НАГРУЗКИ И БЕЗОПАСНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ
Нормативные нагрузки, это нагрузки устанавливаемые нормами величины внешних воздействий (нагрузок) допускаемых при нормальной эксплуатации конструкции.Расчётная нагрузка, определяется производной соответствующей нормативной нагрузки на коэффициент её перегрузки.
Коэффициент перегрузки указывает на возможность повышения или уменьшения величины действительных нагрузок по сравнению с их нормативными значениями.
ОБЫЧНО НАГРУЗКИ И ИНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАСЧЁТОВ УЧИТЫВАЮТ В ТРЁХ СОЧЕТАНИЯХ
- Во-первых, основные сочетания нагрузок и воздействий состоящие из действующих постоянно или регулярно в условиях нормальной эксплуатации: собственного веса, полезной нагрузки (вес оборудования, людей, грузов) снеговой нагрузки, ветровой нагрузки (особенно для вышек и башен), резонансной шаговой и/или подвижной нагрузки от транспортных средств, давления воды (для мостовых сооружений).
- Во-вторых, следует учитывать и дополнительные сочетания нагрузок и воздействий, которые включают и основные и действующие нерегулярно. К ним относятся суточные или годовые изменения температуры воздуха; ветровые нагрузки, нагрузки, возникающие во время монтажных работ, связанные с работой кранов и прочих монтажных механизмов.
- В-третьих, существую т.н. особые сочетания нагрузок и воздействий, состоящие из воздействий возникающих довольно редко и определяющихся особым географически расположением, например на территории подвергаемой воздействию паводковых вод или в зоне сейсмичности. Такие воздействия способны привести к аварийным и катастрофическим последствиям и представляют серьёзную опасность для конструкции.
При проектировании конструкций, величины расчётных нагрузок, кроме собственного веса умножают на коофициент сочетания
- для дополнительных сочетаний — 0,9
- для особых сочетаний — 0,8
Для расчёта отдельных элементов конструкции определяют основные усилия в сечениях. Это может выполнено двумя методами:
- 1.
- Рассматривают поперечные сечения и устанавливают, что общие определяющие напряжения и деформации меньше допустимых.
- 2.
- Исходя из допускаемых напряжений и деформаций, определяют минимальные размеры поперечного сечения.
У составных строительных элементов с механическими соединителями возникают дополнительные деформации из-за податливости этих соединений.
Пролёты для свободно опёртых однопролётных и неразрезных балок определяется расстоянием между центрами опор. Если балки, уложенные на стену, расчётным пролётом считаю 1,05 пролёта в свету. Для расчёта требуемой длины опирания, следует учитывать, что реакция изгибаемых балок передаётся опорам чаще контактно, вызывая напряжения смятия поперёк волокон.
Нередко балка, работающая на изгиб, подвергается ещё и воздействию продольных сил (сжатие или растяжение). Это характерно для элементов рамных конструкций или поясов ферм с внеузловыми нагрузками.
Если напряжения изгиба и сжатия примерно одинаковы, следует предусмотреть опасность продольного изгиба. Достаточной мерой может быть устройство поперечных поясов.
Прогиб возникает у строительных элементов, работающих на изгиб.
Для этого вида деформации в расчётных предписаниях установлены предельные величины. Ограничения допустимого прогиба могут иметь, как функциональные, так и визуальные причины. По сложившейся практике допускается зрительно наблюдаемый прогиб до 1/300 пролёта. Для стропильных ферм и для построек сельскохозяйственного назначения предельный прогиб может быть увеличен до 1, 200 длины пролётного строения.
Однопролётные, составленные из отдельных элементов конструкции, работающие на изгиб, изготавливают со строительным подъёмом. Для того, чтобы горизонтально уложенные фермы и балки не выглядели провисшими следует придавать им параболический выгиб настолько, чтобы нижний пояс под общей нагрузкой был горизонтален. У клееных сплошных конструкций, требуемый подъём может быть рассчитан исходя из суммарной нагрузки. Для прочих строительных конструкций, следует придавать подъём от 1/300 до 1/200.
Статически оправданной двускатной кровельной балкой является балка с переменой высотой. Поперечное сечение такой балки по её длине можно изменять и приспосабливать к эпюре изгибающих моментов.
Поскольку талый снег может вызвать под действие увеличившейся нагрузки прогиб в кровельной конструкции при устройстве строительного подъёма, следует обязательно учитывать погодный фактор. При устройстве плоской кровли не следует придавать её горизонтальную поверхность, а также необходимо организовывать достаточный водоотвод.
У консольных балок может возникать деформация связанная не только с провисанием окончаний, но и кручение концевых поперечных сечений. Обычная мера препятствующая возникновению такого явления, монтаж балок через вилкообразные опоры.
У криволинейных балок на участке искривления на участке искривления возникают изгибные напряжения, которые не распределяются по высоте балке прямолинейно, как поперечные напряжения, при этом максимальные изгибные напряжения возникают по внутренней кромке поперечного сечения.