназначено само сооружение. Это люди, оборудование и технологические процессы. Нагрузку от такой среды называют полезной нагрузкой.

Ее очень трудно найти из более менее простых предположений. Затруднения в определении полезной нагрузки не в построении модели ее разрушения, которая остается той же (все объекты «превращаются в сыпучее тело»), а в определении вероятности совпадения многих явлений в одном. Полезной нагрузкой в жилом доме, например, являются жильцы, мебель, аппараты и приборы бытового обслуживания и другое.

Таблица 2.3 Полезная нагрузка на плиты перекрытий, лестницы и полы

Нужно решить, как может быть установлена мебель, сколько человек в доме одновременно может находиться, как располагаются группы людей, что они делают. Нетрудно догадаться о сложности решения задачи, учитывая разнообразие жизни людей, их вкусов и привязанностей. На помощь здесь приходят опыт и воображение расчетчика. Он должен представить себе наиболее неблагоприятное расположение объектов, даже такое, которое трудно реализовать в жизни. Опыт этот обобщен и закреплен в нормативных документах (см. выборку из СНиП 2.01.07.-85, помещенную в таблице 2.3). Полезная нагрузка принимается равномерно - распределенной по поверхности.

Снеговая нагрузка - от веса снегового покрова - относится к особому климатическому типу гравитационной нагрузки. Она обусловлена климатическими особенностями района строительства. В экваториальной части земли она не существует, а по мере приближения к полюсам увеличивается. На толщину снегового покрова в заданной местности влияют многие климатические и географические факторы (ветер, морские течения - теплые и холодные, горы, леса и другие).

Поэтому в районе строительства зимой необходимо изучить толщину и удельный вес (плотность) снегового покрова. Ввиду большого разброса удельного веса снега (его плотности сложения) не достаточно знать только толщину снежного покрова. Чтобы упростить методику определения снеговой нагрузки, за нормативное значение веса снегового покрова s_о принимается среднее значение наблюденных в течение 10 лет ежегодных максимумов слоя воды (γ = 10 кН/м³), полученного из снега, взятого на защищенном участке местности.

Толщина слоя воды и соответствующее ему давление снегового покрова по районам Дальнего Востока России (см. рис.2.6, полная карта помещена в приложении к СНиП 2.01.07-85) приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 Среднемноголетние максимумы запаса воды в снеге и давления снегового покрова по климатическим районам