Для того, чтобы сооружение было достаточно долговечным, необходимо учитывать то, какие нагрузки и воздействия будут оказываться на него.
Основное назначение несущих строительных конструкций - восприятие воздействующих на них нагрузок и воздействий.
Нагрузки - это внешние механические силы (вес конструкций, оборудования, снегоотложений, людей и т.п.), действующие на сооружения.
Воздействия - это факторы, вызывающие изменения напряженно-деформированного состояния и перемещения (деформации) в строительных конструкциях. Этими факторами могут быть нагрузки, изменения температуры, влияние окружающей среды, действие ветра, осадки оснований, смещения опор, деградация свойств материалов во времени и другие.
При проведении расчётов воздействия допускается задавать, как эквивалентные нагрузки.
Нагрузки и воздействия классифицируют:
- По физической природе
- По способу приложения
- По характеру изменения во времени
- По продолжительности действия
- По источнику
Ниже - подробнее о каждом из пунктов:
1) По физической природе
- силовые воздействия (нагрузки)
- температурные воздействия
- кинематические воздействия (заданные перемещения, смещения связей)
2) По способу приложения
- сосредоточенные
- распределённые
3) По характеру изменения во времени
- статические
Статические воздействия не сообщают массам сооружения ускорений, или значение этих ускорений настолько мало, что возникающими при этом силами инерции при определении НДС можно пренебречь.
При этом значения, направление и конфигурация статического воздействия не изменяются во времени. Возможно изменение координат во времени (подвижная нагрузка), но происходящее так медленно, что сохраняется статический характер воздействия.
При статическом воздействии сооружение деформируется, возникают перемещения его точек и соответствующие усилия и напряжения, которые при работе сооружения в упругой стадии не изменяются во времени.
Идеальное статическое нагружение предполагает, что в каждый момент постепенного возрастания внешних сил система находится словно в состоянии покоя, т.к. в каждый момент существует точное равновесие между внешними силами и уравновешивающими их внутренними силами упругости).
- динамические
(Динамические воздействия сообщают массам сооружения существенные ускорения, а, следовательно, вызывают такие силы инерции, что их влияние на НДС должно быть учтено.
Значения, направление и конфигурация динамического воздействия изменяются во времени (все параметры вместе или один из них).
Динамические воздействия вызывают колебания сооружения, при которых изменяются во времени как перемещения точек сооружения, так и связанные с перемещением деформации, усилия и напряжения.
Расчет конструкций с учетом сил инерции и возникающего движения масс системы называют динамическим расчётом.
Примеры: ударные нагрузки, вибрационные нагрузки,воздействия взрывных волн через грунтовую или воздушную среду, сейсмическое воздействие и др.)
4) По продолжительности действия
- постоянные
(Примеры: вес строительных конструкций, вес и давление грунтов, воздействие предварительного напряжения)
- временные
- Длительные
Это нагрузки, изменения расчетных значений которых в течение расчетного срока службы строительного объекта пренебрежимо мало по сравнению с их средними значениями.
Возможные примеры: вес оборудования (станков, аппаратов, емкостей, транспортеров и др.); вес жидкостей и твердых тел, заполняющих оборудование в период его эксплуатации; давление газов, жидкостей и сыпучих тел в емкостях и трубопроводах; нагрузка на перекрытия в складских помещениях, холодильниках, хранилищах, архивах)
- Кратковременные
Это нагрузки, длительность действия расчетных значений которых существенно меньше срока службы сооружения.
Возможные примеры: вес людей, вес мебели, вес переносного оборудования, вес ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта)
- Особые
Это нагрузки и воздействия, создающие аварийные ситуации с возможными катастрофическими последствиями.
Возможные примеры: сейсмические и взрывные воздействия - взрывы и землетрясения, столкновение транспортных средств с частями сооружений, авария оборудования и аварийное нарушение технологического процесса, пожар, отказ работы несущего элемента конструкций, некоторые климатические нагрузки, неравномерные деформации просадочных грунтов при их замачивании или вечномерзлых грунтов при их оттаивании, воздействия деформации земной поверхности в районах горных выработок и в карстовых районах)
Нормативные значения нагрузок (нормативные нагрузки) - нормативные величины нагрузок, установленные в соответствии со Строительными Правилами.
Расчётные значения нагрузок (расчётные нагрузки) - значения нагрузок, определённые умножением нормативных значений нагрузок на коэффициенты надежности по нагрузке.
В зависимости от поставленной задачи, используют ряд модифицирующих нагрузки коэффициентов:
- коэффициент надежности по нагрузке - коэффициент, учитывающий возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону
- коэффициент надежности по назначению - коэффициент, значение которого устанавливается в зависимости от класса ответственности сооружения
- коэффициент надежности по назначению - коэффициент, устанавливаемый в зависимости от планируемого срока службы сооружения
При расчёте рассматриваются наихудшие вариации совместного действия нагрузок и воздействий. Как правило, расчет производят, рассматривая несколько различных сочетаний нагрузок.
Различают основные, дополнительные и особые сочетания нагрузок.
Расчётные сочетания нагрузок (РСН) - все возможные неблагоприятные комбинации нагрузок, которые необходимо учитывать при проектировании объекта.
Коэффициент сочетаний нагрузок - коэффициент, учитывающий уменьшения вероятности одновременного достижения несколькими нагрузками их расчетных значений.
5) По источнику
(нагрузка от собстенного веса конструкций, эксплуатационная нагрузка, снеговая, ветровая, сейсмическая и др.)
📙 Подробнее о различных видах нагрузки по источнику можно ознакомиться в подборке публикаций:
👷♂️ Если есть что прокомментировать или добавить - пишите