Нагрузки и воздействия на здание и его конструктивные элементы.

В процессе строительства и эксплуатации здание испытывает на себе действие различных нагрузок. Внешние воздействия можно разделить на два вида: силовые и несиловые или воздействия среды.К силовым воздействиям относятся различные виды нагрузок: постоянные – от собственного веса (массы) элементов здания, давления грунта на его подземные элементы; временные (длительные) – от веса стационарного оборудования, длительно хранящихся грузов, собственного веса постоянных элементов здания (например, перегородок); кратковременные – от веса (массы) подвижного оборудования (например, кранов в промышленных зданиях), людей, мебели, снега, от действия ветра; особые – от сейсмических воздействий, воздействий в результате аварий оборудования и т.п.К несиловым относятся: температурные воздействия, вызывающие изменения линейных размеров материалов и конструкций, которое приводит в свою очередь к возникновению силовых воздействий, а также влияющие на тепловой режим помещения; воздействия атмосферной и грунтовой влаги, а также парообразной влаги, содержащейся в атмосфере и в воздухе помещений, вызывающие изменение свойств материалов из которых выполнены конструкции здания; движения воздуха вызывающее не только нагрузки (при ветре), но и его проникновение внутрь конструкции и помещений, изменение их влажностного и теплового режима; воздействие лучистой энергии солнца (солнечная радиация) вызывающие в результате местного нагрева изменение физико-технических свойств поверхностных слоев материала, конструкций, изменение светового и теплового режима помещений; воздействие агрессивных химических примесей, содержащихся в воздухе, которые в присутствии влаги могут привести к разрушению материала конструкций здания (явлении коррозии); биологические воздействия, вызываемые микроорганизмами или насекомыми, приводящие к разрушению конструкций из органических строительных материалов; воздействие звуковой энергии (шума) и вибрации от источников внутри или вне здания.По месту приложения усилий нагрузки разделяются на сосредоточенные (например, вес оборудования) и равномернораспределенные (собственный вес, снег).По характеру действия нагрузки могут быть статическими, т.е. постоянными по величине во времени и динамическими (ударными).По направлению – горизонтальные (ветровой напор) и вертикальные (собственный вес).Т.о. на здание действует самые различные нагрузки по величине, направлению, характеру действия и месту приложения.

Рис. 2.3. Нагрузки и воздействия на здание.

Может получится такое сочетание нагрузок, при котором все они будут действовать в одном направлении, усиливая друг друга. Именно на такие неблагоприятные сочетания нагрузок рассчитывают конструкции здания. Нормативные значения всех усилий, действующих на здание, приведены в ДБН или СНиПе.

Следует помнить, что воздействия на конструкции начинаются с момента их изготовления, продолжаются при транспортировке, в процессе возведения здания и его эксплуатации.

постоянные и временные вертикальные нагрузки и горизонтальное воздействие ветра.

К вертикальным нагрузкам относятся собственный вес конструкций здания и временные нагрузки на перекрытия и покрытие. Нормативные нагрузки от веса конструкций определяются исходя из принятых геометрических характеристик и плотности материала. Временные нагрузки принимаются в зависимости от их характера и назначения помещений, в соответствии с нормами или технологической частью проекта.

При этом понижающими коэффициентами, в зависимости от вида конструктивных элементов, учитывается вероятность одновременного загружения значительных площадей полной временной нагрузкой.

Расчетные нагрузки получают умножением нормативных нагрузок на задаваемые нормами коэффициенты перегрузки.

При сборе вертикальных нагрузок целесообразно подсчитывать вес здания в целом и вес единицы его объема. Для основной номенклатуры зданий, охватываемой унифицированным каркасом, вес 1 м3 объема здания колеблется от 3, 5 до 5 кН.

Горизонтальная нагрузка на здание, вызываемая действием ветра, в расчете имитируется двумя составляющими — статической и динамической. Статическая составляющая представляет собой ос-редненный во времени скоростной напор на здание, динамическая составляющая характеризует влияние сил инерции, возникающих при колебании здания от пульсации ветрового потока, и учитывается при высоте здания более 40 м.

Аэродинамический коэффициент с для прямоугольных или близких к прямоугольным планам здания определяется в зависимости от отношений Н/В и 1/В, где Н — высота здания; / — ширина здания (размер в направлении ветрового потока); В — длина наветренной грани здания. При отношении //В> 0, 5 аэродинамический коэффициент принимается равным 1, 4.

При отношении 1/В = 0, 1...0, 5 определение горизонтальной нагрузки от косого направления ветра является обязательным, т. е. в этом случае давление ветра на наветренную и заветренную грани здания распределяется неравномерно.

Усилия в здании от действия ветровой нагрузки в общем случае должны определяться как сумма статической и динамической составляющих, соответствующих каждой i-й форме колебаний, определяемых раздельно. Для симметричных зданий с равномерно распределенной массой и постоянной по высоте жесткостью при учете только первой формы собственных колебаний и трапециевидной эпюре горизонтальной нагрузки интенсивность горизонтально распределенной нагрузки в сечении х:

Эксцентриситет равнодействующей давления ветра еш должен приниматься не менее 0, 1 В. Для компактных в плане зданий, при выполнении условий 1/В> > 0, 5 и В< 40 м, а также совпадении координат центра изгиба здания с геометрическим центром плана здания эксцентриситет ветрового давления допускается не учитывать. В этом случае МКр = 0. Для расчета несущей системы здания ветровую нагрузку, найденную по формулам, умножают на длину В или ширину / здания в зависимости от рассматриваемого направления ветра.

При определении расчетной длины наветренной грани здания иногда используют коэффициенты, учитывающие возможное повышение шероховатости поверхности фасадной стены за счет лоджий, элементов солнцезащиты и других выступающих деталей

Поверочный расчет - расчет существующей конструкции (колонны, стены, перекрытия, балки, фермы) или грунтов оснований. Поверочные расчеты проводятся на основе результатов обмерных работ и технического обследования здания. Прочностные характеристики, вводимые в поверочные расчеты, определяются по результатам проведения инструментальных и лабораторных испытаний металлических и железобетонных конструкций.

Поверочные расчеты необходимы в следующих случаях: - при обнаружении видимых деформаций; - при проведении реконструкции, связанной с изменением функционального назначения или увеличением полезных нагрузок; - при надстройке дополнительных этажей, в т.ч. мансарды; - при необходимости установки дополнительного оборудования на конструкцию.

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: