Занятие 2-2. ВНЕШНИЕ СИЛЫ
Скачать:
2.5. Нормативные и расчетные нагрузки (нагрузки рабочего состояния)
Выше мы оперировали средними значениями нагрузок (средними удельными весами, средними углами внутреннего трения, средними размерами слоев, средними скоростями ветра). В реальной действительности величины нагрузок отличаются от средних значений. Для оценки прочности мы должны знать возможные экстремальные значения нагрузок. Поэтому необходимо установить отклонения нагрузки в неблагоприятную для конструкции сторону - обычно в сторону увеличения, но если увеличение нагрузки улучшает работу конструкции, то в меньшую сторону. Например, при увеличении гравитационной нагрузки устойчивость гибких (вантовых) конструкций улучшается, поэтому, чтобы обеспечить ее в любых условиях эксплуатации, необходимо знать возможную величину уменьшения нагрузки.
Величина вероятного отклонения нагрузки в ту или другую сторону устанавливается путем статистической обработки наблюдений за нагрузками в натуре. Эти отклонения зависят от многих факторов. Где и как изготовляются конструкция (в условиях завода их можно контролировать, на строительной площадке контроль ограничен)? Какую однородность материала обеспечивает технология изготовления конструкции (металлические конструкции, например, имеют более стабильный удельный вес, чем бетонные)? Какова ответственность сооружения и насколько точно модель воздействия среды отражает реально происходящие явления? Вероятность отклонения нагрузки в неблагоприятную для сооружения сторону рекомендуется учитывать коэффициентом надежности по нагрузке γf (СНИП 2.01.07 - 85), значения которого для полезной нагрузки помещены в таблице 2.9.
Средние значения нагрузок называют нормативными (qн). Чтобы установить экстремальное значение нагрузки, необходимо ее нормативное значение умножить на коэффициент надежности по нагрузке ( γ f). Такая нагрузка называется расчетной (qp)
qp = qн·γf . (2.13)
П р и м е р 2.15. Определить нагрузку рабочего состояния на перекрытие жилого дома. Состав перекрытия взять из примера 2.4.
Р е ш е н и е. Установим коэффициенты надежности по нагрузке (табл. 2.10):
для деревянных конструкций γ f = 1.1;
для шлакобетона с удельным весом 14 кН/м3, изготовляемого на строительной площадке γ f = 1.3;
для железобетонной плиты γ f = 1.1;
для полезной нагрузки, которая в жилом доме равна 1.50 кПа (табл.2.3) γ f = 1.3.
Процедура определения расчетной нагрузки (нагрузки рабочего состояния) показана в таблице 2.10.
Таблица 2.9 Коэффициенты надежности по нагрузке
| Характеристика нагрузки | γ f |
|---|---|
| 1.Вес конструкций и материалов в случае, когда уменьшение веса ухудшает условия работы сооружения | 0.9 |
| 2.Заполнение оборудования (труб, резервуаров) жидкостями | 1.0 |
| 3.Металлические конструкции и стационарное оборудование без изоляции | 1.05 |
| 4.Бетонные (γ > 16 кН/м), железобетонные, каменные и деревянные конструкции, грунты в природном залегании, заполнение оборудования суспензиями, шлаком, сыпучими телами | 1.1 |
| 5.Грунты насыпные | 1.15 |
| 6.Бетонные (γ < 16 кН/м), изоляционные, выравнивающие и отделочные слои, выполненные в условиях завода | 1.2 |
| 7.То же в условиях строительной площадки | 1.3 |
| 8.Ветровая нагрузка и снеговая на тяжелые покрытия | 1.4 |
| 9.Снеговая нагрузка на легкие покрытия, в которых отношение их среднего веса к среднему весу снегового покрова менее 0.8 | 1.6 |
Таблица 2.10 Нагрузка рабочего состояния на перекрытие
| Состав покрытия | Тол- щина слоя, м | Удель ный вес, кН/м3 | qн кН/м2 | γf | qp кН/м2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.Пол паркетный | 0.02 | 8 | 0.16 | 1.1 | 0.18 |
| 2.Черный пол | 0.05 | 5 | 0.25 | 1.1 | 0.28 |
| 3.Слой шлакобетона | 0.325 | 3.25 | 1.06 | 1.3 | 1.32 |
| 4.Плита перекрытия | 0.12 | 25 | 3.0 | 1.1 | 3.30 |
| 5.Полезная нагрузка | 1.50 |
1.3 |
1.95 |
||
| Всего | 5.97 |
|
7.03 |
||
П р и м е р 2.16 (для самостоятельного решения). Определить нагрузку рабочего состояния для покрытий и перекрытий, изображенных на рисунке 2.5. Полезные нагрузки принять в соответствии с назначением сооружений.
Нагрузки рабочего состояния можно несколько снизить, если учесть вероятность несовпадения по времени действия временных нагрузок. По вопросу формирования сочетаний нагрузок можно воспользоваться существующими рекомендациями (например, СНиП 2.01.07 - 85 Нагрузки и воздействия).
2.6. Оценка прочности сооружений и их элементов по нагрузке
2.6.1. Банк предельных нагрузок
Таблица 2.11 Предельная нагрузка для плит покрытия1 размером 3x6 м ПГ и ПФ2 (кН/м)
Таблица 2.12
| Номер несущей способности | Класс напрягаемой арматуры | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| A-III | A-IV | A-V | A-VI | Bp=II | K-7 | |
| 1 | 1.85 | 1.85 | 1.85 | 2.25 | 1.85 | 2.85 |
| 2 | 2.95 | 2.95 | 2.95 | 3.65 | 3.65 | 5.25 |
| 3 | 4.05 | 4.05 | 4.05 | 5.25 | 5.25 | 6.85 |
| 4 | 5.05 | 5.55 | 5.55 | 7.05 | 6.85 | - |
| 5 | 6.55 | 7.05 | 7.05 | 8.25 | 8.25 | - |
| 6 | 8.25 | 8.25 | 8.25 | 9.15 | - | - |
| 7 | - | 9.15 | 8.95 | 10.25 | - | - |
| 8 | - | 10.55 | 10.55 | 11.35 | - | - |
| 9 | - | 11.55 | 11.55 | - | - | - |
К списку публикаций в разделе