Нормативная нагрузка расчетная нагрузка: РАСЧЁТНАЯ НАГРУЗКА | это… Что такое РАСЧЁТНАЯ НАГРУЗКА?

Вопрос 10.4. Как Вы думаете, нормативная нагрузка это максимально возможная нагрузка?

Ваш письменный краткий ответ	Скрытый правильный краткий ответ
Ответ: Да. Адрес ответа: Блок 3	Ответ неверен, так как нормативная нагрузка это максимальная нагрузка, действующая при нормальной эксплуатации конструкций, а за время длительной эксплуатации конструкций возможны отклонения в большую сторону, которые учитываются путем умножения на коэффициент надежности по нагрузке. Такая нагрузка является максимально возможной и называется расчетной нагрузкой.
Ответ: Нет. Адрес ответа: Блок 3	Ответ верен, так как нормативная нагрузка это максимальная нагрузка, действующая при нормальной эксплуатации конструкций, а за время длительной эксплуатации конструкций возможны отклонения в большую сторону, которые учитываются путем умножения на коэффициент надежности по нагрузке. Такая нагрузка является максимально возможной и называется расчетной нагрузкой.

Ваш письменный краткий ответ	Скрытый правильный краткий ответ
Ответ: Да. Адрес ответа: Блок 3	Ваш ответ верен, так как расчетная нагрузка по сравнению с нормативной нагрузкой учитывает возможные отклонения величины нормативной нагрузки за время длительной эксплуатации, в том числе и в большую сторону. Учитывается это тем, что для каждого вида нагрузки в зависимости от ее изученности вводится коэффициент надежности по нагрузке. Расчетная нагрузка получается путем умножения нормативной нагрузки на этот коэффициент.
Ответ: Нет. Адрес ответа: Блок 3	Ваш ответ неверен, так как расчетная нагрузка по сравнению с нормативной нагрузкой учитывает возможные отклонения величины нормативной нагрузки за время длительной эксплуатации, в том числе и в большую сторону. Учитывается это тем, что для каждого вида нагрузки в зависимости от ее изученности вводится коэффициент надежности по нагрузке. Расчетная нагрузка получается путем умножения нормативной нагрузки на этот коэффициент.

10.3.2. Особенности расчета поперечных рам.

Основной несущей конструкцией каркаса производственного здания является поперечная рама — плоская конструкция.

Для подбора сечения элементов рамы колонн и ригелей необходимо: установить расчетную схему рамы; собрать нагрузки, действующие на раму; выполнить статический расчет рамы и выявить комбинации нагрузок, дающие наибольшие расчетные усилия для каждого элемента рамы.

1) Расчетные схемы рамы.

Полученную при компоновке конструктивную схему необходимо привести к расчетной, в которой конструктивные элементы изображаются осевыми линиями с идеализированным сопряжением в узлах. Расчетная схема должна по возможности ближе соответствовать конструктивной схеме. В расчетной схеме должны быть установлены длины всех элементов рамы и отдельных участков с отличающимися сечениями, соотношение моментов инерции, принимаемые для расчета типы сопряжений элементов друг с другом и с фундаментами.

За геометрические оси колонн принимаются центры тяжести сечений колонн (а их допускается принимать по середине высоты сечений).

За геометрическую ось ригеля принимают ось нижнего пояса (при жестком сопряжении) или середину сплошного ригеля; либо линию соединяющую центры опорных шарниров (при шарнирном сопряжении).Ригели с уклоном до 1/10 включительно допускается принимать горизонтальными в расчетной схеме.

Из опыта проектирования эксцентриситет сопряжения верхней и нижней частей колонны принимается равным: е = (0.45 — 0.55) в_н -0.5в_в, где в_н; в_в— ширина нижней и верхней частей ступенчатой колонны.

Для определения моментов инерции элементов рамы пользуются либо аналогичным проектом, либо приближенными расчетами или формулами: — для ригеля

(10.22.)

где M_max— изгибающий момент посередине ригеля, как в простой балке от расчетной нагрузки на нем;

h_cp— высота ригеля посередине пролета;

R_y— расчетное сопротивление материала;

1.15 — коэффициент, учитывающий отношение усредненной площади сечения поясов к площади нижнего пояса; - коэффициент, учитывающий наклон верхнего пояса и деформативность решетки сквозного ригеля, принимаемый при уклоне верхнего пояса 1/8 равным 0.7; при 1/10 — 0.8 и при 0 — 0.9.

— для нижней части колонны :

(10.23.)

где k₁— при шаге рам 10-13м и высоте 10-16м равен 3.2; при шаге 6м от 2.2 до 2.8 (легкие — тяжелые здания)

— для верхней части колонны:

(10. 24.)

где k₂= 1.2 — 1.6 (легкие — тяжелые здания).

Для многопролетных рам с разным шагом колонн по разным рядам колонн расчетные блоки приводятся к плоской системе с суммарной жесткостью колонн по каждому ряду в пределах расчетного блока. Ширина расчетного блока принимается по большему шагу колонн.

2) Сбор нагрузок и основы расчета несущих металлических конструкций зданий или сооружений рассмотрим на примере одноэтажной однопролетной поперечной рамы производственного здания.

Основными видами нагрузок, действующих на производственные здания, являются: постоянные нагрузки от собственного веса несущих и ограждающих конструкций и временные нагрузки от атмосферных воздействий (снеговые и ветровые) и крановых воздействий (вертикальных и горизонтальных).

В связи с выходом новых норм по нагрузкам и воздействиям (ДБН В.1.2-…-2006) основные понятия и особенности определения этих видов нагрузок представлены в пункте 10. 3.1.3.

а) Постоянные нагрузки на поперечную раму возникают от собственного веса несущих и ограждающих конструкций, величины которых определяются в зависимости от принятых конструктивных решений.

Конструктивные решения и состав ограждающих конструкций покрытия и стен разрабатываются на стадии архитектурного проектирования в зависимости от температурного режима зданий, требований по сопротивлению теплопередаче и других. Площадь остекления определяется из светотехнического расчета. Собственный вес подкрановых конструкций обычно учитывается при определении крановых нагрузок.

Постоянная нагрузка от веса покрытия включает следующие составляющие:

— вес кровли;

— собственный вес несущих конструкций (ферм-ригелей, связей, прогонов).

Вес кровли определяется в зависимости от ее состава. Вначале определяется нагрузка на 1м²покрытия. Расчет обычно выполняется в табличной форме в соответствии с принятой конструктивной формой. Затем определяется величина погонной нагрузки путем умножения нагрузки на 1м²на ширину грузовой площади (расстояние между ригелями) или величина сосредоточенных сил путем умножения нагрузки на 1м²на грузовую площадь:или. Здесь В – шаг ферм-ригелей;d– размер панели фермы-ригеля.

б) Снеговая нагрузка для расчета рамы принимается равномерно распределенной по ригелю вертикально направленной аналогично постоянной нагрузке с использованием пункта 10.3.1.3., д.

в) Ветровая нагрузка для расчета рамы принимается горизонтально направленной равномерно распределенной по высоте колонн и в виде сосредоточенных сил ,приложенных в узлах сопряжения ригеля с колоннами с использованием пункта 10.3.1.3., е.

г) Крановая нагрузка для расчета рамы принимается в виде сосредоточенных сил и моментов, приложенных в местах опирания подкрановых балок на колонны поперечной рамы и определяются с использованием пункта 10.3.1.3.,ж.

Расчет рамы выполняется на каждую нагрузку раздельно, а затем для определения расчетных усилий составляются наихудшие, но реально возможнные сочетания нагрузок, по которым определяют наиболее не благоприятные (расчетные) усилия для каждого элемента поперечной рамы постоянного сечения.

Нормативные и расчетные нагрузки, коэффициенты надежности.

По времени действия нагрузки и воздействия относятся к постоянным (когда направление, место и время их приложения можно считать неизменными), временным длительным и кратковременным (нагрузки, которые в отдельные периоды строительства и эксплуатации могут отсутствовать) и особым.

Кпостоянным нагрузкам и воздействиям относятся: вес постоянных частей зданий и сооружений, вес и давление грунтов, воздействие предварительного напряжения.

К временным длительным нагрузкам и воздействиям относятся: вес стационарного оборудования; вес жидкостей и сыпучих материалов в емкостях; давление газов и жидкостей в резервуарах, газгольдерах и трубопроводах; нагрузка на перекрытия складов, библиотек, архивов и подобных помещений, длительные температурные технологические воздействия и т. п.

К кратковременным нагрузкам и воздействиям относятся: атмосферные — снеговые, ветровые, гололедные нагрузки и температурные климатические воздействия; нагрузки от подъемно-транспортного оборудования; нагрузки на перекрытия жилых и промышленных зданий от массы людей, мебели и подобного легкого оборудования; ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования; нагрузки и воздействия, возникающие при перевозке строительных конструкций, монтаже и перестановке оборудования и т. п.

К особым нагрузкам и воздействиям относятся: сейсмические и взрывные воздействия; нагрузки и воздействия, вызываемые неисправностью или поломкой оборудования и резкими нарушениями технологического процесса; воздействия просадок основания, обусловленных коренным изменением структуры грунтов (деформаций просадочных грунтов при замачивании или вечномерзлых грунтов при оттаивании, просадка грунтов в районах горных выработок и карстовых районах).

Нормативные нагрузки.

Характеристиками нагрузок являются их нормативные значения, принимаемые на основе статистических данных или по номинальному значению.

Постоянные нагрузки и воздействия. Нормативные значения нагрузок от массы конструкций определяются по данным стандартов и заводов-изготовителей или по размерам, устанавливаемым в процессе проектирования на основе опыта предыдущих проектировок и справочных материалов. Нагрузка от грунтов устанавливается в зависимости от вида грунта и его плотности. Нормативные воздействия предварительного напряжения конструкций устанавливают в процессе проектирования.

Временные длительные нагрузки и воздействия на перекрытия складских помещений, архивов, библиотек и т. п. принимают по СНиП; вес оборудования — по стандартам, каталогам или по проектному заданию; данные по газам, длительные температурные и другие воздействия на конструкции устанавливают в зависимости от работы оборудования и указывают в проектных заданиях.

Кратковременные нагрузки и воздействия на перекрытия жилых и общественных зданий от массы людей, мебели и т. п., а также на перекрытия производственных площадок устанавливают в соответствии с действующими инструктивно — нормативными документами. Нагрузки от серийного подъемно-транспортного оборудования принимают по соответствующим стандартам, для индивидуального — по данным заводских паспортов.

Расчетные нагрузки и коэффициенты перегрузки (надежности по нагрузке).

Коэффициент п учитывает изменчивость нагрузок, зависящую от ряда факторов, вследствие случайных отступлений от заданных условий нормальной эксплуатации. Коэффициенты надежности по нагрузке устанавливают после обработки статистических данных наблюдений за фактическими нагрузками,- которые отмечены во время эксплуатации сооружений. Эти коэффициенты зависят от вида нагрузки, вследствие чего каждая нагрузка имеет свое значение коэффициента.

Коэффициенты перегрузки характеризуют только изменчивость нагрузок. Они не учитывают динамического воздействия нагрузки, которое характеризуется специальным коэффициентом динамичности, представляющим собой отношение наибольшего напряжения (прогиба) при динамическом воздействии к напряжению (прогибу) при статическом воздействии той же нагрузки. Коэффициенты не учитывают и перспективного возрастания нагрузки с течением времени, например возрастания временной нагрузки на подкрановые балки при изменении грузоподъемности кранов и т. п.

Сочетание нагрузок.

Нагрузки воздействуют на конструкции не раздельно, а в сочетании друг с другом.

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Расчет стоимостиГарантииОтзывы

Различают следующие сочетания нагрузок:

а) основные сочетания, состоящие из постоянных и временных длительных и кратковременных нагрузок и воздействий;

б) особые сочетания, состоящие из постоянных, временных длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок и воздействий.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

• Реферат

  Нормативные и расчетные нагрузки, коэффициенты надежности.

  От 250 руб

• Контрольная работа

  Нормативные и расчетные нагрузки, коэффициенты надежности.

  От 250 руб

• Курсовая работа

  Нормативные и расчетные нагрузки, коэффициенты надежности.

  От 700 руб

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания

 

 

Требуется собрать нагрузки на монолитную плиту перекрытия жилого дома. Толщина плиты 200 мм. Состав пола представлен на рис. 1.

Решение

Определим нормативные значения действующих нагрузок. Для удобства восприятия материала постоянные нагрузки будем обозначать индексом q, кратковременные — индексом ν, длительные — индексом p.

Жилые здания относятся ко II уровню ответственности, следовательно, коэффициент надежности по ответственности γн = 1,0. На этот коэффициент будем умножать значения всех нагрузок. (Для выбора коэффициента см. статью Коэффициент надежности по ответственности зданий и сооружений)

Сначала рассмотрим нагрузки от плиты перекрытия и конструкции пола.  Эти нагрузки являются постоянными, т.к. действуют на всем протяжении эксплуатации здания.

1. Объемный вес железобетона равен 2500 кг/м3 (25 кН/м3). Толщина плиты δ1 = 200 мм = 0,2 м, тогда нормативное значение нагрузки от собственного веса плиты перекрытия составляет:

q1 = 25*δ1*γн = 25*0,2*1,0 = 5,0 кН/м2.

2. Нормативная нагрузка от звукоизоляционного слоя из экструдированного пенополистирола плотностью ρ2 = 35 кг/м3 (0,35 кН/м3) и толщиной δ2 = 30 мм = 0,03 м:

q2 = ρ2*δ2*γн = 0,35*0,03*1,0 = 0,01 кН/м2.

3. Нормативная нагрузка от цементно-песчаной стяжки плотностью ρ3 = 1800 кг/м3 (18 кН/м3) и толщиной δ3 = 40 мм = 0,04 м:

q3 = ρ3*δ3*γн = 18*0,04*1,0 = 0,72 кН/м2.

4. Нормативная нагрузка от плиты ДВП плотностью ρ4 = 800 кг/м3 (8 кН/м3) и толщиной δ4 = 5 мм = 0,005 м:

q4 = ρ4*δ4*γн = 8*0,005*1,0 = 0,04 кН/м2.

5. Нормативная нагрузка от паркетной доски плотностью ρ5 = 600 кг/м3 (6 кН/м3) и толщиной δ5 = 20 мм = 0,02 м:

q5 = ρ5*δ5*γн = 6*0,02*1,0 = 0,12 кН/м2.

Суммарная нормативная постоянная нагрузка составляет

q = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 = 5 + 0,01 + 0,72 + 0,04 + 0,12 +5,89 кН/м2.

Расчетное значение нагрузки получаем путем умножения ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке γt.

Теперь определим временные (кратковременные и длительные) нагрузки. Полное (кратковременное) нормативное значение нагрузки от людей и мебели (так называемая полезная нагрузка) для квартир жилых зданий составляет 1,5 кПа (1,5 кН/м2). Учитывая коэффициент надежности по ответственности здания γн = 1,0, итоговая кратковременная нагрузка от людей составляет:

ν1p = ν1*γt = 1,5*1,3 = 1,95 кН/м2.

Длительную нагрузку от людей и мебели получаем путем умножения ее полного значения на коэффициент 0,35, указанный в табл. 6, т.е:

р1 = 0,35*ν1 = 0,35*1,5 = 0,53 кН/м2;

р1р = р1*γt =0,53*1,3 = 0,69 кН/м2.

 

Полученные данные запишем в таблицу 1.

Помимо нагрузки от людей необходимо учесть нагрузки от перегородок. Поскольку мы проектируем современное здание со свободной планировкой и заранее не знаем расположение перегородок (нам известно лишь то, что они будут кирпичными толщиной 120 мм при высоте этажа 3,3 м), принимаем эквивалентную равномерно распределенную нагрузку с нормативным значением 0,5 кН/м2. С учетом коэффициента γн = 1,0 окончательное значение составит:

р2 = 0,5*γн = 0,5*1,9 =0,5 кН/м2.

При соответствующем обосновании в случае необходимости нормативная нагрузка от перегородок может приниматься и большего значения.

Коэффициент надежности по нагрузке γt = 1,3, поскольку перегородки выполняются на строительной площадке. Тогда расчетное значение нагрузки от перегородок составит:

р2р = р2*γt = 0,5*1,3 = 0,65 кН/м2.

(Для выбора плотности основных строй материалов см. статьи:

1. Классификация нагрузок по продолжительности действия.
2. Плотность стройматериалов по данным СНиП II-3-79

Для удобства все найденные значения запишем в таблицу сбора нагрузок (табл.1).

 Таблица 1

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Вид нагрузки	Норм. кН/м2	Коэф. γt	Расч. кН/м2
Постоянная нагрузка
1. Ж.б. плита	5,0	1,1	5,5
2. Пенополистирол	0,01	1,3	0,013
3. Цем — песч. стяжка	0,72	1,3	0,94
4. Плита ДВП	0,04	1,1	0,044
5. Паркетная доска	0,12	1,1	0,132
Всего:	5,89		6,63
Временная нагрузка
1. Полезная нагрузка
кратковременная ν1	1,5	1,3	1,95
длительная р1	0,53	1,3	0,69
2. Перегородки (длительная) р2	0,5	1,3	0,65

 

В нашем примере сейсмические, взрывные и т.п. воздействия (т.е. особые нагрузки) отсутствуют. Следовательно, будем рассматривать основные сочетания нагрузок.

I сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и пола) + полезная (кратковременная).

При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициенты Ψl, Ψt вводить не следует.

Тогда qI = q + ν1 = 5,89 + 1,5 = 7,39, кН/м2;

qIр = qp + ν1p = 6,63 + 1,95 = 8,58 кН/м2.

II вариант: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и пола) + полезная (кратковременная) + нагрузка от перегородок (длительная).

Для основных сочетаний коэффициент сочетаний длительных нагрузок Ψl принимается: для первой (по степени влияния) длительной нагрузки — 1,0, для остальных — 0,95. Коэффициент Ψt для кратковременных нагрузок принимается: для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки — 1,0, для второй — 0,9, для остальных — 0,7.

Поскольку во II сочетании присутствует одна кратковременная и одна длительная нагрузка, то коэффициенты Ψl и Ψt = 1,0.

qII = q + ν1 + p2 = 5,89 + 1,5 + 0,5 =7,89 кН/м2;

qIIр = qр + ν1р + p2р = 6,63+ 1,95 + 0,65 =9,23 кН/м2.

Совершенно очевидно, что II основное сочетание дает наибольшие значения нормативной и расчетной нагрузки.

Смотрите также:

 

Примеры:

 

Нагрузка на перекрытие

     Этот раздел довольно плотно пересекается с информацией в статье про классификацию нагрузок, но имеет более конкретную цель и описывает специфические коэффициенты, не упоминавшиеся в указанной статье. Основу этой статьи составляет актуализированный СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» и EN 1991-1-1 «Удельный вес, постоянные и временные нагрузки».

​

Равномерно распределённая нагрузка

     В статье про классификацию нагрузок мы уже определили, что все нагрузки, не являющиеся неотъемлемой частью здания, являются временными. Нормативные значения равномерно распределенных временных нагрузок на перекрытия, лестницы и полы на грунтах приведены в таблице ниже:

    Расчётное значение нагрузки qр следует определять как произведение её нормативного значения на коэффициент надёжности по нагрузке:

qр = qн · φ1 (2) · φ3 (4) · γf

где qн берётся из таблицы выше,
       γf — коэффициент надёжности по нагрузке, который зависит от самой величины qн следующим образом:
       γf = 1,3 при полном нормативном значении менее 2 кПа;

       γf = 1,2 при полном нормативном значении 2 кПа и более;
       γf = 1,0 при расчёте по предельным состояниям 2-й группы (на прогиб)

​

Коэффициенты грузовой площади φ1 и φ2

    При расчете балок, ригелей, плит, стен, колонн и фундаментов, воспринимающих нагрузки от одного перекрытия, нормативные значения нагрузок, указанные в таблице, допускается снижать в зависимости от грузовой площади А, с которой передаются нагрузки на рассчитываемый элемент, умножением на коэффициент φ1 или φ2, равный:

• для помещений, указанных в таблице в позициях 1, 2, 12а (при А > A1 = 9 м²)
                                                                                         φ1 = 0,4 + 0,6 / √(А/А1)

• для помещений, указанных в таблице в позициях 4, 11, 12б (при А > A2 = 36 м²)
                                                                                         φ2 = 0,5 + 0,5 / √(А/А1)

​

Коэффициенты сочетания нагрузок φ3 и φ4

    При расчёте нагрузок на стены, колонны и фундаменты воспринимающие нагрузки от двух и более перекрытий (фактически — это любой дом, например: один этаж и чердак или мансарда), полные нормативные значения нагрузок, указанные в таблице в пунктах 1, 2, 3, 11, 12а и 12б допускается снижать умножением на коэффициенты сочетания φ3 или φ4:

• для помещений, указанных в таблице в позициях 1, 2, 12а
                                                                                         φ3 = 0,4 + (φ1 — 0,4) / √n​

• для помещений, указанных в таблице в позициях 3, 11, 12б
                                                                                         φ3 = 0,5 + (φ2 — 0,5) / √n​

где n — общее число перекрытий.
 

Пример

      Для примера посчитаем расчётную нагрузку на перекрытие большой комнаты размером 6 х 7 м² дома с чердаком. Поскольку мы говорим об обычном жилом доме, то для нас в подавляющем большинстве случаев нужен только первый пункт таблицы (за исключением, пожалуй, чердачных помещений). Нормативная нагрузка, вычисленная и утвердившаяся за десятилетия, а то и столетия документированной строительной практики составляет qн = 1,5 кПа (≈153 кг/м²).
      А дальше начинаются вопросы: зачем?, для чего мы это считаем?
 

• Если мы считаем нагрузку, чтобы посчитать прочность балок этого перекрытия:

  • учитываем коэффициент надёжности — поскольку нагрузка менее 2 кПа, то коэффициент составит γf = 1,3 

  • т.к. площадь > 9 м², коэффициент грузовой площади φ1 = 0,4 + 0,6 / √(6·7/9) = 0,68

  • коэффициент сочетания нагрузок не учитываем, т.к. не те расчётные условия φ3 = 1
    Итого, расчётная нагрузка: qр = 1,5 · 0,68 · 1 · 1,3 = 1,33 кПа.
     

• Если мы ​считаем нагрузку, чтобы вычислить прогиб балок этого перекрытия:

  • коэффициент надёжности мы не учитываем​: γf = 1

  • т.к. площадь > 9 м², коэффициент грузовой площади φ1 = 0,4 + 0,6 / √(6·7/9) = 0,68

  • коэффициент сочетания нагрузок не учитываем, т.к. не те расчётные условия φ3 = 1
    Итого, расчётная нагрузка: qр = 1,5 · 0,68 · 1 · 1 = 1,02 кПа.
     

• Если мы считаем нагрузку, чтобы вычислить нагрузку на фундамент для расчёта по несущей способности:

  • учитываем коэффициент надёжности — поскольку нагрузка менее 2 кПа, то коэффициент составит γf = 1,3 

  • т.к. площадь > 9 м², коэффициент грузовой площади φ1 = 0,4 + 0,6 / √(6·7/9) = 0,68

  • учитываем коэффициент сочетания нагрузок    φ3 = 0,4 + (0,68 — 0,4) / √2 = ​0,6
    Итого, расчётная нагрузка: qр = 1,5 · 0,68 · 0,6 · 1,3 = 0,8 кПа.
     

• Если мы считаем нагрузку, чтобы вычислить нагрузку на фундамент для расчёта по деформациям:

  • учитываем коэффициент надёжности — поскольку нагрузка менее 2 кПа, то коэффициент составит γf = 1,3 

  • т. к. площадь > 9 м², коэффициент грузовой площади φ1 = 0,4 + 0,6 / √(6·7/9) = 0,68

  • учитываем коэффициент сочетания нагрузок    φ3 = 0,4 + (0,68 — 0,4) / √2 = ​0,6

  • нагрузка в здесь относится к длительному классу, а значит используем пониженное значение qн=qн * 0,35

  Итого, расчётная нагрузка: qр = 1,5 · 0,35 · 0,68 · 0,6 · 1,3 = 0,28 кПа.

Эти значения нельзя принимать для любого помещения, так как они зависят от площади этого помещения. 
    Может возникнуть вопрос, почему для расчёта фундамента оказалась самая маленькая величина нагрузки? Ответ лежит в области теории вероятностей. Дело в том, что статистически вы весьма вероятно сможете нагрузить перекрытие в некоторых местах так, чтобы получилась нагрузка 150 кг/м². Поэтому для расчёта прочности балок применяется максимальная величина нагрузки. Но очень маловероятно, что вы сможете нагрузить всю площадь комнаты такой нагрузкой, ведь иначе вам понадобится затащить в комнату 6,3 тонны всякого барахла! Этот эффект учитывает коэффициент грузовой площади. Если же у вас два этажа, или этаж и чердак, то вероятность того, то вы когда либо нагрузите их обоих до предельного состояния стремится к нулю, а вот насколько  максимально наиболее вероятно вы их нагрузите — определяет коэффициент сочетания нагрузок. Поэтому при расчёте фундамента оказывается наиболее маленькая величина нагрузки. Кроме того, для различных расчётов фундамента в СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» есть указание: нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые согласно СП 20.13330 могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считают кратковременными, а при расчете по деформациям — длительными. А если мы считаем нагрузку на перекрытие длительной, то используем пониженное нормативное значение (множитель 0,35) —  вместо 1,5 кПа остаётся лишь 0,53 кПа!
     Однако, если рассчитываемая комната имеет небольшую площадь, то заполнить её барахлом доверху оказывается немного проще, что находит отражение в величинах коэффициентов. Так, для комнаты площадью не более 9 м² φ1=1. Расчётные нагрузки для такой комнаты будут выглядеть соответственно так:

• Для расчёта прочности балок: qр = 1,5 · 1 · 1 · 1,3 = 1,95 кПа

• Для расчёта прогиба балок: qр = 1,5 · 1 · 1 · 1 = 1,5 кПа

• Для расчёта фундамента по несущей способности: qр = 1,5 · 1 · 0,82 · 1,3 = 1,6 кПа.

• Для расчёта фундамента по деформациям: qр = 1,5 · 0,35 · 1 · 0,82 · 1,3 = 0,56 кПа.

​

     Важно напомнить, что это нагрузка только временная! Для расчёта нагрузки на фундамент или на ту же балку перекрытия необходимо добавлять постоянную составляющую (собственный вес перекрытия)!

Сбор нагрузок на перекрытие и балку

Сбор нагрузок производится всегда, когда нужно рассчитать несущую способность строительных конструкций. В частности, для перекрытий нагрузки собираются с целью определения толщины, шага и сечения арматуры железобетонного перекрытия, сечения и шага балок деревянного перекрытия, вида, шага и номера металлических балок (швеллер, двутавр и т. д.).

Сбор нагрузок производится с учетом требований СНиПа 2.01.07-85* (или по новому СП 20.13330.2011) «Актуализированная редакция» [1].

Данное мероприятие для перекрытия жилого дома включает в себя следующую последовательность:

1. Определение веса «пирога» перекрытия.

В «пирог» входят: ограждающие конструкции (например, монолитная железобетонная плита), теплоизоляционные и пароизоляционные материалы, выравнивающие материалы (например, стяжка или наливной пол), покрытие пола (линолеум, паркет, ламинат и т.д.).

Для определения веса того или иного слоя нужно знать плотность материала и его толщину.

2. Определение временной нагрузки.

К временным нагрузкам относятся мебель, техника, люди, животные, т.е. все то, что способно двигаться или переставляться местами. Их нормативные значения можно найти в таблице 8.3. [1]. Например, для квартир жилых домов нормативное значение равномерно распределенной нагрузки составляет 150 кг/м2.

3. Определение расчетной нагрузки.

Делается это с помощью коэффициентов надежности по нагрузки, которые можно найти в том же СНиПе. Для веса строительных конструкций и грунтов — это таблица 7.1 [1]. Что касается равномерно распределенной временной нагрузки и нагрузки от материалов, то здесь коэффициент надежности берется в зависимости от нормативного значения по пункту 8.2.2 [1]. Так, по нему, если вес составляет менее 200 кг/м2 коэффициент равен 1,3, если равен или более 200 кг/м2 — 1,2. Также данный пункт регламентирует значение нормативной нагрузки от веса перегородок, которая должна равняться не менее 50 кг/м2.

4. Сложение.

В конце необходимо сложить все расчетные и нормативные значения с целью определения общего значения для дальнейшего использования их в расчете на несущую способность.

В случае сбора нагрузок на балку ситуация та же. Только после получения конечных значений их нужно будет преобразовать из кг/м2 в кг/м. Делается это с помощью умножения общей расчетной или нормативной нагрузки на величину пролета.

Для того, чтобы материал был более понятен, рассмотрим два примера. В первом примере соберем нагрузки на перекрытие, а во втором на балку.

А после рассмотрения примеров с целью экономии времени можно воспользоваться специальным калькулятором. Он позволяет в режиме онлайн собрать нагрузки на перекрытие, стены и балки перекрытия.

Пример 1. Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие жилого дома.

Имеется перекрытие, состоящее из следующих слоев:

1. Многопустотная железобетонная плита — 220 мм.

2. Цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) — 30 мм.

3. Утепленный линолеум.

На перекрытие опирается одна кирпичная перегородка.

Определим нагрузки, действующие на 1 м2 грузовой площади (кг/м2) перекрытия. Для наглядности весь процесс сбора нагрузок произведем в таблице.

Вид нагрузки	Норм.	Коэф.	Расч.
Постоянные нагрузки: — железобетонная плита перекрытия (многопустотная) толщиной 220 мм — цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) толщиной 30 мм — утепленный линолеум — перегородки Временные нагрузки: — жилые помещения	290 кг/м2   54 кг/м2 5 кг/м2 50 кг/м2   150 кг/м2	1,1   1,3 1,3 1,1   1,3	319 кг/м2   70,2 кг/м2 6,5 кг/м2 55 кг/м2   195 кг/м2
ИТОГО	549 кг/м2		645,7 кг/м2

Пример 2. Сбор нагрузок на балку перекрытия.

Имеется перекрытие, которое опирается на деревянные балки, состоящее из следующих слоев:

1. Доска из сосны (ρ=520 кг/м3) — 40 мм.

2. Линолеум.

Шаг деревянных балок — 600 мм.

Также на перекрытие опирается перегородка из гипсокартонных листов.

Определение нагрузок на балку производится в два этапа:

1 этап — составляем таблицу, как описано выше, т.е. определяем нагрузки, действующие на 1 м2.

2 этап — преобразовываем нагрузки из 1кг/м2 в 1 кг/п.м.

Вид нагрузки	Норм.	Коэф.	Расч.
Постоянные нагрузки: — дощатый пол из сосны (ρ=520 кг/м3) толщиной 40 мм — линолеум — перегородки Временные нагрузки: — жилые помещения	20,8 кг/м2 5 кг/м2 50 кг/м2   150 кг/м2	1,1 1,3 1,1   1,3	22,9 кг/м2 6,5 кг/м2 55 кг/м2   195 кг/м2
ИТОГО	225,8 кг/м2		279,4 кг/м2

Определение нормативной нагрузки на балку:

q_норм = 225,8кг/м2*(0,3м+0,3м) = 135,48 кг/м.

Определение расчетной нагрузки на балку:

q_расч = 279,4кг/м2*(0,3м+0,3м) = 167,64 кг/м.

 

Поделиться статьей с друзьями:

Добавить комментарий

Сбор нагрузок. В этой статье приведен Расчет нагрузки на стену. Как рассчитать нагрузку на стену?

Начинаем публикацию статей по расчету кирпичных стен. Прежде, чем приступить к расчетам, необходимо собрать нагрузки. На стены здания в пределах каждого этажа действуют нагрузки от вышележащих этажей, нагрузки от плит перекрытия рассматриваемого этажа и собственный вес отдельных участков стен.

Для начала давайте определимся, какие же нагрузки бывают?

Нагрузки бывают:

— нормативные — их значения приведены в СНиП «Нагрузки и воздействия».

— расчетные — значения расчетных нагрузок определяются путем умножения нормативных на коэффициент надежности по нагрузке (γ_ƒ)

Также они классифицируются на:

— постоянные

— временные, которые в свою очередь бывают:

a. длительными

b. кратковременными

c. особыми

К постоянным относится собственный вес конструкций, который находится путем умножения объема на плотность.

К кратковременным относятся нагрузки от людей, снега, ветра (полные значения) и пр.

К длительным — перегородки, оборудование и пр., а также пониженные кратковременные от людей и снега.

В СНиПе указаны дополнительно особые нагрузки, но в данном примере они нас не интересуют.

Давайте для наглядности представим, что нам необходимо произвести сбор нагрузок на стену первого этажа двухэтажного коттеджа. Высота этажа 3м, длина 6м. Перекрытия железобетонные толщиной 220мм. Для упрощения расчетов принимаем плоскую рулонную кровлю.

  

 

Для начала произведем подсчет нагрузок на 1 м² перекрытия и покрытия и внесем данные в таблицу. Предположим, что пол второго этажа состоит из стяжки, поверх которой уложен ламинат. Покрытие второго этажа состоит из пароизоляции, утеплителя, цементно-песчаной стяжки и трехслойного гидроизоляционного ковра.

Наименование	Нормативная нагрузка, т	γƒ	Расчетная нагрузка, т
Покрытие
Собственный вес плиты покрытия 0,22м*1м*1м*2,5 т/м3	0,55	1,1	0,61
Пароизоляция из 1 слоя рубероида	0,003	1,3	0,004
Утеплитель из керамзита плотностью 400 кг/м3, толщина 100мм	0,04	1,3	0,052
Цементно-песчаная стяжка толщиной 30мм, плотностью 1800 кг/м3	0,054	1,3	0,07
Гидроизоляционный ковер из 3 слоев рубероида	0,01	1,3	0,013
Итого постоянная			0,749
Временная для прочих покрытий  (таблица 3, п.9, в)	0,05	1,3	0,065
Временная снеговая (в районе III -180 кг/м2). Внимание! В СНиП Нагрузки и воздействия дана уже расчетная нагрузка. Нормативная нагрузка определяется путем умножения расчетного значения на 0,7. (μ=1)	0,126	1,4	0,18
Итого временная			0,245
Полная нагрузка на 1м2 покрытия			0,994
Перекрытие первого этажа
Собственный вес плиты перекрытия 0,22м*1м*1м*2,5 т/м3	0,55	1,1	0,61
Цементно-песчаная стяжка толщиной 30мм, плотностью 1800 кг/м3	0,054	1,3	0,07
Ламинат толщиной 10мм + подложка 3мм	0,008	1,2	0,01
Итого постоянная			0,69
Временная для помещений жилых зданий	0,15	1,3	0,2
Итого временная			0,2
Полная нагрузка на 1м2 перекрытия			0,89

Теперь нам нужно определить грузовую площадь. Чтобы лучше понять, что такое грузовая площадь, посмотрим на картинку ниже.

 

Если нагрузка собирается для 1 погонного метра стены, то грузовая площадь будет равна произведению 1-го метра на половину расстояния между наружной и внутренней несущей стеной.

Розовым цветом отмечена грузовая площадь для средней стены, а  зеленым цветом — для наружных стен.

Таким образом, для рассматриваемого нами участка кладки грузовая площадь будет равна 1м*2м=2м²

Перемножив грузовую площадь на  значения из таблицы, получим нагрузку от перекрытия и покрытия для 1 погонного метра кирпичной кладки.

 

От покрытия:

— постоянная — 0,749*2=1,498 т

— временная — 0,245*2=0,49 т

Полная P₂= 0,994*2=1,988 тонны

 

От перекрытия:

— постоянная —  0,69*2=1,4 т

— временная — 0,2*2=0,4 т

Полная P₁= 0,89*2=1,8 тонн

 

Осталось посчитать вес кладки второго этажа (G₂) и вес парапета (G_п). Высота 2го этажа — 3 м, парапета — 0,7 м. Толщина — 0,25 м, плотность кладки — 1,8 т/м³.

Вес 1 погонного метра равен:

G₂=1*0,25*3*1,8=1,35 т

G_п=1*0,25*0,7*1,8=0,315 т

Полная нагрузка, которая действует на 1 пог.м кладки первого этажа составит:

 

N=G_п+P₂+G₂+P₁=0,315+1,988+1,35+1,8=5,5 т

 

Для дальнейших расчетов нам также понадобится значение длительной продольной силы. Она равна сумме постоянной нагрузки от перекрытий и покрытий, веса вышележащих стен и длительной временной от перекрытий и покрытий. В нашем примере длительную временную мы не рассматривали.

N_g=0,315+1,498+1,35+1,4=4,563 т

Теперь, когда все нагрузки собраны, можно приступать к Расчету стены на прочность.

← Предыдущая Следующая →

---

Статья была для Вас полезной?

Оставьте свой отзыв в комментарии

 

---

1.

2: Структурные нагрузки и система нагрузки

2.1.4.1 Дождевые нагрузки

Дождевые нагрузки — это нагрузки, возникающие из-за скопления массы воды на крыше во время ливня или сильных осадков. Этот процесс, называемый затоплением, в основном происходит на плоских крышах и крышах с уклоном менее 0,25 дюйма на фут. Запруды на крышах возникают, когда сток после осадков меньше, чем количество воды, удерживаемой на крыше. Вода, скопившаяся на плоской или пологой крыше во время ливня, может создать большую нагрузку на конструкцию. Поэтому это необходимо учитывать при проектировании здания. Международный совет по нормам и правилам требует, чтобы крыши с парапетами имели первичные и вторичные водостоки. Первичный водосток собирает воду с крыши и направляет ее в канализацию, а вторичный водосток служит резервом на случай засорения основного водостока. На рис. 2.3 изображена крыша и эти дренажные системы. Раздел 8.3 ASCE7-16 определяет следующее уравнение для расчета дождевых нагрузок на непрогибаемую крышу в случае, если первичный водосток заблокирован:

где

• R = дождевая нагрузка на непрогибаемую крышу, в фунтах на квадратный дюйм или кН/м ² .
• d _s = глубина воды на непрогибаемой кровле до входа вторичной дренажной системы (т. е. статического напора), в дюймах или мм.
• d _h = дополнительная глубина воды на непрогибаемой кровле над входом во вторичную дренажную систему (т. е. гидравлический напор), в дюймах или мм. Это зависит от скорости потока, размера дренажа и площади, дренируемой каждым дренажом.

Скорость потока, Q , в галлонах в минуту, можно рассчитать следующим образом:

Q (галлонов в минуту) = 0,0104 Ai

по дренажной системе.

i = 100 лет, 1 час. интенсивность осадков в дюймах в час для места расположения здания, указанного в сантехнических нормах.

Рис. 2.3. Водосточная система крыши (адаптировано из Международного совета по нормам).

2.1.4.2 Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка – это давление, оказываемое на конструкции ветровым потоком. Силы ветра были причиной многих структурных разрушений в истории, особенно в прибрежных районах. Скорость и направление ветрового потока постоянно меняются, что затрудняет прогнозирование точного давления, оказываемого ветром на существующие конструкции. Это объясняет причину значительных усилий по исследованию влияния и оценки сил ветра. На рис. 2.4 показано типичное распределение ветровой нагрузки на конструкцию. Основываясь на принципе Бернулли, связь между динамическим давлением ветра и скоростью ветра можно выразить следующим образом, если визуализировать поток ветра как поток жидкости:

где

• q = динамическое давление ветра в фунтах на квадратный фут.
• ρ = массовая плотность воздуха.
• V = скорость ветра в милях в час.

Базовую скорость ветра для определенных мест в континентальной части США можно получить из контурной карты базовой скорости в ASCE 7-16 .

Предполагая, что удельный вес воздуха для стандартной атмосферы составляет 0,07651 фунт/фут ³ и подставив это значение в ранее сформулированное уравнение 2. 1, можно использовать следующее уравнение для статического давления ветра:

-16 модифицировал уравнение 2.2, введя некоторые факторы для учета высоты конструкции над уровнем земли, важности конструкции с точки зрения жизни людей и имущества, а также топографию ее расположения следующим образом:

где

K _z = коэффициент скорости и давления, который зависит от высоты конструкции и условий воздействия. Значения K _z приведены в таблице 2.4.

K _zt = топографический фактор, учитывающий увеличение скорости ветра из-за внезапных изменений топографии, где есть холмы и откосы. Этот коэффициент равен единице для строительства на ровной местности и увеличивается с высотой.

K _d = коэффициент направленности ветра. Он учитывает пониженную вероятность максимального ветра, приходящего с любого заданного направления, и уменьшенную вероятность развития максимального давления при любом направлении ветра, наиболее неблагоприятном для сооружения. Для конструкций, подвергающихся только ветровым нагрузкам, К _d = 1; для конструкций, подвергающихся другим нагрузкам, помимо ветровой, значения К _d приведены в табл. 2.5.

• K _e = коэффициент высоты земли. Согласно разделу 26.9 в ASCE 7-16 , это выражается как K _e = 1 для всех отметок.
• V = скорость ветра, измеренная на высоте z над уровнем земли.

Три условия воздействия, классифицированные как B, C и D в таблице 2.4, определяются с точки зрения шероховатости поверхности следующим образом: местность с близко расположенными препятствиями. Эта категория применяется к зданиям со средней высотой крыши ≤ 30 футов (9.1 м), если поверхность простирается в направлении против ветра на расстояние более 1500 футов. Для зданий со средней высотой крыши более 30 футов (9,1 м) эта категория применяется, если шероховатость поверхности в направлении против ветра превышает 2600 футов (792 м) или 20-кратная высота здания, в зависимости от того, что больше.

Воздействие C: Воздействие C применяется там, где преобладает шероховатость поверхности C. Шероховатость поверхности C включает открытую местность с разбросанными препятствиями высотой менее 30 футов.

Воздействие D: шероховатость поверхности для этой категории включает равнины, гладкие илистые отмели, солончаки, сплошной лед, участки без препятствий и водные поверхности. Воздействие D применяется, когда шероховатость поверхности D простирается в направлении против ветра на расстояние, превышающее 5000 футов или 20-кратную высоту здания, в зависимости от того, что больше. Это также применимо, если шероховатость поверхности с наветренной стороны составляет B или C, а площадка находится в пределах 600 футов (183 м) или 20-кратной высоты здания, в зависимости от того, что больше.

Таблица 2.4. Коэффициент воздействия скоростного давления, K _z , как указано в ASCE 7-16 .

Таблица 2.5. Коэффициент направления ветра, K _d , как указано в ASCE 7-16 .

Тип конструкции	К д
Система сопротивления основной силе ветра (MWFRS) Компоненты и облицовка	0,85 0,85
Арочные крыши	0,85
Дымоходы, резервуары и аналогичные конструкции Квадрат Шестигранник Раунд	0,9 0,95 0,95
Сплошные отдельно стоящие стены и сплошные отдельно стоящие и прикрепленные знаки	0,85
Открытые знаки и решетчатый каркас	0,85
Ферменные башни Треугольный, квадратный, прямоугольный Все остальные сечения	0,85 0,95

Чтобы получить окончательные внешние давления для расчета конструкций, уравнение 2. 3 дополнительно модифицируется следующим образом:

где

• P _z = расчетное ветровое давление на лицевую сторону конструкции на высоте z над уровнем земли. Она увеличивается с высотой на наветренной стенке, но постоянна с высотой на подветренной и боковой стенках.
• G = коэффициент влияния порыва ветра. G = 0,85 для жестких конструкций с собственной частотой ≥ 1 Гц. Коэффициенты порывов ветра для гибких конструкций рассчитываются с использованием уравнений в разделе 9.0012 ASCE 7-16 .
• C _p = коэффициент внешнего давления. Это доля внешнего давления на наветренные стены, подветренные стены, боковые стены и крышу. Значения C _p представлены в таблицах 2.6 и 2.7.

Чтобы рассчитать ветровую нагрузку, которая будет использоваться при расчете стержня, объедините внешнее и внутреннее ветровое давление следующим образом:

где

GC _pi = коэффициент внутреннего давления из ASCE 7-16 .

Рис. 2.4. Типичное распределение ветра на стенах конструкции и крыше.

Таблица 2.6. Коэффициент давления на стенку, C _p , как указано в ASCE 7-16 .

Примечания:

1. Положительные и отрицательные знаки указывают на ветровое давление, действующее на поверхности и от нее.

2. L размер здания по нормали к направлению ветра, B — размер, параллельный направлению ветра.

Таблица 2.7. Коэффициенты давления крыши, C _p , для использования с q _h , как указано в ASCE 7-16 .

Пример \(\PageIndex{1}\)

Двухэтажное здание, показанное на рис. 2.5, представляет собой начальную школу, расположенную на равнинной местности в пригородной зоне, со скоростью ветра 102 мили в час и категорией воздействия B. ● Каково давление скорости ветра на высоте крыши для системы сопротивления основной ветровой силе (MWFRS)?

Рис. 2.5. Двухэтажное здание.

Решение

Средняя высота крыши составляет ч = 20 футов. h = 20′, тогда К _z = 0,7.

Коэффициент топографии из раздела 26.8.2 стандарта ASCE 7-16 равен K _zt = 1,0.

Коэффициент направленности ветра для MWFRS согласно таблице 26.6-1 в ASCE 7-16 составляет K _d = 0,85.

Используя уравнение 2.3, скоростное давление на высоте крыши 20 футов для MWFRS будет следующим: лед на крышах зданий может быть довольно большим и может привести к разрушению конструкции, если его не учитывать при проектировании конструкции.

Предлагаемые расчетные значения снеговых нагрузок приведены в нормах и технических условиях. Основой для расчета снеговой нагрузки является так называемая снеговая нагрузка на грунт. Снеговая нагрузка на грунт определяется Международными строительными нормами (IBC) как вес снега на поверхности земли. Снеговые нагрузки на грунт для различных частей Соединенных Штатов можно получить из контурных карт в ASCE 7-16 . Некоторые типичные значения снеговых нагрузок на грунт из этого стандарта представлены в таблице 2.8. После того, как эти нагрузки для требуемых географических зон установлены, их необходимо изменить для конкретных условий, чтобы получить снеговую нагрузку для расчета конструкции.

Согласно стандарту ASCE 7-16 расчетные снеговые нагрузки для плоских и наклонных крыш могут быть получены с использованием следующих уравнений:

где

• р _f = расчетная снеговая нагрузка на плоскую крышу.
• р _s = расчетная снеговая нагрузка для скатной крыши.
• р _г = снеговая нагрузка на грунт.
• I = фактор важности. В Таблице 2.9 приведены значения факторов важности в зависимости от категории здания.
• C _e = коэффициент воздействия. См. Таблицу 2.10 для значений коэффициента воздействия в зависимости от категории местности.
• C _t = тепловой коэффициент. Типичные значения см. в Таблице 2.11.
• C _s = коэффициент наклона. Значения C _s приведены в разделах с 7.4.1 по 7.4.4 стандарта ASCE 7-16 в зависимости от различных факторов.

 

Таблица 2.8. Типичные снеговые нагрузки на грунт, как указано в ASCE 7-16.

Местоположение	Нагрузка (PSF)
Ланкастер, Пенсильвания Якутат, АК Нью-Йорк, Нью-Йорк Сан-Франциско, Калифорния Чикаго, Иллинойс Таллахасси, Флорида	30 150 30 5 25 0

 

Таблица 2. 9. Коэффициент важности снеговой нагрузки, Is, как указано в ASCE 7-16.

Категория риска структуры	Фактор важности
я II III IV	0,8 1,0 1.1 1,2

Таблица 2.10. Коэффициент экспозиции, C _e , как указано в ASCE 7-16 .

 

Таблица 2.11. Термический коэффициент, C _t , как указано в ASCE 7-16 .

Тепловое состояние	Тепловой фактор
Все конструкции, кроме указанных ниже	1,0
Конструкции, находящиеся чуть выше точки замерзания, и другие конструкции с холодными вентилируемыми крышами, в которых термическое сопротивление (коэффициент R) между вентилируемым помещением и отапливаемым помещением превышает 25 ° F × h × ft 2 /Btu (4,4 K × м 2 /W)	1. 1
Неотапливаемые и открытые конструкции	1,2
Конструкции, намеренно оставленные ниже точки замерзания	1,3
Теплицы с постоянным обогревом и крышей с тепловым сопротивлением (коэффициентом R) менее 2,0 °F × h × ft 2 /Btu	0,85

Пример 2.4

Одноэтажный отапливаемый жилой дом, расположенный в пригородной зоне Ланкастера, Пенсильвания, считается частично открытым. Крыша здания имеет уклон 1 на 20, без нависающих карнизов. Какова расчетная снеговая нагрузка на крышу?

Решение

В соответствии с рис. 7.2-1 в ASCE 7-16 снеговая нагрузка на грунт для Ланкастера, Пенсильвания составляет

р _г = 30 шт.

Поскольку 30 фунтов на квадратный фут > 20 фунтов на квадратный фут, дополнительная плата за дождь со снегом не требуется.

Чтобы найти уклон крыши, используйте θ = arctan

Согласно ASCE 7-16 , поскольку 2,86° < 15°, крыша считается пологой. Таблица 7.3-2 в ASCE 7-16 указывает, что тепловой коэффициент для отапливаемой конструкции составляет C _t = 1,0 (см. Таблицу 2.11).

Согласно таблице 7.3-1 в ASCE 7-16 , коэффициент воздействия для местности категории B, частично обнаженной составляет C _e = 1,0 (см. Таблицу 2.10).

Таблица 1.5-2 в ASCE 7-16 указывает, что коэффициент важности I _s = 1,0 для категории риска II (см. Таблицу 2.9).

Согласно уравнению 2.6 снеговая нагрузка на плоскую крышу будет следующей: Таким образом, расчетная снеговая нагрузка на плоскую крышу составляет 21 фунт/фут.

2.1.4.4 Сейсмические нагрузки

Подвижки грунта, вызванные сейсмическими силами во многих географических регионах мира, могут быть весьма значительными и часто повреждают конструкции. Это особенно заметно в регионах вблизи активных геологических разломов. Таким образом, большинство строительных норм и стандартов требуют, чтобы конструкции были рассчитаны на сейсмические нагрузки в таких районах, где вероятны землетрясения. Стандарт ASCE 7-16 предоставляет многочисленные аналитические методы для оценки сейсмических сил при проектировании конструкций. Один из этих методов анализа, который будет описан в этом разделе, называется процедурой эквивалентной боковой силы (ELF). Боковой базовый сдвиг V и боковая сейсмическая сила на любом уровне, рассчитанные с помощью ELF, показаны на рис. 2. 6. Согласно методике полный статический боковой сдвиг основания, V , в определенном направлении для здания определяется следующим выражением:

где

V = боковой сдвиг основания для здания. Расчетное значение В должно удовлетворять следующему условию:

Вт = эффективный сейсмический вес здания. Он включает в себя полную собственную нагрузку здания и его основного оборудования и перегородок.

T = основной естественный период здания, который зависит от массы и жесткости конструкции. Он рассчитывается по следующей эмпирической формуле:

C _t = коэффициент периода строительства. Величина C _t = 0,028 для резистивных стальных рам, 0,016 для жестких железобетонных рам и 0,02 для большинства других конструкций (см. табл. 2.12).

ℎ _n = высота верхнего этажа здания, а для стальных жестких рам х = 0,8, для железобетонных жестких рам 0,9, для остальных систем 0,75.

Таблица 2.12. C _t значения для различных структурных систем.

Структурная система	С т	х
Стальные рамы, устойчивые к моменту Рамы с эксцентриковыми связями (EBF) Все прочие структурные системы	0,028 0,03 0,02	0,8 0,75 0,75

S _DI = расчетное спектральное ускорение. Он оценивается с помощью сейсмической карты, на которой указана расчетная интенсивность землетрясения для конструкций в местах с магнитудой 9 баллов.0012 T = 1 секунда.

S _Ds = расчетное спектральное ускорение. Он оценивается с помощью сейсмической карты, которая обеспечивает расчетную интенсивность землетрясения для конструкций с T = 0,2 секунды.

R = коэффициент модификации отклика. Это объясняет способность структурной системы противостоять сейсмическим силам. Значения R для нескольких распространенных систем представлены в таблице 2.13.

I = фактор важности. Это мера последствий для жизни людей и ущерба имуществу в случае отказа конструкции. Значение фактора важности равно 1 для офисных зданий, но равно 1,5 для больниц, полицейских участков и других общественных зданий, где ожидается гибель большего числа людей или материальный ущерб в случае разрушения конструкции.

 

Таблица 2. 13. Коэффициент модификации отклика, R, как указано в ASCE 7-16.

Сейсмостойкая система	Р
Системы несущих стен Стены жесткости из обычного железобетона Стены жесткости из рядовой армированной кладки Легкие каркасные стены (из холодногнутой стали), обшитые конструкционными панелями, рассчитанными на сопротивление сдвигу, или стальными листами	4 2
Каркасные системы зданий Стены жесткости из обычного железобетона Стены из обычной армированной каменной кладки Стальные рамы с защитой от продольного изгиба	5 2 8
Рамные системы с сопротивлением моменту Рамы стальные с особым моментом Рамы стальные обычные моментные Моментные рамы обычные железобетонные	8 3

После того, как общая сейсмическая статическая боковая сила сдвига основания в заданном направлении для конструкции была рассчитана, следующим шагом является определение боковой сейсмической силы, которая будет приложена к каждому уровню пола, используя следующее уравнение:

, где

F _x = боковая сейсмическая сила, приложенная к уровню х .

З _i и З _x = эффективные сейсмические веса на уровнях i и x .

ℎ _i и ℎ _x = высоты от основания конструкции до этажей на уровнях i и x .

= суммирование произведения W _i и по всей структуре.

k = показатель распределения, связанный с основным естественным периодом строения. Для T ≤ 0,5 с, k = 1,0, а для T ≥ 2,5 с k = 2,0. Для T , лежащего между 0,5 с и 2,5 с, k можно вычислить, используя следующую зависимость:

Рис. 2.6. Процедура эквивалентной поперечной силы

Пример 2.5

Пятиэтажное стальное офисное здание, показанное на рис. 2.7, скреплено боковыми связями стальными рамами, устойчивыми к особому моменту, и имеет размеры 75 футов на 100 футов в плане. Здание находится в Нью-Йорке. Использование ASCE 7-16 процедура, эквивалентная боковой силе, определяет боковую силу, которая будет приложена к четвертому этажу конструкции. Постоянная нагрузка на крышу составляет 32 фунта на фут, статическая нагрузка на пол (включая нагрузку на перегородки) составляет 80 фунтов на фут, а снеговая нагрузка на плоскую крышу составляет 40 фунтов на фут. Не обращайте внимания на вес облицовки. Расчетные параметры спектрального ускорения: S _DS = 0,28 и S _{D 1} = 0,11.

Рис. 2.7. Пятиэтажное офисное здание.

Решение

S _DS = 0,28 и S _{D 1} = 0,11 (дано).

R = 8 для стальной рамы, устойчивой к особому моменту (см. табл. 2.13).

Офисное здание относится ко II категории риска проникновения, поэтому I _e = 1,0 (см. Таблицу 2.9).

Расчет приблизительного основного естественного периода здания T _a .

С _т = 0,028 и х = 0,8 (по табл. 2.12 для стальных рам, сопротивляющихся моменту).

ℎ _n = Высота крыши = 52,5 фута

Определите собственную нагрузку на каждом уровне. Поскольку снеговая нагрузка на плоскую крышу, заданная для офисного здания, превышает 30 фунтов на квадратный фут, 20% снеговой нагрузки должны быть включены в расчеты статической сейсмической нагрузки.

Вес, присвоенный уровню крыши, следующий:

W _крыша = (32 фунта на квадратный фут)(75 футов)(100 футов) + (20%)(40 фунтов на квадратный фут)(75 футов)(100 футов) = 300 000 фунтов

Вес, присвоенный всем остальным уровням, следующий:

Вт _i = (80 фунтов на квадратный фут)(75 футов)(100 футов) = 600 000 фунтов

_Итого = 300 000 фунтов + (4)(600 000 фунтов) = 2700 k

Рассчитать коэффициент сейсмической реакции C _s .

Следовательно, C _s = 0,021 > 0,01

Определить сейсмический базовый сдвиг В .

В = С _с Вт = (0,021)(2700 тысяч фунтов) = 56,7k

Рассчитайте боковую силу, приложенную к четвертому этажу.

2.1.4.5 Гидростатическое давление и давление грунта

Подпорные конструкции должны быть рассчитаны на опрокидывание и скольжение, вызванное гидростатическим давлением и давлением грунта, для обеспечения устойчивости их оснований и стен. Примеры подпорных стен включают гравитационные стены, консольные стены, контрфорс-стены, резервуары, переборки, шпунтовые сваи и другие. Давление, развиваемое удерживаемым материалом, всегда перпендикулярно контактирующим с ним поверхностям удерживающей конструкции и изменяется линейно с высотой. Интенсивность нормального давления, р , а результирующая сила P , действующая на подпорную конструкцию, рассчитывается следующим образом:

Где

γ = удельный вес удерживаемого материала.

ℎ = расстояние от поверхности удерживаемого материала до рассматриваемой точки.

2.1.4.6 Прочие нагрузки

Существует множество других нагрузок, которые также можно учитывать при проектировании конструкций в зависимости от конкретных случаев. Их включение в сочетания нагрузок будет основываться на усмотрении проектировщика, если предполагается, что в будущем они окажут значительное влияние на целостность конструкции. К таким нагрузкам относятся термические силы, центробежные силы, силы из-за неравномерной осадки, ледовые нагрузки, затопления, взрывные работы и многое другое.

2.2 Сочетания нагрузок для проектирования конструкций

Конструкции проектируются таким образом, чтобы удовлетворялись требования как по прочности, так и по удобству эксплуатации. Требование прочности обеспечивает безопасность жизни и имущества, а требование удобства эксплуатации гарантирует удобство проживания (людей) и эстетику конструкции. Для выполнения вышеуказанных требований конструкции проектируют на критическую или наибольшую нагрузку, которая будет на них воздействовать. Критическая нагрузка для данной конструкции находится путем объединения всех различных возможных нагрузок, которые конструкция может нести в течение своего срока службы. Разделы 2.3.1 и 2.4.1 из ASCE 7-16 обеспечивает следующие комбинации нагрузок для использования при проектировании конструкций методами расчета коэффициента нагрузки и сопротивления (LRFD) и расчета допустимой прочности (ASD).

Для LRFD комбинации нагрузки следующие:

1.1.4 D

2.1.2 D + 1,6 L + 0,5 ( L _R ORS или R )

3.1. 2 D + 1,6( L _r или S или R ) + ( L или 0,5 W )

4,1,2 D + 1,0 W + L + 0,5 ( L _R или S или R )

5,01,9 DA + 1,00013 + 10013 + 1,00013 + 10013 + 1,00013 + 10013 + 1,00013 + 10013 + 1,00013 + 10013 + 1,00013 + 1,00013 + 1,00013 + 10013 + 1,00013 + 10013 + 1,00013 + 10013 + 1,00013 + 10013 + 1,00013 + 10013 + 10013 + 1,00013 + 10013 + 1,00013 + 1,00013 + 10013. W

For ASD, the load combinations are as follows:

1. D

2. D + L

3. D + ( L _r or S или R )

4. D + 0,75 L + 0,75( L _r или S или R )

5. D + (0,6 W )

, где

D 90,012 = статическая нагрузка

L = динамическая нагрузка из-за занятости.

L _r = динамическая нагрузка на крышу.

S = снеговая нагрузка.

R = номинальная нагрузка из-за первоначальной дождевой воды или льда, за исключением вклада в пруд.

Вт = ветровая нагрузка.

E = сейсмическая нагрузка.

Пример 2.6

Система перекрытий, состоящая из деревянных балок, расположенных на расстоянии 6 футов друг от друга в центре, и шпунтованной деревянной обшивки, как показано на рис. 2.8, выдерживает постоянную нагрузку (включая вес балки и обшивки) в 20 psf и динамическая нагрузка 30 psf. Определите максимальную учитываемую нагрузку в фунтах на фут, которую должна поддерживать каждая балка перекрытия, используя комбинации нагрузок LRFD.

Рис. 2.8. Этажная система.

Решение

Собственная нагрузка D = (6)(20) = 120 lb/ft

Постоянная нагрузка L = (6)(30) = 180 lb/ft

Определение максимальных учтенных нагрузок W _u , используя комбинации нагрузок LRFD и пренебрегая членами, которые не имеют значений, дает следующее: )(120) + (1,6)(180) = 288 фунт/фут

Вт _u = (1,2)(120) + (0,5)(180) = 234 фунт/фут

Вт _u = (1,2)(120) + (0,5)(180) = 234 фунт/фут

Вт _u = (1,2)(120) + (0,5) 234 lb/ft

W _u = (0,9)(120) = 108 lb/ft

Определяющая факторизованная нагрузка = 288 lb/ft

2.3 Ширина и площадь притока равна площади

5 900 нагрузки, которую будет воспринимать элемент конструкции. Например, рассмотрим внешнюю балку B1 и внутреннюю балку B2 односторонней системы перекрытий, показанную на рис. 2.9.. Ширина притока для B1 — это расстояние от центральной линии луча до половины расстояния до следующего или соседнего луча, а площадь притока для луча — это площадь, ограниченная шириной притока и длиной луча, как заштриховано на фигура. Для внутренней балки B2-B3 ширина притока W _T равна половине расстояния до соседних балок с обеих сторон.

Рис. 2.9. Район притока.

2.4 Области влияния

Области влияния — это области нагрузки, которые влияют на величину нагрузки, воспринимаемой конкретным элементом конструкции. В отличие от притоков, где нагрузка в области воспринимается элементом, все нагрузки в зоне влияния не воспринимаются рассматриваемым элементом.

2.5 Снижение временных нагрузок

Большинство норм и стандартов допускают снижение временных нагрузок при проектировании больших систем перекрытий, поскольку очень маловероятно, что такие системы всегда будут выдерживать расчетные максимальные временные нагрузки в каждом случае. Раздел 4.7.3 стандарта ASCE 7-16 допускает снижение временных нагрузок для элементов с площадью влияния A _I ≥ 37,2 м ² (400 футов ² ). Площадь влияния является произведением площади притока и коэффициента элемента динамической нагрузки. ASCE 7-16 уравнения для определения приведенной временной нагрузки на основе площади влияния следующие:

где

л = приведенная расчетная временная нагрузка на фут ² (или м ² ).

≥ 0,50 L _o для конструктивных элементов, поддерживающих один этаж (например, балки, фермы, плиты и т. д.).

≥ 0,40 L _o для элементов конструкции, поддерживающих два или более этажей (например, колонны и т. д.).

Уменьшение допустимой нагрузки на пол превышает 4,79 кН/м ² (100 фунтов/фут ² ) или на полы общественных мест, таких как стадионы, зрительные залы, кинотеатры и т. д., в зависимости от большая вероятность того, что такие этажи будут перегружены или использованы в качестве автомобильных гаражей.

L _o = неуменьшенная расчетная временная нагрузка на фут ² (или м ² ) из таблицы 2.2 (таблица 4. 3-1 в ASCE 7-16 ).

А _T = площадь притока элемента в футах ² (или м ² ).

K _LL = A _I / A _T = коэффициент элемента динамической нагрузки из таблицы 2.14 (см. значения, приведенные в таблице 4.7-13 907-1 в ASCE).

A _I = K _LL A _T = зона влияния.

Таблица 2.14. Коэффициент элемента динамической нагрузки.

Строительный элемент	К ЛЛ
Внутренние колонны и наружные колонны без консольных плит	4
Наружные колонны с консольными плитами	3
Колонны угловые с консольными плитами	2
Внутренние балки и краевые балки без консольных плит	2
Все остальные элементы, включая панели в двусторонних плитах	1

Пример 2. 7

Колонны четырехэтажного школьного здания, в котором размещаются классы, расположены так, как показано на рис. 2.10. Нагрузка на плоскую крышу конструкции оценивается в 25 фунтов/фут ² . Определите приведенную динамическую нагрузку, поддерживаемую внутренней колонной на уровне земли.

Рис. 2.10. Четырехэтажное здание школы.

Решение

Любая внутренняя колонна на уровне земли поддерживает нагрузку на крышу и динамические нагрузки на втором, третьем и четвертом этажах.

Приточная площадь внутренней колонны составляет A _T = (30 футов)(30 футов) = 900 футов ²

Временная нагрузка на крышу составляет 2 )(900 футов ² ) = 22 500 фунтов = 22,5 кг

Для временных нагрузок на пол используйте уравнения ASCE 7-16 , чтобы проверить возможность уменьшения.

L _o = 40 фунтов/фут ² (из таблицы 4.1 в ASCE 7-16 ).

Если внутренняя колонка K _LL = 4, то область влияния A ₁ = K _LL A _T = (4) (900 FT ² ) = 3600 Ф. ² .

Поскольку 3600 футов ² > 400 футов ² , динамическая нагрузка может быть уменьшена с помощью уравнения 2.14 следующим образом:

Согласно таблице 4.1 в ASCE 7-16 , приведенная нагрузка как часть не приведенной временной нагрузки на пол для классной комнаты составляет Таким образом, приведенная временная нагрузка на пол выглядит следующим образом: )(900 футов ² ) = 18 000 фунтов = 18 кОм

Общая нагрузка, воспринимаемая внутренней колонной на уровне земли, равна:

F _{Итого 76,5 k}

Краткое содержание главы

Структурные нагрузки и системы нагрузки: Конструктивные элементы рассчитаны на наихудшие возможные сочетания нагрузок. Некоторые нагрузки, которые могут воздействовать на конструкцию, кратко описаны ниже.

Постоянные нагрузки : Это нагрузки постоянной величины в конструкции. Они включают в себя вес конструкции и нагрузки, постоянно прикрепленные к конструкции.

Временные нагрузки : Это нагрузки различной величины и положения. Они включают подвижные нагрузки и нагрузки, связанные с занятостью.

Ударные нагрузки : Ударные нагрузки представляют собой внезапные или быстрые нагрузки, прикладываемые к конструкции в течение относительно короткого периода времени по сравнению с другими структурными нагрузками.

Дождевые нагрузки : Это нагрузки из-за скопления воды на крыше после ливня.

Ветровые нагрузки : Это нагрузки из-за давления ветра на конструкции.

Снеговые нагрузки : Это нагрузки, воздействующие на конструкцию из-за накопления снега на крыше.

Сейсмические нагрузки : Это нагрузки, воздействующие на конструкцию в результате движения грунта, вызванного сейсмическими силами.

Гидростатическое давление и давление грунта : Это нагрузки на подпорные конструкции из-за давления, создаваемого удерживаемыми материалами. Они изменяются линейно в зависимости от высоты стен.

Сочетания нагрузок: Существует два метода проектирования зданий: метод расчета коэффициента нагрузки и сопротивления (LRFD) и метод расчета допустимой прочности (ASD). Некоторые комбинации нагрузок для этих методов показаны ниже.

LRFD:

1,1,4 D

2,1,2 D + 1,6 L + 0,5 ( L _R или R )

4.

4.

4.

449444444444444444444444444444444444444444444944.

.

494.

494.

494.

494.

444444444444444444444444444444444. 2 D + 1,6 ( L _R или S или R ) + ( L или 0,5 W )

4,1,2 D + 1,0 W + L + 0.013 + 0,0 W + L + 0.012 W. + L + 0,0 W + L + 0,0 W + D + 1.0 W + D + 1.0 W + D + 1.0 W + D ( L _r или S или R )

 

5.0. 9 D + 1,0 W

ASD:

1. D

2. D + L

3. + L

9004 3. + L

9004 3. + L

+ L

. 3. + L

. 3 + L

. 3 . или S или R )

4. D + 0,75 L + 0,75 ( L _R или S или R )

5. D + (0,6 Вт

) 5. D + (0,6 Вт

).

Ссылки

ACI (2016), Требования строительных норм и правил к конструкционному бетону (ACI 318-14), Американский институт бетона.

ASCE (2016), Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других сооружений, ASCE 7-16, ASCE.

ICC (2012 г.), Международные строительные нормы и правила, Совет по международным нормам.

Практические задачи

2.1 Определите максимальный факторизованный момент для балки крыши, подверженной следующим моментам рабочих нагрузок: = 36 фунтов на квадратный дюйм (момент динамической нагрузки на крышу)

M _S = 16 PSF (момент снежной нагрузки)

2,2 Определите максимально факторированную нагрузку, поддерживаемую столбцом, подвергнутым следующим сервисным нагрузкам:

P _D = 50012 P _D = 50012 KIP P _D = 50012 KIP . (Dead Load)

P _L = 280 KIPS (Живая нагрузка на полу)

P _S = 200 KIPS (снегопад)

P _E 13 = ± 30005

P _E 13 = ± 3000049 P _E = ± 3000049 P _E = ± 300004 9004 P _E № ° 3 = 3000049 . тысяч фунтов (землетрясение)

P _w = ±70 тысяч фунтов (ветровая нагрузка)

1. Определите постоянную нагрузку в фунтах на фут, действующую на типичную внутреннюю балку B 1- B 2 на втором этаже. Все лучи Вт 12 × 44, разнесены на 10 футов o.c. Распределенные нагрузки на втором этаже следующие:

Песчано-цементная стяжка толщиной 2 дюйма	= 0,25 фунтов на квадратный фут
Железобетонная плита толщиной 6 дюймов	= 50 фунтов на квадратный фут
Подвесной потолок из металлических реек и гипсокартона	= 10 фунтов на квадратный фут
Электрические и механические услуги	= 4 фунта на квадратный фут

Типовой план этажа

Рис. П2.1. Сталежелезобетонная композитная система перекрытий.

2.4 Планировка второго этажа здания начальной школы показана на рисунке П2.1. Отделка пола такая же, как и в практической задаче 2.3, за исключением того, что потолок представляет собой звукопоглощающую плиту с минимальной расчетной нагрузкой 1 фунт/фут. Все лучи W 12 × 75 с весом 75 фунтов/фут, а все балки W 16 × 44 с собственным весом 44 фунта/фут. Определите постоянную нагрузку на типичную внутреннюю балку A 2- B 2.

2.5 Схема второго этажа офисного помещения показана на рисунке P2.1. Отделка пола аналогична практической задаче 2.3. Определить общую постоянную нагрузку, приложенную к внутренней колонне B 2 на втором этаже. Все балки W 14 × 75, и все фермы W 18 × 44.

2.6 Четырехэтажное здание больницы с плоской крышей, показанное на рис. P2.2, имеет концентрические раскосы в качестве системы сопротивления поперечной силе. Вес на каждом уровне пола указан на рисунке. Определите сдвиг сейсмической базы в KIP, учитывая следующие данные проектирования:

S ₁ = 1,5G

S _S = 0,6G

Класс сайта = D

Фиг. . Четырехэтажное здание с плоской крышей.

2.7 Используйте ASCE 7-16 для определения снеговой нагрузки (psf) для здания, показанного на рисунке P2.3. Следующие данные относятся к зданию:

Снеговая нагрузка на грунт = 30 фунтов на квадратный фут

Крыша полностью покрыта битумной черепицей.

Угол ската крыши = 25°

Открытая местность

Категория заселения I

Неотапливаемое строение

Рис. P2.3. Образец крыши.

2.8. В дополнение к расчетной снеговой нагрузке, вычисленной в практической задаче 2.7, крыша здания на рис. P2.3 подвергается постоянной нагрузке 16 фунтов на квадратный фут (включая вес фермы, доски крыши и битумной черепицы) на горизонтальной поверхности. самолет. Определите равномерную нагрузку, действующую на внутреннюю ферму, если фермы имеют центральное расстояние 6 футов-0 дюймов.

2.9 Ветер дует со скоростью 90 миль в час на закрытое хранилище, показанное на рисунке P2.4. Объект расположен на ровной местности с категорией воздействия B. Определить давление скорости ветра в фунтах на квадратный фут на высоте крыши объекта. Топографический фактор равен K _zt = 1,0.

Рис. P2.4. Закрытое складское помещение.

Расчетные сочетания нагрузок | Структурный мир

структурный мир 20 февраля 2018 г. 2 комментария

 

После определения расчетных нагрузок предлагаемого проекта необходимо определить соответствующие сочетания расчетных нагрузок. Как правило, комбинация нагрузок состоит из отдельных нагрузок, т. е. постоянной нагрузки, наложенной на постоянные нагрузки, и временных нагрузок, которые объединяются вместе, чтобы получить расчет прочности и расчет допустимого напряжения. В соответствии с определением кода ASCE7-10 (раздел 1. 2.1) расчет прочности представляет собой произведение номинальной прочности и коэффициента сопротивления, в то время как расчет допустимого напряжения состоит из расчетных усилий, создаваемых в элементе факторизованными нагрузками, которые не должны превышать предел прочности элемента. прочность конструкции.

В каждом коде и стандарте конструкции есть разные рекомендации, когда речь идет о сочетаниях нагрузки. В этой статье мы остановимся на сочетаниях расчетных нагрузок в соответствии с рекомендациями ASCE7-10 для базовых сочетаний расчетных нагрузок с учетом сочетаний сейсмических нагрузок UBC97. Следует иметь в виду, что использование расчетных нагрузок и комбинаций нагрузок зависит от утвержденных норм и стандартов, утвержденных вашими местными властями, обладающими соответствующей юрисдикцией.

Прежде чем перейти к спискам комбинаций нагрузок, давайте взглянем на следующие используемые символы:

• Ak= нагрузка или воздействие нагрузки, возникающее в результате чрезвычайного события A
• D= статическая нагрузка
• Dt= вес льда
• E= Сейсмическая нагрузка
• H= боковая нагрузка от давления грунта
• L= динамическая нагрузка
• Lr= динамическая нагрузка на крышу
• R= дождевая нагрузка
• S= снеговая нагрузка
• T = нагрузка самонапряжения
• Вт= ветровая нагрузка
• Wi=ветер на льду

КОМБИНАЦИИ НАГРУЗОК согласно ASCE7-10

В соответствии с разделом 2. 3.2 ASCE7-10, здания и другие конструкции, компоненты и фундамент должны быть спроектированы таким образом, чтобы их расчетная прочность равнялась или превышала влияние факторизованных нагрузок в следующих комбинациях. Они также известны как комбинации предельных нагрузок:

• 1.4D
• 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr или S или R)
• 1.2D + 1.6(Lr или S или R) + (L или 0,5W)
• 1.2D + 1.0W + L+0.5(Lr или S или R)
• 1.2D + 1.0E + L +0.2S
• 0,9D + 1,0 Вт
• 0.9D + 1.0E

*Обычно в качестве статической нагрузки в дополнение к наложенной статической нагрузке (D+SDL) принимается D, и мы можем опустить нагрузки, которые не используем. Например, если снеговая нагрузка на нашем участке отсутствует, конечно, допустимо не учитывать ее в наших сочетаниях нагрузок.

В соответствии с разделом ASCE7-10, 2.4 объединение номинальных нагрузок с расчетом допустимых напряжений выглядит следующим образом. Это также известно как комбинации сервисной нагрузки.

• Д
• Д + Л
• D + (Lr или S или R)
• D + 0,75L + 0,75 (Lr или S или R)
• D + (0,6W или 0,7E)
• D+ 0,75L + 0,75(0,6W) + 0,75(Lr или S или R)
• D+ 0,75L + 0,75(0,7E) + 0,75S
• 0,6Д + 0,6Вт
• 0.6D + 0.7E

СОЧЕТАНИЯ НАГРУЗОК в соответствии с UBC-97

Согласно UBC-97, раздел 1612 (1612.2.2.1) Сочетания основных нагрузок следующие: если используется расчет прочности, конструкции и все их части должны противостоять наиболее критическим воздействиям от следующие факторизованные комбинации нагрузок или предельные комбинации нагрузок:

• 1.4D                                                            : (12-1)
• 1.2D + 1.6L +0.5 (Lr или S)                       : (12-2)
• 1.2D +1,6 (Lr или S) + ( f1 L или 0,8W)         : (12-3)
• 1,2 D + 1,3 Вт + f1 L + 0,5 (Lr или S)           : (12-4)
• 1. 2 D + 1.0E + ( f1 L + f2 S)                        : (12-5)
• 0,9D ± (1,0E или 1,3W)                              : (12-6)

, где:

f1= 1,0 для полов в местах скопления людей, для временной нагрузки, превышающей 100 фунтов на квадратный фут (4,9 кН/м2), и для временной нагрузки в гараже.

= 0,5 для других временных нагрузок

f2 = 0,7 для конфигураций крыши (таких как зубья пилы), которые не сбрасывают конструкцию)

= 0,2 для других конфигураций крыши.

Когда используется расчет допустимого напряжения (расчет рабочего напряжения), необходимо учитывать следующее сочетание нагрузок. Это также известно как комбинации сервисной нагрузки.

• D                                                       : (12-7)
• D + L + (Lr или S)                                      : (12-8)
• D + (W или E/1.4)                                      :(12-9)
• 0.9D ± E/1.4                                           :(12-10)
• D + 0,75 [L+ (Lr или S) + (W или E/1,4)]      :(12-11)

Особые комбинации сейсмических нагрузок также должны учитывать как расчет допустимого напряжения, так и расчет прочности в соответствии с UBC-9. 7 раздел 1612.4 следующим образом:

• 1.2D + f1L + 1.0Em :(12-17)
• 0,9D ± 1,0Em :(12-18)

Сейсмические нагрузки и требования к моделированию:

В соответствии с разделом 1630 UBC-97 (1630.1.1) Конструкции должны быть рассчитаны на движение грунта, вызывающее реакцию конструкции и сейсмические силы в любом горизонтальном направлении. В сочетаниях нагрузок, указанных в разделе 1612, должны использоваться следующие сейсмические нагрузки.

E = ρE _H +E _V : (30-1)

E _M = ωoe _H : (30-1)

Где:

ρ = коэффициент избыточности, обычно принимается как 1,0 и формулой. :

E _h = сейсмическая нагрузка от базового сдвига, V.

E _v = ±0,5C принимается равным нулю для расчета допустимого напряжения

Ωo = коэффициент сейсмического усиления, как указано в ТАБЛИЦЕ 16-N ниже:

Комбинации нагрузок ветрового сноса

Ветровой снос можно проверить в соответствии с комбинациями нагрузок, указанными в комментарии ASCE7-10 (CC-3): комбинации основаны на ASCE7-10 и UBC-97. В коде IBC также есть рекомендуемые нагрузки и комбинации нагрузок, возьмите свою копию здесь. Использование этих кодов зависит от утвержденного стандарта, установленного органом, имеющим юрисдикцию в вашем регионе.

---

Что вы думаете о вышеизложенном в этой статье? Расскажите нам свои мысли! Оставьте свое сообщение в разделе комментариев ниже. F Не стесняйтесь поделиться этой статьей, подпишитесь на нашу рассылку и следите за нами на наших страницах в социальных сетях.

 52 062 всего просмотров, 19 просмотров сегодня Государственные правила | Закон США Перейти к основному содержанию

Корнельский закон ШколаПоиск Корнелл

11 — Распределительная доска

101 — Объединенный законодательный комитет по этике

102 — Комиссия по этике штата Огайо

103 — Комиссия Законодательной службы штата Огайо

107 — Консультативная комиссия резиденции губернатора

109 — Генеральный прокурор

109:1 — Благотворительные фонды

109:2 — Комиссия по подготовке блюстителей порядка

109:4 — Защита прав потребителей

109:5 — Бюро криминальной идентификации и расследований

109:6 — Исследование экологического фона

109:7 — Компенсация и помощь жертвам преступлений

109:8 — Табачный отдел

109:9 — Тотализаторы

111 — Государственный секретарь

111:1 — корпоративная документация

111:2 — Финансы кампании

111:3 — Выборы

111:5 — Стандарты контрольного журнала проверки подлинности избирателей

111:6 — Нотариальная комиссия

113 — Государственный казначей

117 — Государственный аудитор

120 — Комиссия общественного защитника штата Огайо

121 — Исполнительные органы

122 — Агентство услуг по развитию

122:1 — Программа пострадавших городов

122:4 — Отдел экономического развития

122:5 — Управление общественных служб

122:6 — Жилищный трастовый фонд

122:7 — Управление по налоговым кредитам

122:8 — Программа помощи в переоборудовании Министерства обороны

122:9 — Правила зоны реинвестирования сообщества

122:10 — Программа кредитования и грантов на утилизацию шин

122:11 — Отдел развития бизнеса

122:12 — Управление энергоэффективности

122:13 — Программа налоговых льгот для профессионального обучения

122:14 — Фонд технологических действий

122:15 — Отдел развития бизнеса меньшинств

122:16 — Программа удержания налоговых льгот

122:17 — Развитие персонала

122:18 — Программа Shovel Ready Site

122:19 — Программа налоговых льгот по сохранению исторического наследия

122:20 — Программа Job Ready Site

122:21 — Программа налоговых льгот для кинематографистов

122:22 — Налоговый вычет на новые рынки

122:23 — Сертификация квалифицированных энергетических проектов

122:24 — Программа InvestOhio

122:25 — Программа повышения эффективности местного самоуправления

122:26 — СайтОгайо

122:27 — Проблемные озера

122:28 — Нет

122:29 — Нет

122:30 — Нет

123 — Департамент административных услуг — администрация и директор

123:1 — Отдел кадров

123:2 — Отдел EEO по строительству

123:3 — Управление информационных технологий

123:5 — Отдел закупок

123:6 — Управление автопарком

123:7 — Управление коллективных переговоров

124 — Государственная аттестационная комиссия по кадрам

125 — Департамент административных услуг

126 — Управление бюджета и управления

126:1 — Панель управления

126:3 — Финансовая служба высшего образования

127 — Консультативный совет по финансированию развития меньшинств

128 — Контрольно-консультативный совет на Капитолийской площади

129 — Совет уполномоченных Фонда погашения

129:1 — Бонусная комиссия для ветеранов Вьетнама

135 — Государственная комиссия по депозитам

145 — Пенсионная система государственных служащих

148 — Отсроченная компенсация государственным служащим штата Огайо

149 — Историческое общество Огайо

149:1 — Госрегистр

150 — Программа венчурного капитала штата Огайо

151 — Комиссия по общественным учреждениям штата Огайо

152 — Управление строительства штата Огайо

153:1 — Комиссия по строительству объектов штата Огайо (строительство общественных объектов)

153:2 — Департамент транспорта (Отдел планирования и проектирования)

154 — Комиссия по общественным объектам штата Огайо

164 — Комиссия по общественным работам штата Огайо

173 — Департамент старения

175 — Агентство жилищного финансирования штата Огайо

182 — Сельскохозяйственное и общественное развитие Южного Огайо

184 — Третья пограничная комиссия

311 — Комиссия шерифа округа по стандартной маркировке автомобилей и униформе

742 — Пенсионный фонд полиции и пожарной охраны штата Огайо

901 — Департамент сельского хозяйства — Администрация и директор

901:1 — Животноводство

901:2 — Инспекция мяса

901:3 — Безопасность пищевых продуктов

901:4 — Рынки

901:5 — Растениеводство

901:6 — Веса и меры

901:7 — Зерновые склады

901:8 — Правоприменение и соблюдение

901:9 — Ярмарки и аттракционы

901:10 — Экологическое разрешение на животноводство

901:11 — Молочные продукты

901:12 — Совет по стандартам ухода за домашним скотом штата Огайо

901:13 — Загрязнение воды и эрозия почвы

901:14 — Конопля

991 — Комиссия по выставкам Огайо

1301 — Министерство торговли — Администрация и директор

1301:1 — Отдел финансовых учреждений: Банки

1301:2 — Отдел финансовых учреждений: ссудо-сберегательные ассоциации

1301:3 — Отдел промышленного соответствия

1301:4 — Отдел лицензирования

1301:5 — Отдел недвижимости

1301:6 — Отдел ценных бумаг

1301:7 — Отдел государственного пожарного надзора

1301:8 — Отдел финансовых учреждений: Потребительское финансирование

1301:9 — Отдел финансовых учреждений: кредитные союзы

13:01:10 — Отдел невостребованных средств

1301:11 — Совет по оценке недвижимости

1301:12 — Отдел финансовых учреждений: Сберегательные кассы

13:01:13 — Комиссия по разрешению споров, связанных с кладбищем

1301:14 — Инспекторы по сантехнике

13:01:15 — Массовая оценка

1301:16 — Совет по оценке недвижимости

13:01:17 — Домашний инспектор

1501 — Департамент природных ресурсов — Администрация и директор

1501:1 — Консультативный совет

1501:3 — Отдел лесного хозяйства

1501:7 — Инженерный отдел

1501:9 — Отдел управления минеральными ресурсами — Нефть и газ

1501:10 — Отдел управления минеральными ресурсами — Безопасность шахт

1501:13 — Отдел управления минеральными ресурсами — Уголь

1501:14 — Отдел управления минеральными ресурсами — Промышленные минералы

1501:15 — Отдел почвенных и водных ресурсов — сельскохозяйственных и несельскохозяйственных

1501:16 — Горно-экспертная комиссия

1501:17 — Отдел природных территорий и заповедников

1501:18 — Отдел исчезающих видов

15:01:20 — Отдел транспортных средств для отдыха

1501:21 — Отдел почвенных и водных ресурсов — Безопасность плотин

1501:22 — Отдел почвенных и водных ресурсов — Управление прибрежными поймами

15:01:31 — Отдел дикой природы

1501:41 — Отдел парков и зон отдыха [Нумерация изменена на 1501:46]

15:01:46 — Отдел парков и судов

15:01:47 — Отделение гидротехники

15:01:53 — Отдел гражданской охраны

1509 — Комиссия по нефти и газу

1513 — Комиссия по мелиорации

1515 — Комиссия по охране почв и водных ресурсов штата Огайо

1525 — Комиссия по водоснабжению и канализации

1551:3 — Системы солнечной, ветровой и гидротермальной энергии

3301 — Департамент образования — администрация и директор

3301:1 — Совет Огайо Ридс

3303 — Губернаторский совет по делам инвалидов

3304 – Возможности для жителей штата Огайо с ограниченными возможностями

3304:1 — Программа для предприятий

3306 — Совет по охране здоровья школьных работников

3306:1 — Общие процедуры

3307 — Государственная пенсионная система учителей

3307:1 — Установленная выгода

3307:2 — Определенный вклад

3309 — Пенсионная система школьных работников

3310 — Комиссия по улучшению образования

3318 — Комиссия по строительству объектов

3318:1 — Комиссия по школьным помещениям штата Огайо

3332 — Государственный совет профессиональных колледжей и школ

3333 — Департамент высшего образования

3334 — Доверительный фонд образования штата Огайо

3335 — Университет штата Огайо

3337 — Университет Огайо

3339 — Университет Майами

3341 — Государственный университет Боулинг-Грин

3342 — Кентский государственный университет

3344 — Государственный университет Кливленда

3349 — Медицинский университет Северо-Восточного Огайо

3351 — Комиссия помощи студентам штата Огайо (Комиссия помощи высшему образованию)

3352 — Государственный университет Райта

3353 — Комиссия eTech Огайо

3354: 1 — Общественный колледж Кайахога

3354: 2 — Общественный колледж Лейкленда

3356 — Государственный университет Янгстауна

3357: 3 — Центральный технический колледж Огайо

3357:10 — Технический колледж Марион

3357:12 — Государственный колледж Зейна

3357:15 — Государственный колледж Старка

3358:3 — Южный государственный общественный колледж

3358: 5 — Государственный колледж Кларка

3358:11 — Общественный колледж Майкла Дж. Оуэнса

3358:14 — Северо-западный государственный общественный колледж

3358:16 — Общественный колледж штата Терра

3358:17 — Общественный колледж штата Вашингтон-Морган

3359 — Университет Акрона

3361:10 — Университет Цинциннати

3361:20 — Университет Цинциннати

3361:30 — Персонал

3361:40 — Студенты

3361:50 — Университет Цинциннати

3361:60 — Университет Цинциннати

3361:70 — Университет Цинциннати

3362 — Государственный университет Шони

3364 — Университет Толедо

3375 — Совет государственной библиотеки

3376 — Государственная комиссия по проверке библиотек

3377 — Комиссия по высшим учебным заведениям штата Огайо

3379 — Художественный совет Огайо

3383 — Комиссия по строительству объектов штата Огайо

3517 — Избирательная комиссия штата Огайо

3701 — Департамент здравоохранения — администрация и директор

3701:1 — Радиационный контроль

3701:2 — Консультативный совет по частным системам водоснабжения

3702 — Государственная аттестационная комиссия

3704 — Комиссия по охране здоровья меньшинств

3706 — Управление по развитию качества воздуха штата Огайо

3717 — Единый кодекс безопасности пищевых продуктов штата Огайо

3737 — Комиссия по компенсации выброса подземных резервуаров для хранения нефти

3745 — Агентство по охране окружающей среды штата Огайо

3746 — Апелляционная комиссия по экологической экспертизе

3747 — Управление разработки предприятия по обращению с низкоактивными радиоактивными отходами штата Огайо

3750 — Комиссия по ликвидации чрезвычайных ситуаций

3769 — Государственная гоночная комиссия

3770 — Государственная лотерейная комиссия

3770:1 — Лотерейная комиссия

3770:2 — Игровые терминалы видео лотереи

3772 — Комиссия по контролю за казино

3773 — Атлетическая комиссия штата Огайо

3793:1 — Ведомственное управление

3793:2 — Стандарты программы

3793:3 — Стандарты сертификации

3793:4 — Программа вмешательства водителя

3793:5 — Стандарты профилактики

3793:6 — Несоответствие программы

3796:1 — Медицинская марихуана

3796:2 — Культиваторы

3796:3 — Процессоры

3796:4 — Испытательные лаборатории

3796:5 — Администрация и правоприменение

3796:6 — Диспансеры

3796:7 — Пациенты

3796:8 — Администрация

3901 — Департамент страхования

4101:1 — Совет по строительным стандартам: Строительный кодекс штата Огайо

4101:2 — Совет по строительным стандартам: Механический кодекс штата Огайо

4101:3 — Совет по строительным стандартам: Сантехнический кодекс штата Огайо

4101:4 — Инспекция котлов: Правила Огайо для котлов и сосудов под давлением

4101:5 — Лифты: код лифта

4101:6 — Инспекция постельных принадлежностей и мягкой мебели

4101:7 — Сертификация строительных управлений, персонала строительных управлений, местных апелляционных советов по строительству и проектировщиков систем противопожарной защиты

4101:8 — Совет по строительным стандартам: Жилищный кодекс штата Огайо

4101:9 — Заработная плата и часы

4101:10 — Шахты

4101:11 — Паровые инженеры

4101:13 — Апелляционная комиссия по строительству

41:01:14 — Доска лыжного трамвая

4101:16 — Лицензионный совет строительной отрасли штата Огайо

4111 — Ученический совет

4112 — Комиссия по гражданским правам штата Огайо

4115 — Государственный комитет по закупкам товаров и услуг для лиц с тяжелыми формами инвалидности

4117 — Государственная комиссия по трудовым отношениям

4118 — Комиссия по консультациям и консультациям в сфере государственной занятости

4121 — Промышленная комиссия

4123 — Бюро компенсаций работникам

4123:1 — Отдел безопасности и гигиены

4125 — Промышленная комиссия/компенсация работникам

4141 — Департамент занятости и семейных услуг

4146 — Комиссия по пересмотру пособий по безработице

4161 — Ревизионная комиссия подземных хранилищ газа

4167 — Программа снижения рисков в сфере государственной занятости

4301 — Отдел контроля спиртных напитков

4301:1 — Комиссия по контролю за алкоголем

4501 — Департамент общественной безопасности — администрация и директор

4501:1 — Бюро автотранспортных средств

4501:2 — Государственная дорожная служба

4501:3 — Агентство по чрезвычайным ситуациям

4501:4 — Следственный отдел

4501:5 — Национальная безопасность

4501:6 — Управление службы уголовного правосудия

4501:7 — Частные детективы и службы безопасности

4503 — Совет взаимности штата Огайо

4701 — Бухгалтерия

4703 — Государственная экзаменационная комиссия архитекторов

4703:1 — Государственная комиссия по экспертизе ландшафтных архитекторов

4709 — Парикмахерская

4713 — Государственная комиссия косметологии и парикмахерской

4715 — Государственная стоматологическая комиссия

4717 — Совет бальзамировщиков и похоронных бюро

4723 — Совет медсестер штата Огайо

4725 — Профессиональная доска Ohio Vision

4726 — Нет

4729 — Государственный совет по фармации

4729:1 — Лицензионные и консультационные соглашения

4729:2 — Стажеры аптеки

4729:3 — Фармацевт-техник

4729:4 — Испытательный срок

4729:5 — Опасные наркотики

4729:6 — Распространение опасных наркотиков

4729:7 — Нет

4729:8 — Распространители наркотиков

4729:9 — Контролируемые вещества

4729:10 — Рецептурные препараты

4729:11 — Услуги HME

4730 — Помощники врача

4731 — Государственная медицинская комиссия

4732 — Государственный совет психологии

4733 — Государственная комиссия по регистрации профессиональных инженеров и изыскателей

4734 — Государственный совет хиропрактики

4736 — Государственный совет санитарных инженеров

4741 — Государственная ветеринарно-медицинская лицензионная комиссия

4744 — Профессиональный совет штата Огайо по вопросам речи и слуха

4747 — Совет специалистов по проблемам речи и слуха штата Огайо

4751 — Государственная экзаменационная комиссия администраторов домов престарелых

4753 — Совет специалистов по проблемам речи и слуха штата Огайо

4755 — Совет по трудотерапии, физиотерапии и совет инструкторов по легкой атлетике штата Огайо

4757 — Советник, социальный работник и совет семейных и семейных терапевтов

4758 — Совет специалистов по химической зависимости

4759 — Лицензирование диетологии Государственной медицинской комиссии

4761 — Совет по респираторным заболеваниям штата Огайо

4761:1 — Поставщики услуг домашнего медицинского оборудования

4762 — Акупунктура или восточная медицина

4765 — Государственная служба скорой медицинской помощи

4766 — Медицинский транспортный совет штата Огайо

4774 — Помощники рентгенолога

4775 — Совет по ремонту автомобилей после столкновений

4778 — Консультанты по генетике

4779 — Государственный совет по ортопедии, протезированию и педортике

4781 — Программа производства промышленных домов штата Огайо

4783 — Поведенческие аналитики

4901 — Комиссия по коммунальному хозяйству (PUCO) — администрация и директор

4901:1 — Коммунальные услуги

4901:2 — Автовозы

4901:3 — Железные дороги

4901:4 — Совет по защите прав потребителей

4901:5 — Отдел прогнозирования

4901:7 — Номинационный совет коммунальных служб

4906 — силовая плата для размещения

4911 — Офис адвоката потребителей штата Огайо

4937 — Совет по радиологической безопасности коммунального хозяйства

4981 — Комиссия по развитию железных дорог штата Огайо

5101 — Департамент занятости и семейных услуг — администрация и директор

5101:1 — Отдел общественной помощи

5101:2 — Отдел социальных услуг

5101:4 — Отдел продовольственных талонов

5101:5 — Предотвращение жестокого обращения с детьми и безнадзорности

5101:6 — Слушания

5101:9 — Практика ODJFS

5101:10 — Отдел развития персонала

5101:11 — Ученический совет

5101:12 — Поддержка детей

5101:14 — Программы занятости молодежи

5119:80 — Объединенная консультативно-аналитическая комиссия по вопросам психического здоровья и умственной отсталости

5119:81 — Гражданские консультативные советы

5120 — Отделение реабилитации и исправительных учреждений — Администрация и директор

5120:1 — Отдел условно-досрочного освобождения и общественных услуг

5120:2 — Процедура уведомления

5122 — Департамент психического здоровья и наркологии

5122:1 — Налоговая администрация

5122:2 — Управление операциями

5122:3 — Служба поддержки

5123 — Департамент пороков развития

5123:1 — Фискальное управление и государственные услуги и поддержка

5123:2 — Общественные службы

5124 — Служба юридических прав штата Огайо

5124:1 — Комиссия по юридическим правам штата Огайо

5139 — Департамент по делам молодежи

5139:1 — Губернаторский совет по делам несовершеннолетних

5160 — Департамент Medicaid штата Огайо

5160:1 — Право на участие

5501 — Департамент транспорта — Администрация и директор

5501:1 — Отдел авиации

5501:2 — Отделение автомобильных дорог

5501:6 — Отделение Государственного инфраструктурного банка

5505 — Государственная пенсионная система дорожного патруля

5507 — Аварийное реагирование

5512 — Консультативный совет по обзору транспорта

5537 — Магистральная комиссия

5538 — Государственная комиссия по парковке

5703 — Департамент налогообложения

5717 — Апелляционная налоговая палата

5902 — Губернаторское управление по делам ветеранов

5907 — Домашнее агентство ветеранов Огайо

5909 — Детский дом ветеранов Огайо

5913 — Персональные информационные системы

6121 — Управление водного хозяйства штата Огайо

Код ICC ASD в сравнении с LRFD Design

КОДЕКС ICC СЧИТАЕТ СТАТЬЮ: ОКТЯБРЬ 2017

Каждое здание сегодня проектируется с использованием одной из двух различных методологий в Международных строительных нормах (IBC): допустимое расчетное напряжение (ASD) или коэффициент нагрузки и сопротивления дизайн (LRFD). Насколько хорошо вы на самом деле понимаете эти две методологии и чем они отличаются?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте рассмотрим основные концепции, лежащие в основе обоих.

ASD

Расчет допустимого напряжения или расчет допустимой прочности использует следующую методологию расчета:

Требуемая прочность ≤ допустимая прочность
или
Требуемая прочность ≤ доступная прочность как определено соответствующими строительными нормами или стандартом (обычно ASCE/SEI 7). Это представляет фактических нагрузок, которые, как ожидается, будут приложены к конструкции . Справа находится доступная (допустимая) прочность, которая отражает силу, удерживающую напряжение материала ниже некоторого заданного максимально допустимого напряжения. Эта допустимая прочность представляет собой расчетную номинальную прочность, деленную на коэффициент безопасности. Номинальная прочность представляет собой фактическую прочность, основанную на инженерных принципах, и определяется соответствующей спецификацией проекта для этого материала (сталь, бетон, дерево и т. д.).

В форме уравнения, используя терминологию проектирования стали, это выражается как:

Конечно, здания подвергаются сложным динамическим нагрузкам и должны быть рассчитаны на одновременно действующие комбинации нагрузок. В разделе 1602.1 IBC 2015 года перечислены все эти нагрузки, но наиболее распространенными являются:

        D = Постоянная нагрузка (статический вес материала)
        L = Постоянная нагрузка (занятость пола)
        Lr = Постоянная нагрузка на крышу
        S = Снеговая нагрузка
        W = ветер
        E = землетрясение 9 баллов0005

Как определить вероятность одновременного действия любой из этих нагрузок? Для ASD IBC 2015 предоставляет комбинации и учитывает вероятность одновременных комбинаций на , уменьшая  некоторые из их величин. Все эти комбинации приведены в Разделе 1605.3, но наиболее распространены следующие: 0,7 E)
        D + 0,75 (0,6 Вт) + 0,75 л + 0,75 (Lr или S)
        D + 0,75(0,7 E) + 0,75 L + 0,75 S
        0,6 D + 0,6 W

Обратите внимание, что эти нагрузки не учитываются (увеличены): они представляют фактические ожидаемые эксплуатационные нагрузки. Инженер должен проверить все применимые комбинации, чтобы определить комбинацию, создающую наибольшее напряжение.

Также обратите внимание, что некоторые нагрузки уменьшаются, если их сгруппировать с динамическими нагрузками (ветер, снег, нагрузка на крышу, землетрясение). Эти сокращения представляют собой рациональный метод сбалансировать вероятность природы с экономикой и безопасностью.

При использовании ASD коэффициент безопасности не связан с сочетаниями нагрузок. Поскольку он находится на стороне сопротивления уравнения, он зависит только от типа силы (осевая, поперечная, изгибающий момент). Его роль заключается в снижении номинальной прочности до уровня ниже некоторого заданного допустимого значения и в том, чтобы быть на уровне, сравнимом (≥) с ожидаемыми приложенными нагрузками.

LRFD

Расчет коэффициента нагрузки и сопротивления, также часто называемый расчетом на прочность, начинается с той же базовой методологии расчета, что и ASD:

Требуемая прочность ≤ Имеющаяся прочность

В форме уравнения, снова заимствуя терминологию из конструкции стали, это выражается как:

Сравнивая два уравнения, мы видим, что в них нет явного коэффициента запаса прочности, как в случае ASD.

Опять же, номинальная прочность снижается, но она уменьшается на коэффициент сопротивления Φ, настроенный для конкретного типа материала (сталь, арболит и т. д.) при определенном типе нагрузки (изгиб, растяжение, сжатие и т. д.). ) и часто для определенного типа режима отказа или предельного состояния (пластичный, хрупкий, прорыв бетона, разрушение эпоксидной смолы и т. д.).

Фактор сопротивления может также учитывать известные отклонения в проектных допущениях и факторах изготовления или установки, которые, как известно, могут оказывать негативное влияние на располагаемую прочность. Доступная сила в LRFD ( ΦR _n ) по-прежнему значительно выше, чем доступная сила в ASD ( R _n /Ом).

Второе существенное отличие LRFD заключается в том, что требуемая сила на левой стороне определяется путем увеличения на  приложенные нагрузки в зависимости от того, как они сочетаются. Все эти коэффициенты нагрузки приведены в разделе 1605. 2 IBC 2015 г., но наиболее распространенными являются: ƒ1 л или 0,5 Вт)
1,2 D + 1,0 Вт + ƒ1 л + 0,5 (LR или S)
1,2 D + 1,0 E + ƒ1 L + ƒ2 S
0,9 D + 1,0 Вт
0,9 D + 1,0 E
, где F1 W1. f2 – условные поправочные коэффициенты

Это увеличение сильно отличается от того, что мы видели в РАС, так что же здесь происходит?

Увеличение нагрузки с LRFD служит двум целям. Во-первых, они увеличивают ожидаемые приложенные нагрузки и их воздействие до уровня, который более точно уравновешивает доступную силу LRFD. Во-вторых, увеличение более прямо признает неопределенность в отношении динамических, изменяющихся во времени переходных нагрузок, таких как ветер, снег и землетрясение, и использует коэффициенты индивидуальной нагрузки для их увеличения в сочетании с другими нагрузками.

Коэффициенты нагрузки также отражают возможность «перегрузки», а также вероятность того, что максимальные переходные пики могут быть другими (т. е. выше), когда они действуют в сочетании с другими нагрузками. Посмотрите внимательно, и вы увидите, что несколько факторов меняются для одной и той же нагрузки в зависимости от комбинации.

СРАВНЕНИЕ ASD И LRFD

На приведенном ниже графике показана разница между доступными значениями прочности ASD и LRFD (правая часть уравнения) при использовании упрощенного графика нагрузки-прогиба для стали (но концепции применимы и к другим материалам). ). LRFD имеет более высокую доступную силу по сравнению с доступной силой ASD.

Однако в LRFD используются коэффициенты нагрузки, поэтому он также имеет более высокую «требуемую прочность» в левой части уравнения. Оба метода можно использовать для удержания напряжений материала в диапазоне упругости, но это разные методологии проектирования, и неверно говорить, что один лучше другого.

Если рассматривать уравнение LRFD как:

Мы можем более или менее увидеть фактор безопасности, возникающий с LRFD. В этом отношении LRFD, возможно, применяет более рациональный подход, распределяя коэффициент безопасности по обеим частям уравнения с учетом неопределенности в нагрузках (U), а также неопределенности в прочности материала/методах строительства (Φ). Таким образом, LRFD лучше подходит для работы с неопределенностью, поскольку его «фактор безопасности» динамичен.

При сравнении обоих вариантов одного и того же здания общий консенсус заключается в том, что LRFD приведет к более прочным конструкциям для более высокодинамичных нагрузок, а ASD приведет к более прочным конструкциям для менее переменных (более предсказуемых) нагрузок. Однако во многих случаях различия несущественны: оба метода успешно используются на протяжении десятилетий и приемлемы в соответствии с IBC 2015 года.

{Заявление о раскрытии информации}
Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, принадлежат MiTek USA, Inc. и не обязательно отражают точку зрения Международного совета по кодексам или Hanley Wood.

Расчет нагрузок на перемычки и балки — Строительные технологии

Обратите внимание: Эта старая статья нашего бывшего преподавателя остается доступной на нашем сайте для архивных целей. Некоторая информация, содержащаяся в нем, может быть устаревшей.

Понимание того, как нагрузки передаются через конструкцию и действуют на элементы конструкции, является первым шагом к определению размеров коллекторов и балок.0004 Большинство строителей автоматически выбирают двойные перемычки -2 x 8 или -2 x 10 для обрамления окон и дверей в каждом доме, который они строят. Эти заголовки работают, чтобы выдерживать большинство жилых нагрузок и, по совпадению, удерживают верхние части окон на одинаковой высоте. Изящное решение, но является ли это эффективным и экономичным использованием материала? То же самое относится и к балкам, таким как коньковые балки и центральные балки. Слишком часто строители собирают 2-дюймовые пиломатериалы для поддержки нагрузки на крышу и пол, не рассматривая другие варианты. Вы не можете превзойти пиломатериалы для большинства небольших оконных переплетов, но по мере увеличения пролетов и нагрузок более прочные материалы являются лучшим выбором. Пиломатериалы ограничивают возможности дизайна, а в некоторых случаях просто не работают. Parallam, Timberstrand, Laminated Veneer Lumber и Anthony Power Beam являются примерами альтернативных материалов, которые предоставляют строителям интересный выбор.

В этой серии статей, состоящей из двух частей, мы рассмотрим, как пиломатериалы и эти конструкционные материалы используются в качестве перемычек и балок. Часть I покажет вам, как проследить структурные нагрузки на коллекторы и балки. В части II будут рассмотрены процедуры определения размеров, характеристики и стоимость этих материалов для нескольких применений (см. «Определение размеров спроектированных балок и коллекторов» для части 2).

Выполнение работы

Работа коллекторов и балок проста. Они передают нагрузки сверху на фундамент снизу через сеть конструктивных элементов. Идея определения размеров коллекторов и балок проста: сложите вместе все временные и постоянные нагрузки, действующие на стержень, а затем выберите материал, который выдержит эту нагрузку. Балка должна быть достаточно прочной, чтобы не сломаться (значение Fb), и достаточно жесткой, чтобы не прогибаться под нагрузкой (значение E). Однако процесс определения размеров этих структурных элементов может быть сложным, если вы не инженер. Вот упрощенный подход, который поможет вам указать подходящий материал для многих приложений.

Первый шаг одинаков для пиломатериалов и конструктивных деревянных материалов: сложите все нагрузки, действующие на жатку или балку, а затем переведите эту нагрузку в термины , какую нагрузку будет ощущать каждый линейный фут жатки или балки . На языке луча вы говорите: этот заголовок должен нести Х-фунтов на линейный фут. Этот перевод является ключом к любой проблеме определения размеров конструкции. Вооружившись этой информацией, вы можете определить минимальный размер, пролет или прочность балки (кредит Хулио). Размеры компонентов из инженерной древесины определяются с помощью таблиц пролетов, которые сопоставляют различные пролеты с фунтами на фут балки. Для пиломатериалов необходимо выполнить математические расчеты.

Нагрузки считаются либо распределенными , либо точечными нагрузками. Слой песка, равномерно распределенный по поверхности, является примером чистой распределенной нагрузки. Каждый квадратный метр поверхности испытывает одинаковую нагрузку. Живые и статические нагрузки, указанные в строительных нормах и правилах для крыш и полов, являются приближенными значениями распределенных нагрузок. Точечные нагрузки возникают, когда вес возлагается на одно место в конструкции, например на колонну. Нагрузка не распределяется поровну между опорной конструкцией. Анализ точечной нагрузки лучше оставить инженерам. Мы будем рассматривать только распределенные нагрузки. Это позволит нам подобрать размеры балок для наиболее распространенных применений.

Рисунок 1

Проследим распределенные нагрузки для нескольких разных домов. Предположим, что все они расположены в одном и том же климате, но имеют разные пути загрузки из-за того, как они построены. Эти примеры иллюстрируют, как распределенные нагрузки назначаются конструктивным элементам. Наши образцы домов находятся в районе, где снеговая нагрузка составляет 50 фунтов на квадратный фут площади крыши (рассматривайте снег как динамическую нагрузку). Само собой разумеется, что в более теплом климате снеговая нагрузка, вероятно, будет меньше, поэтому вам необходимо проверить свою кодовую книгу на наличие постоянных и постоянных нагрузок в вашем регионе. Все нагрузки указаны в фунтах на квадратный фут горизонтальной проекции (площади опоры). (СМ. РИСУНОК 1)

Коллекторы

Рис. 2

Пример № 1 коллектора

Здесь каждый квадратный фут кровельной системы выдерживает 50 фунтов временной нагрузки и 15 фунтов общей статической нагрузки (от 65 до 15 фунтов постоянной нагрузки) система поддержки. Помните, эти нагрузки распределяются равномерно по всей поверхности крыши. Внешняя стена (и перемычки внутри) будут нести все нагрузки от середины дома (между опорными стенами) к внешней стороне дома (включая свес крыши). Расстояние в этом случае составляет 12 футов + 2 фута = 14 футов. Таким образом, каждый линейный фут стены должен нести нагрузки, создаваемые полосой шириной 1 фут в этой области 14 футов. С технической точки зрения, ширина притока стены составляет 14 футов. Из этого мы можем легко увидеть, что каждый линейный фут стены поддерживает:

Условия:

динамическая нагрузка (снег):	50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут
статическая нагрузка на крышу:	15 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 210 фунтов на линейный фут
общая загрузка:	= 910 фунтов на погонный фут

Важно перечислять динамическую нагрузку, стационарную нагрузку и общую нагрузку отдельно, поскольку динамическая нагрузка используется для расчета жесткости, а общая нагрузка используется для расчета прочности.

Рисунок 3

Пример #2

Этот дом идентичен нашему первому примеру, за исключением того, что он построен из палочек. В результате динамическая нагрузка, статическая нагрузка и распределение усилий различны. В отличие от стропильной крыши, временная и статическая нагрузки стропил и потолочных балок должны учитываться как отдельные системы. Поскольку чердак можно использовать для хранения, временная нагрузка на мансардный этаж устанавливается в соответствии с нормами 20 фунтов на квадратный фут.

Условия:

динамическая нагрузка (снег):	50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут
статическая нагрузка на крышу:	10 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 140 фунтов на линейный фут
динамическая нагрузка потолка:	20 фунтов на квадратный фут x 6 футов = 120 фунтов на линейный фут
статическая нагрузка на потолок:	10 фунтов на квадратный фут x 6 футов = 60 фунтов на линейный фут
общая загрузка:	= 1020 фунтов на погонный фут

Рисунок 4

Пример верхнего колонтитула №3

Опять же, этот дом имеет ту же ширину, но имеет 2 уровня. На нижний коллектор действуют нагрузки от кровли, верхних стен и системы второго этажа. В Стандартах архитектурной графики вес внешней стены 2×6 указан как 16 фунтов на фут 9 .0014 2 . Таким образом, стена высотой 8 футов весит 8 футов x 16 фунтов/фут ² = 128 фунтов на линейный фут. Грузы, доставленные в жатку:

Условия:

динамическая нагрузка (снег):	50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут
статическая нагрузка на крышу:	15 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 210 фунтов на линейный фут
стена верхнего уровня:	= 128 фунтов на погонный фут
Временная нагрузка 2-го этажа:	30 фунтов на квадратный фут x 6 футов = 180 фунтов на линейный фут
Статическая нагрузка 2-го этажа:	10 фунтов на квадратный фут x 6 футов = 60 фунтов на линейный фут
общая загрузка:	= 1278 фунтов на погонный фут

Балки

Пример коньковой балки

Рисунок 5. На этом рисунке показаны 2 элемента конструкции: коньковая балка и центральная балка. Оба имеют площадь притока 12 футов 0 дюймов. Нагрузка на фут балки определяется так же, как и для жаток.

Условия коньковой балки

динамическая нагрузка (снег):	50 фунтов на квадратный фут x 12 футов = 600 фунтов на линейный фут
статическая нагрузка на крышу:	10 фунтов на квадратный фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут
общая загрузка:	= 720 фунтов на погонный фут

Пример балки

Центральная балка несет половину нагрузки на перекрытие, нагрузку на перегородку и половину нагрузки на второй этаж. Живая и статическая нагрузки указаны в строительных нормах. Вес перегородки указан в Стандартах архитектурной графики как 10 фунтов на квадратный фут.

B) Состояние балки первого этажа

Временная нагрузка 1-го этажа:	40 фунтов на квадратный фут x 12 футов = 480 фунтов на линейный фут
Статическая нагрузка 1-го этажа:	10 фунтов на квадратный фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут
Перегородка высотой 8 футов:	= 80 фунтов на погонный фут
2-й этаж Временная нагрузка:	30 фунтов на квадратный фут x 12 футов = 360 фунтов на линейный фут
Статическая нагрузка 2-го этажа:	10 фунтов на квадратный фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут
общая загрузка:	= 1160 фунтов на погонный фут

Вкратце

Эти примеры являются типичными для типов расчетов, которые вам придется выполнять для определения равномерной нагрузки, распределяемой на балку или перемычку. Вы должны установить, какую нагрузку получает каждый линейный фут жатки или балки. Следующим шагом является использование технической литературы любой из компаний, производящих инженерные деревянные компоненты, для определения размера пролета и балки. Все они соотносят допустимые пролеты для нагрузки на фут балки. Списки пролетов основаны на допустимом отклонении, динамической нагрузке и статической нагрузке, которые перечислены в вашей книге строительных норм и правил. В части 2 «Определение размеров инженерных перекрытий и балок» мы сравниваем стоимость и характеристики некоторых изделий из инженерной древесины с пиломатериалами.

Все иллюстрации предоставлены Journal of Light Construction.

Поиск:

Исследование в BCT

• MAJOR IN BCT (BS)
• ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ МС
• ИССЛЕДОВАНИЯ MS И PHD
• ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
• СВИДЕТЕЛЬСТВО О ВЫПУСКЕ

Присоединяйтесь к нашим информационным сессиям

Нет предстоящих событий.

Новости BCT

Подписаться на новости по электронной почте

Введите свой адрес электронной почты, чтобы подписаться на наши новости и получать уведомления.

Типы нагрузок на мосты (16 различных типов)

В этой статье обсуждаются различные виды нагрузок на мосты. Очень важно правильно определить нагрузку, которую необходимо учитывать при проектировании и строительстве.

В мире есть очень неудачный опыт, который приводит к поломке мостов или более поздним модификациям, чтобы сделать их пригодными для использования. Мост Тысячелетия в Лондоне является одним из примеров, когда после строительства потребовались модификации из-за проблем с вибрацией.

Во-первых, мы кратко обсудим типы мостов, прежде чем обсуждать типы нагрузок на мосты.

• Arch Bridge
• Подвесные мосты
• Торсс мосты
• Beam Bridges
• MoreLver Bridge
.

Давайте обсудим виды нагрузок на мосты.

Типы нагрузок на мосты

Различные 9Подробно рассмотрены 2089 виды нагрузок на мосты. Он охватывает динамические нагрузки, постоянные нагрузки и другие применимые типы нагрузок.

Мы ориентируемся на нагрузки, которые необходимо учитывать при расчете моста в соответствии с BS 5400.

Постоянная нагрузка

Это известная нам нагрузка. Это собственный вес конструкции. В дополнение к собственному весу конструкции существуют и другие виды нагрузок, например, дополнительная нагрузка.

Вес, отличный от собственного веса конструктивных элементов моста, может рассматриваться как дополнительная статическая нагрузка.

Бетонные заполнители, отделочные бетоны, выравнивающие бетоны и т. д. могут рассматриваться как наложенные постоянные нагрузки.

Живые нагрузки

В основном существуют два типа живых нагрузок, рассматриваются в соответствии с BS 5400 Часть 2.

• HA. Нагрузки HA

  Нагрузки HA представляют собой равномерно распределенную нагрузку на настил моста. Эти типы нагрузок на мосты необходимо учитывать, и это важный тип нагрузки, который мы должны учитывать при проектировании.

  HA Прикладываемые нагрузки зависят от пролета моста. Для оценки равномерно распределенной нагрузки можно использовать следующую процедуру.

  • При пролете моста менее 30 м UDL принимается как 30 кН на метр длины условной полосы движения.
  • Когда нагруженная длина превышает 30 м, нагрузку можно рассчитать по уравнению длина.
  • Следующая таблица также может быть использована для удобства поиска.

  Далее на следующем рисунке показано изменение HA UDL в зависимости от пролета моста.

  В дополнение к UDL, точечная нагрузка HA-нагрузка на острие (KEL) должна применяться одновременно в одной и той же условной дорожке.

  KEL следует принимать как 120 кН , и он должен применяться в середине пролета полосы кручения для максимального изгибающего момента и должен применяться близко к опоре для максимального усилия сдвига.

  Нагрузки HB

  Это нагрузка, приложенная к осям транспортного средства. Так же зависит от длины автомобиля, влияние на мост разное. Кроме того, нагрузка на ось также варьируется в зависимости от количества рассматриваемых единиц HB.

  На следующем рисунке показано транспортное средство HB, рассматриваемое в проекте.

  Транспортное средство HB будет расположено таким образом, чтобы создать случай критической нагрузки.

  Кроме того, количество блоков HB определяется на основе замысла проекта. Одна единица HB рассматривается как 10 кН (2,5 кН на ось)

  Продольные нагрузки

  Продольные нагрузки возникают из-за тяги или разрыва, учитываемых в проекте.

  Существуют продольные нагрузки типа HA и HB.

  Номинальная нагрузка типа HA = 8 кН/м x Длина под нагрузкой + 200 кН ≤ 700 кН

  Номинальная нагрузка типа HB = 25% от номинальной нагрузки HB может быть разброс значений в последних стандартах.

  Скользящие нагрузки – Горизонтальная нагрузка – Случайная нагрузка

  Эту нагрузку следует рассматривать вместе с нагрузками HA.

  Номинальная нагрузка Skikkding = 250 кН

  Эта нагрузка должна быть приложена параллельно поверхности дороги в любом направлении.

  Кроме того, он должен применяться только на одной условной полосе.

  Течение воды – горизонтальная нагрузка

  Этот тип нагрузки необходимо учитывать при проектировании. Значения, которые следует учитывать, могут соответствовать местным правилам.

  Центробежная нагрузка

  Это обычно не учитывает нагрузку в конструкции моста.

  По многим причинам чаще всего избегают мостов.

  Центробежную нагрузку можно рассчитать по следующему уравнению.

  F _c = 30000 / (r + 150) , сила в кН

  Где F _c — центробежная сила, а r — радиус полосы движения.

  Нагрузка при столкновении транспортных средств

  Нагрузки при столкновении транспортных средств на автомагистралях можно получить из следующей таблицы, взятой из BS 5400.

  Нагрузка при столкновении является особым вариантом нагрузки и не входит во все варианты нагрузки.

  Ветровая нагрузка

  В части 2 стандарта BS 5400 приведены уравнения для расчета ветровой нагрузки.

  В дополнение к BS 5400 или в соответствии с местными стандартами можно рассчитать ветровые нагрузки на мост.

  Температурные нагрузки

  Влияние температуры на мост следует учитывать в соответствии с пунктом 5.4 стандарта BS 5400, часть 2: 1978.

  Усадка и ползучесть

  Предварительное напряжение железобетонных балок, предлагаемых к действиям усадки и ползучести. Эта деформация может повлиять на конструкцию моста.

  Кроме того, когда мы рассматриваем комплексное действие мостов, монолитный бетон помещается на точную балку, подвергающуюся усадке.

  Вызывает дополнительный стресс. Должна быть выполнена необходимая детализация армирования во избежание этого эффекта.

  Давление грунта

  Применение давления грунта на мост может быть выполнено обычным способом.

  В зависимости от местоположения при проектировании должны учитываться дополнительные нагрузки.

  Коэффициенты активного, покоящегося и пассивного давления можно рассчитать на основе метода Кулона или любого другого применимого метода.

  Иная осадка

  Если фундамент устоев и простенков свайный фундамент , то другой осадка быть не может .

  Однако при мелкозаглубленных фундаментах возможны различные осадки из-за изменения нагрузок и состояния грунта.

  Монтажные нагрузки

  Характер конструкции значительно влияет на нагрузки, которые следует рассматривать как монтажные нагрузки.

  Кроме того, последовательность строительства также является важным фактором, который необходимо учитывать при проектировании.

  Кроме того, для получения дополнительной информации необходимо обратиться к BS 5400 Part 2 Cl 5.9.

  Плавучесть

  Когда уровень грунтовых вод находится выше фундамента или любой части конструкции, на конструкцию действует выталкивающая сила.