Нагрузки от транспортных средств

Расчетные нагрузки от транспортных средств складываются из собственного веса транспортных средств и полезных нагрузок, определяемых по паспортам завода-изготовителя. Вертикальные, горизонтальные нагрузки, способы их приложения и расположение рассчитываются для каждого конкретного случая.

Нормативные значения эквивалентных вертикальных равномерно распределенных и местных сосредоточенных нагрузок на перекрытия, покрытия и полы на грунтах автостоянок определяются по таблице 10.

Таблица 10.

№ п/п	Помещения зданий и сооружений	Нормативные значения равномерно распределенных нагрузок, кПа	Нормативные значения сосредоточенных нагрузок, кН
	Автостоянки в зданиях для автомашин общим весом до 3 тс включительно:
	площади парковки	3, 5	20, 0
	пандусы и подъездные пути	5, 0	25, 0
	Автостоянки в зданиях для автомашин общим весом от 3 до 16 тс:
	площади парковки	Не менее 5, 0	Не менее 90, 0
	пандусы и подъездные пути	Не менее 7, 0	Не менее 100, 0
	Автостоянки для автомашин общим весом свыше 16 тс	По строительному заданию
Примечание Общий вес - совокупность собственного веса автомобиля и максимальной полезной нагрузки.

 

При расчете плит перекрытий на продавливание кроме равномерно распределенной нагрузки q следует учитывать сосредоточенные нагрузки Q_t/2, приложенные на две квадратные площадки стороной 100 мм для легковых и 200 мм для грузовых автомобилей, расположенные на расстоянии 1, 8 м друг от друга.

Коэффициент надежности по нагрузке от транспортных средств составляет 1, 2.

Нагрузки от мостовых и подвесных кранов

Нагрузки от мостовых и подвесных кранов зависят от групп режимов их работы, от вида привода и от способа подвеса груза (приложение 1).

Крановым путем называются две балки, несущие один мостовой кран, и все балки, несущие один подвесной кран (две балки - при однопролетном, три - при двухпролетном подвесном кране).

Нормативные вертикальные нагрузки N_кр, передаваемые колесами кранов на балки кранового пути, принимают в соответствии с ГОСТ на краны или по паспортам завода-изготовителя.

Нормативная горизонтальная нагрузка вдоль кранового пути, вызываемая торможением моста крана, принимается равной T_прод = 0, 1N_кр, где N_кр - нормативная вертикальная нагрузка на тормозные колеса рассматриваемой стороны крана.

При расчете поперечных рам зданий и балок крановых путей учитывается нормативная горизонтальная нагрузка поперек кранового пути, вызываемая торможением тележки. Она составляет:

- для кранов с гибким подвесом груза - 0, 05 суммы подъемной силы крана и веса тележки;

- для кранов с жестким подвесом груза - 0, 1 суммы подъемной силы крана и веса тележки.

Эта нагрузка передается на одну сторону (балку) кранового пути, распределяется поровну между всеми опирающимися на нее колесами крана и может быть направлена как внутрь, так и наружу рассматриваемого пролета.

Коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок следует принимать γ _f = 1, 2.

Вертикальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости балок крановых путей, рам, колонн, фундаментов и оснований учитываются от двух наиболее неблагоприятных по воздействию мостовых или подвесных кранов.

Если в одном створе могут совмещаться краны разных пролетов, то при расчете рам, колонн, фундаментов и оснований учитываются вертикальные нагрузки не более чем от четырех наиболее неблагоприятных кранов.

Горизонтальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости балок крановых путей, колонн, рам, стропильных и подстропильных конструкций, фундаментов и оснований учитываются не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов, расположенных на одном крановом пути или на разных путях в одном створе.

Снеговые нагрузки

Нагрузки на конструкции от веса снегового покрова зависят от толщины и плотности снегового покрова, а также от формы покрытия здания. Удержанию снега способствуют фонари, парапеты и другие выступающие конструктивные элементы. Неравномерность загружения конструкций у препятствий учитывается коэффициентом неравномерности μ.

Учитывая изменчивость плотности снега в течение зимнего периода, при выполнении инженерных расчетов нормативный вес снегового покрова s_о определяют по средней высоте слоя воды, полученного из снега, взятого на защищенном участке местности; при этом вероятность превышения составляет 10%.

Нормативная снеговая нагрузка на горизонтальную проекцию покрытия определяется по формуле:

S₀ = 0, 7· c_e· c_t· µ· S_g; (12)

где c_e - коэффициент, учитывающий снос снега с покрытия под действием ветра; c_t - термический коэффициент; µ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие; S_g - вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли.

Вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли для территорий, расположенных на высоте не более 1500 м над уровнем моря, принимается в зависимости от снегового района РФ по таблице 11.

Таблица 11.

 

Снеговые районы (принимаются по карте, прил. 4 )	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Sg, кПа	0, 8	1, 2	1, 8	2, 4	3, 2	4, 0	4, 8	5, 6

 

В расчетах необходимо рассматривать схемы как равномерно распределенных, так и неравномерно распределенных снеговых нагрузок, образуемых на покрытиях, в их наиболее неблагоприятных расчетных сочетаниях.

Значения коэффициента μ и схемы распределения снеговой нагрузки и для покрытий с наибольшим размером в плане не более 100 м, принимаются по приложению 2.

В тех случаях, когда более неблагоприятные условия работы элементов конструкций возникают при частичном загружении покрытия, следует рассматривать схемы со снеговой нагрузкой, действующей на половине или четверти его площади.

Коэффициент сноса снега c_e определяется:

- для пологих покрытий (с уклонами до 12% или с f/l ≤ 0, 05) однопролетных и многопролетных зданий без фонарей в районах со средней скоростью ветра V ≥ 2 м/с по формуле:

c_e = (1, 2 – 0, 1V√ k)(0, 8 + 0, 002b),

где k - принимается по таблице 13; b - ширина покрытия, b ≤ 100 м; V – средняя скорость ветра за три наиболее холодных месяца [4];

- для покрытий с уклонами от 12 до 20% однопролетных и многопролетных зданий без фонарей в районах с V ≥ 4 м/с: c_e = 0, 85;

- для покрытий высотных зданий (h > 75 м) с уклонами до 20%: c_e = 0, 7;

- для купольных сферических и конических покрытий зданий на круглом плане диаметром d при равномерно распределенной снеговой нагрузке:

c_e = 0, 85 при d ≤ 60 м;

c_e = 1, 0 при d > 100м;

c_e = 0, 85 + 0, 00375(d – 60) – в промежуточных случаях;

- в остальных случаях c_e = 1, 0.

Коэффициент c_e не учитывается:

- в районах со среднемесячной температурой воздуха в январе выше (-5°С),

- для покрытий зданий, защищенных от ветра соседними более высокими зданиями, удаленными менее чем на 10· Δ h (где Δ h - разность высот зданий),

- для участков покрытий у перепадов высот зданий и парапетов.

Термический коэффициент c_t учитывает понижение снеговых нагрузок на покрытия с высоким коэффициентом теплопередачи вследствие таяния:

- для неутепленных покрытий зданий с повышенными тепловыделениями, при уклонах кровли свыше 3% и обеспечении водоотвода c_t = 0, 8;

- остальных случаях c_t = 1, 0.

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке γ _f = 1, 4.

П р и м е р 11. Определить расчетную снеговую нагрузку на покрытие двухэтажного здания, расположенного в г. Саратове. Уклон покрытия α = 18˚. Здание отапливаемое.

Р е ш е н и е.

Город Саратов относится к 3-му снеговому району (см. прил. 4). Вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли определяем по таблице 11.

Определяем уклон покрытия при угле наклона α = 22˚:

i = tgα = tg18˚ = 0, 404 = 40, 4%.

Коэффициент сноса снега для покрытия с уклоном больше 20%: c_e= 1.

Термический коэффициент для здания с нормальным тепловыделением и утепленным покрытием: c_t = 1.

Значение коэффициента μ определяем по прил. 2 линейной интерполяцией: μ = 0, 653. Для двускатного покрытия с углом наклона α = 22˚ (20˚ ≤ α ≤ 40˚ ) принимаем второй вариант загружения:

с наветренной стороны μ ₁ = 0, 75· μ = 0, 75· 0, 653 = 0, 49;

с подветренной стороны μ ₂ = 1, 25· μ = 1, 25· 0, 653 = 0, 98.

При таком варианте возникают наиболее неблагоприятные условия работы несущих конструкций здания.

Определяем максимальную нормативную снеговую нагрузку на горизонтальную проекцию покрытия (с подветренной стороны) по формуле (12):

S₀ = 0, 7· 1· 1· 0, 98· 1, 8 = 1, 23 кПа.

Расчетная снеговая нагрузка получается умножением нормативного значения S₀ на коэффициент надежности по снеговой нагрузке γ _f = 1, 4:

S = S₀· γ _f = 1, 23· 1, 4 = 1, 72 кПа.

Ветровая нагрузка

При обтекании здания или сооружения потоком ветра с наветренной стороны образуется зона повышенного давления («ветровой напор»); одновременно с подветренной стороны возникает зона пониженного давления («ветровой отсос»). Нагрузки, вызываемые давлением ветра на конструкции, называют ветровыми, они относятся к кратковременным климатическим нагрузкам.

Ветровые нагрузки в зоне повышенного (активного) и пониженного (пассивного) давлений считаются приложенными перпендикулярно к поверхности фасада здания. Интенсивность ветровых нагрузок зависит от формы здания или сооружения и от скорости ветра, которая в свою очередь зависит от климатического района, типа местности (открытая или застроенная) и высоты над поверхностью земли. С удалением от поверхности земли скорость ветра увеличивается.

Согласно СП 20.13330.2011 [4], в расчетах конструкций зданий и сооружений могут учитываться следующие ветровые воздействия:

- основной тип ветровой нагрузки;

- пиковые значения ветровой нагрузки, действующие на конструктивные элементы ограждения и элементы их крепления;

- резонансное вихревое возбуждение;

- аэродинамические неустойчивые колебания типа галопирования, дивергенции и флаттера.

Резонансное вихревое возбуждение и аэродинамические неустойчивые колебания типа галопирования учитываются только для зданий и сплошностенчатых сооружений при h/d > 10, где h - высота, d - характерный поперечный размер.

Для большинства зданий и сооружений высотой до 40 метров нормативная ветровая нагрузка w определяется как совокупность:

- нормального давления w_e, приложенного к внешней поверхности сооружения или элемента,

- сил трения w_f, направленных по касательной к внешней поверхности и отнесенных к площади ее горизонтальной или вертикальной проекции,

- нормального давления w_i, приложенного к внутренним поверхностям сооружений с проницаемыми ограждениями, с открывающимися или постоянно открытыми проемами.

При расчете высотных зданий, гибких башен, труб и висячих мостов выбирают другой вариант ветровой нагрузки, учитывающий нагрузки как вдоль, так и поперек ветрового потока w_x и w_y, а также вызываемый ими крутящий момент w_z относительно оси z.

Нормативная ветровая нагрузка w равна сумме средней w_m и пульсационной w_p составляющих:

w = w_m + w_p. (13)

При определении внутреннего давления w_i пульсационная составляющая w_p не учитывается.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m в зависимости от эквивалентной высоты z_e над поверхностью земли следует определять по формуле:

w_m = w₀· k(z_e)· c, (14)

где w₀ - нормативное значение ветрового давления; k(z_e) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z_e; c - аэродинамический коэффициент.

Нормативное значение ветрового давления w₀ принимается в зависимости от ветрового района по таблице 12.

Таблица 12

Ветровые районы (принимаются по прил. 5)	Iа	I	II	III	IV	V	VI	VII
w0, кПа	0, 17	0, 23	0, 30	0, 38	0, 48	0, 60	0, 73	0, 85

 

Эквивалентная высота z_e принимается для башенных сооружений, мачт, труб z_e= z.

Для зданий:

а) если h ≤ d, то принимают z_e = h;

б) если d < h ≤ 2d, то: для 0 < z < h – d принимают z_e = d,

для z ≥ h – d принимают z_e = h;

в) если h > 2d, то: для 0 < z ≤ d принимают z_e = d,

для d < z < h – d принимают z_e = z,

для z ≥ h – d принимают z_e = h;

 

здесь z - высота от поверхности земли; d – поперечный размер здания; h - высота здания.

Коэффициент k(z_e) определяется по таблице 13 в зависимости от типов местности:

А - открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра;

В - городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;

С - городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.

Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h - при высоте сооружения h до 60 м и на расстоянии 2 км - при h > 60 м.

Таблица 13

Высота ze, м	Коэффициент k для типов местности
	А	В	С
5	0, 75	0, 5	0, 4
	1, 0	0, 65	0, 4
	1, 25	0, 85	0, 55
	1, 5	1, 1	0, 8
	1, 7	1, 3	1, 0
	1, 85	1, 45	1, 15
	2, 0	1, 6	1, 25
	2, 25	1, 9	1, 55
	2, 45	2, 1	1, 8
	2, 65	2, 3	2, 0
	2, 75	2, 5	2, 2
	2, 75	2, 75	2, 35
≥ 480	2, 75	2, 75	2, 75

 

При определении компонентов ветровой нагрузки w_e, w_f, w_i используются соответствующие значения аэродинамических коэффициентов: внешнего давления c_e, трения c_f, внутреннего давления c_i. Аэродинамические коэффициенты определяются по приложению 3. Для активного давления ветра на поверхность коэффициенты имеют знак «+», для пассивного давления – знак «-».

Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки w_p на эквивалентной высоте z_e при расчете многоэтажных зданий высотой до 40 м и одноэтажных производственных зданий высотой до 36 м, размещаемых в местностях типа А и В, при отношении высоты к пролету h/l < 1, 5 определяется по формуле:

w_p = w_m· ζ (z_e)· v, (15)

где w_m – нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки; ζ (z_e) - коэффициент пульсации давления ветра, принимаемый по таблице 14 для эквивалентной высоты z_e; v - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра.

Таблица 14

Высота ze, м	Коэффициент пульсаций давления ветра ζ (ze) для типов местности
	А	В	С
5	0, 85	1, 22	1, 78
	0, 76	1, 06	1, 78
	0, 69	0, 92	1, 50
	0, 62	0, 80	1, 26
	0, 58	0, 74	1, 14
	0, 56	0, 70	1, 06
	0, 54	0, 67	1, 00
	0, 51	0, 62	0, 90
	0, 49	0, 58	0, 84
	0, 47	0, 56	0, 80
	0, 46	0, 54	0, 76
	0, 46	0, 52	0, 73
≥ 480	0, 46	0, 50	0, 68

 

Коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления v определяется для расчетной поверхности сооружения или отдельной конструкции.

Расчетная поверхность включает в себя те части наветренных и подветренных поверхностей, боковых стен, кровли и т.п., с которых давление ветра передается на рассчитываемый элемент сооружения.

Если расчетная поверхность близка к прямоугольнику (см. рис. 3), то коэффициент v определяется по таблице 15 в зависимости от параметров ρ и χ, принимаемых по таблице 16.

Рисунок 3 - Основная система координат при определении коэффициента корреляции v.

Таблица 15

ρ, м	Коэффициент v при χ, м, равном
0, 1	0, 95	0, 92	0, 88	0, 83	0, 76	0, 67	0, 56
	0, 89	0, 87	0, 84	0, 80	0, 73	0, 65	0, 54
	0, 85	0, 84	0, 81	0, 77	0, 71	0, 64	0, 53
	0, 80	0, 78	0, 76	0, 73	0, 68	0, 61	0, 51
	0, 72	0, 72	0, 70	0, 67	0, 63	0, 57	0, 48
	0, 63	0, 63	0, 61	0, 59	0, 56	0, 51	0, 44
	0, 53	0, 53	0, 52	0, 50	0, 47	0, 44	0, 38
Таблица 16
Основная координатная плоскость, параллельно которой расположена расчетная поверхность	ρ	χ
zoy	b	h
zox	0, 4a	h
xoy	b	a

 

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке равен 1, 4.

 

П р и м е р 12. Определить расчетную ветровую нагрузку на стены одноэтажного однопролетного промышленного здания прямоугольной формы в плане, расположенное на территории г. Саратова. Размеры здания в плане: длина (в направлении, перпендикулярном расчетному направлению ветра) b = 120 м, поперечный размер d = 24 м, высота h = 14, 4 м. Шаг колонн a = 6 м.

Р е ш е н и е.

1) Выбираем расчетную схему. В каркасе одноэтажного однопролетного здания с упругой конструктивной схемой соединение ригелей с колоннами принимается шарнирным, заделка колонн в фундаментах - жесткой. Нормальное давление ветра w_e с наветренной и подветренной сторон передается стеновыми панелями на колонны в виде распределенной нагрузки p = w_e· a, где a – шаг колонн.

2) По карте районирования (прил. 4) Саратов относится к третьему ветровому району. Скоростной напор ветра определяем по таблице 12: w₀ = 0, 38 кПа.

3) Эквивалентная высота z_e при высоте здания h = 14, 4 м и поперечном размере d = 24 м определяется по условию h ≤ d:

z_e = h = 14, 4 м.

4) Городская территория, равномерно покрытая препятствиями высотой более 10 м, относится к местности типа В.

По таблице 13 определяем коэффициенты k(z_e), учитывающие изменение ветрового давления для высоты z_e = 14, 4 м:

k(14, 4)=0, 74.

4) По приложению 3 определяем аэродинамические коэффициенты:

с наветренной стороны: с_е = 0, 8 (активное давление);

с подветренной стороны: с_е = - 0, 5 (пассивное давление).

5) Вычисляем среднюю составляющую ветровой нагрузки по формуле (14):

с наветренной стороны (активное давление):

w_m = w₀· k(z_e)· c = 0, 38· 0, 74· 0, 8 = 0, 225 кПа;

с подветренной стороны (пассивное давление):

w_m = 0, 38· 0, 74· 0, 5 = 0, 141 кПа;

6) В зависимости от эквивалентной высоты по таблице 14 определяем коэффициент пульсации давления ветра ζ (z_e): ζ (14, 4)=0, 998.

7) Выбираем основную координатную плоскость zoy, по таблице 16: ρ = b = 120 м; χ = h = 14, 4 м. По таблице 15 определяем коэффициент пространственной корреляции пульсаций v = 0, 57.

8) Вычисляем пульсационную составляющую ветровой нагрузки по формуле (15):

с наветренной стороны (активное давление):

w_p = w_m· ζ (z_e)· v = 0, 225· 0, 998· 0, 57 = 0, 128 кПа;

с подветренной стороны (пассивное давление):

w_р = 0, 141· 0, 998· 0, 57 = 0, 080 кПа.

9) Нормативное значение ветровой нагрузки на стены здания определяем по формуле (13):

wⁿ = w_m + w_p = (0.225 + 0, 141) + (0, 128 + 0, 080) = 0, 573 кПа;

10) Расчетное значение ветровой нагрузки:

w = wⁿ· γ _f = 0, 573· 1, 4 = 0, 802 кПа.

11) Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка, передаваемая стеновыми панелями на колонны каркаса:

p = w_e· a = w· a= 0, 802· 6 = 4, 812 кН/м.

МЕТОД ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

Сущность метода

Конструкции зданий и сооружений должны быть запроектированы таким образом, чтобы обладать достаточной надежностью при возведении и эксплуатации. Надежность конструкций должна быть обеспечена в течение всего срока службы с учетом изменчивости свойств материалов, грунтов, нагрузок и воздействий, геометрических характеристик конструкций, условий их работы, а также степени ответственности проектируемых объектов

В настоящее время инженерные конструкции рассчитывают по методу предельных состояний.

Предельными состояниями называют состояния, при которых конструкция, здание или сооружение в целом перестают удовлетворять требованиям, предъявляемым в процессе эксплуатации или возведения.

Предельные состояния подразделяются на две группы.

Первая группа - предельные состояния, которые ведут к полной непригодности к эксплуатации конструкций или к потере несущей способности зданий и сооружений в целом.

Вторая группа – предельные состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций или уменьшающие долговечность зданий.

Предельные состояния первой группы характеризуются:

- разрушением;

- потерей устойчивости формы или положения;

- переходом в изменяемую систему;

- качественным изменением конфигурации и др.

Предельные состояния второй группы характеризуются:

- достижением предельных деформаций конструкций (прогибов, поворотов) или основания;

- образованием трещин;

- достижением предельных раскрытий или длин трещин;

- потерей устойчивости формы, приводящей к затруднению нормальной эксплуатации и др.

При расчете по предельным состояниям надежность конструкций считается обеспеченной, если расчетные значения нагрузок или вызванных ими усилий, напряжений, деформаций не превышают предельных значений, устанавливаемых нормами проектирования.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. СИСТЕТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
2. I. Теоретические основы использования палочек Кюизенера как средство математического развития дошкольников.
3. I. Теоретические основы экономического воспитания детей старшего дошкольного возраста посредством сюжетно-ролевой игры
4. IX. ОБРАЩЕНИЕ КАК СРЕДСТВО АДРЕСАЦИИ
5. XVIII. НЕВЕРБАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА И КОМПОНЕНТЫ КОММУНИКАЦИИ
6. YВыбор средствy распространения yинформации.
7. Автоматизированные средства управление АСУ
8. Автоматическая идентификация параметров товарно-транспортных потоков цепей поставок
9. Автоматические средства обнаружения и тушения пожара
10. АВТОМОТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
11. Агрегатные комплексы и системы технических средств автоматизации ГСП
12. Активный счет 01 «Основные средства»