Войти  |  Регистрация
Авторизация

Общие сведения о нагрузках и влияниях на конструкции высотных зданий



Основные понятия. Под нагрузкой понимают внешние силы, возникающие как сопротивление геофизическим явлениям, как, например, гравитация, ветер, землетрясение, удары, давление грунта, осадка опор и т.п. В широком смысле слова под нагрузками понимают и другие явления, которые не проявляются как внешние силы, но на которые конструкция реагирует внутренними силами (например, температурные изменения).
Нагрузки относятся к случайным явлениям, которые можно выражать математическими и статическими законами. Случайность появления нагрузки проявляется в пространстве и во времени. Между отдельными нагрузками существуют различные варианты совместного появления: полная независимость (при независимых источниках), позитивная независимость (вертикальная нагрузка от колес кранов и боковые удары, силы торможения), негативная зависимость (невозможность совместного возникновения положительной и отрицательной температуры, продольный и поперечный ветер и т.п.).
Из факторов, которые оказывают влияние на вид и подбор несущих конструкций, нагрузки исследованы менее всего. Методы их определения неясны и требуют больших затрат по сравнению с остальными факторами, как, например, исследование материалов, разработка расчетных теорий. Соответствующие теории определения нагрузок, которые можно было бы применить для строительных конструкций, еще в необходимой мере не разработаны, поэтому в нормах большей частью проводятся значения эмпирические, полученные из практики; основные значения определяются из предположений, упрощений, соглашений.
Виды нагрузок. Нагрузки классифицируются в нормах, разработанных в соответствии с теориями предельных состояний, с четырех точек зрения: продолжительности действия - на постоянные и переодические (временные); величины — на нормативные и расчетные; характера воздействия (нарастания) - на статические и динамические (учитывается ускорение); способности вызывать усталость материала (в зависимости от числа циклов загружения).
Общие сведения о нагрузках и влияниях на конструкции высотных зданий

В табл. 5.1 приведены типичные нагрузки для высотных зданий, классификация которых произведена по продолжительности их действия и для первого предельного состояния. Временные нагрузки в соответствии с нормами Чехии CSN 73 0035 разделены на четыре группы: полезные (эксплуатационные), климатические, от вынужденных деформаций и остальные. Кроме того, временные нагрузки подразделяют на: длительные, которые появляются в значениях, близких к расчетным в длительное время; кратковременные, которые появляются в значениях, близких к расчетным только непродолжительное время; особые, действие которых предполагается в исключительных ситуациях (в катастрофических случаях).
Это разделение нагрузок помогает уточнить характер и поведение отдельных нагрузок. В нормах Чехии CSN 73 0035 введено понятие — постоянная составляющая кратковременной нагрузки, применение которой иногда помогает дальнейшему уточнению (регеологические воздействия, нагрузки во время пожара и т.п.), однако не слишком отличается от длительной временной нагрузки.
Нагрузка от машинного оборудования и технических устройств содержит и динамические воздействия и ее можно отнести к временной длительной или к кратковременной нагрузке в зависимости от характера ее действия.
Нормативные и расчетные нагрузки. Нормативная нагрузка Fn (или нормативное значение нагрузки) является основной характеристикой нагрузки, применяемой при расчете конструкции. Она соответствует повседневным эксплуатационным условиям, номинальным характеристикам конструкций, материалов и т.п.
Расчетная нагрузка Fr (или расчетное значение нагрузки) является характеристикой нагрузки, применяемой при расчете конструкций. Эта нагрузка (большей частью экстремальная) отвечает определенной вероятности появления и выражает влияние ее на безопасность или надежность конструкции.
Коэффициент надежности по нагрузке n=Fr/Fn является характеристикой, которая выражает возможное случайное отклонение нагрузки от нормативной (нормативного значения).
Для расчетной нагрузки в этом случае действительно соотношение Fr = Fnn. Значения нормативных нагрузок Fn и коэффициент n приводятся в нормах.
Комбинации нагрузок. Причины и источники нагрузок бывают разными, поэтому необходимо изучать все возможные комбинации нагрузок. Конструкцию проверяют на различные сочетания нагружений, которые возможны во время срока эксплуатации конструкции, а также при изготовлении и манипуляциях с изделиями, при монтаже и демонтаже.
В комбинациях нагрузок в основном исходят из положения о том, что вероятность одновременного действия отдельных нагрузок, имеющих расчетное значение, будет меньше в сравнении с вероятностью действия этих нагрузок по отдельности, т.е. независимо друг от друга. Подобно и вероятность появления полной полезной нагрузки на перекрытиях большой площади будет меньше, чем на перекрытиях с малой загруженной площадью. Расчетные методы учитывают факторы одновременности или коэффициенты сочетания нагрузок. Важность отдельных нагрузок не одинакова, возможны различные комбинации. Теоретические решения комбинаций пока что недостаточно полно изучены и не могут быть рекомендованы для практического применения в нормах, поэтому ранее сформулированные положения в нормах основаны большей частью на эмпирических подходах.
В соответствии с нормами Чехии CSN 73 0035, необходимо принимать в расчетах несущей способности следующие основные и особые комбинации расчетных нагрузок (с помощью коэффициента сочетания с).
Общие сведения о нагрузках и влияниях на конструкции высотных зданий

Если берется сочетание кратковременных нагрузок с учетом их величины (при одинаковой важности нагрузок) или по абсолютному воздействию, то в основной комбинации принимаются коэффициенты сочетаний: для нагрузки, имеющей наибольшее абсолютное значение, — 1; для второй наибольшей — 0,8; для остальных воздействий — 0,6; в особых сочетаниях для всех нагрузок - 0,8.
Нагрузки при строительстве. Конструкция должна соответствовать всем стадиям срока службы (от ее возникновения, эксплуатации и до ее демонтажа).
При теоретическом проектировании исходили из условия, что для подбора сечений конструкций решающим является только окончательное состояние конструкции, т.е. в стадии эксплуатации. Эти условия давно не применяются, так как требования к более высоким параметрам, материалоемкости и повышению производительности труда вызывают, а иногда и требуют применения других подходов. Это новые типы конструкций (например, предварительно напряженные железобетонные и стальные конструкции, конструкции, совместно работающие с другими элементами) и новые технологии строительства (например, сборные конструкции и вызванные ими новые способы монтажа, специальные методы бетонирования, как, например, применение скользящей опалубки, навесное бетонирование, методы бетонирования с более ранней распалубкой, метод подъема перекрытий и др.), при которых необходимо проверять состояние конструкций при монтаже. Для некоторых частей элементов или конструкций монтажные состояния с точки зрения безопасности могут быть решающими. При определенной технологии это может быть, например, устойчивость свободно стоящих гибких колонн, устойчивость незакрепленных сжатых поясов высоких балок из их плоскости, опирание балок в местах, не имеющих ребер жесткости (например внеузловое опирание в решетчатых конструкциях) и т.п. Для сборных железобетонных конструкций при манипуляциях с ними и при монтаже в изделиях могут возникнуть иные, чем в конечной стадии, напряжения; в этом случае небезопасны места с малым армированием в сжатых областях, где при манипуляциях могут возникать растягивающие напряжения (например, в плитах, с которыми производят манипуляции в обратном положении, из-за неравномерного подъема перекрытий и т.п.).
Приведенные случаи реальны и поэтому их необходимо учитывать в проектах. Кроме того, существует область случаев, не предусмотренных в проекте, в результате которых в несущих конструкциях при монтаже и проведении строительных работ могут возникнуть небезопасные состояния. Причиной может быть неполная конструктивная система, например недостаточное монтажное раскрепление, неполностью выполненные присоединения, стыки, заанкеривание, малое предварительное напряжение постоянной нагрузкой (в этом случае в растянутых стальных стержнях могут возникнуть сжатие и потеря устойчивости, и наоборот, в сжатых бетонных сечениях может возникнуть нежелательное растяжение), непредвиденное размещение нагрузок (концентрация строительного материала на площадях), неполные (недостигнутые) прочностные параметры конструктивных материалов (недостаточная прочность незатвердевшего бетона, преждевременная распалубка), неправильный технологический процесс и т.п., поэтому монтажному состоянию необходимо уделять повышенное внимание.
При строительстве наблюдается перегрузка конструкций. Большинство аварий происходят в период строительства, а не эксплуатации, поэтому часто высказывается мысль, что если конструкция выдержала при строительстве, то она выдержит и в дальнейшем. Это не всегда правомерно, например, при динамической нагрузке конструкций или для конструкций, воспринимающих значительные эксплуатационные нагрузки.
На стройке нельзя переоценивать несущую способность конструкций; например, нельзя перегружать площадки складируемым материалом, монтажные краны можно применять только на допускаемую грузоподъемность, необходимо строго придерживаться технологии производства работ, предусмотренной проектом. Если во время строительства на перекрытиях предполагается складирование строительных материалов - кирпича, раствора, арматуры и др. или на них устраивается вспомогательная монтажная площадка, то это должно быть учтено в проекте или согласовано с проектировщиком. Такие же правила должны действовать и при проведении дополнительных работ по оборудованию здания, так как иногда встречается неквалифицированное обращение с несущими конструкциями (например, внеузловое нагружение решетчатых конструкций, снятие или исправление ’’мешающих” диагоналей связей, образование отверстий автогеном в стенках балок и т.п.). Несущие конструкции должны быть неприкосновенны, не должны подвергаться нагружению непредусмотренными нагрузками и могут нагружаться ими или изменяться только при участии ответственного проектировщика-конструктора.
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent