Войти  |  Регистрация
Авторизация

Нагрузка на конструкции высотных зданий от собственного веса



Постоянная нагрузка. Постоянная нагрузка от собственного веса действует на все элементы несущих и дополнительных конструкций: несущие горизонтальные конструкции (перекрытия); вертикальные конструкции, включая несущую кладку; дополнительные конструкции — полы, потолки, изоляция и засыпки, постоянные перегородки и стены, наружное ограждение и др.
Постоянную нагрузку от этих конструкций удается определить относительно точно и поэтому коэффициенты надежности по нагрузке для них наименьшие; номинальные размеры принимаются по проекту или на основе других данных, показатели массы и коэффициенты надежности — по нагрузке из соответствующих норм или каталогов Подбор сечений и объемная масса постоянны, но могут быть различные разбросы и неопределенность величин, например размеры железобетонной части конструкций, включая плиты перекрытия и стяжки или слои, бывают больше, чем в проекте. Неточности имеют место в конструкциях из кладки, легких бетонов; свойства некоторых материалов изменяются с течением времени. При выполнении статического расчета не всегда известны все условия, предварительные размеры и типы материалов, поэтому проектировщик должен учитывать определенные ситуации или иметь резерв (около 10%). В будущем этот резерв не исключается из расчета.
В начале проектирования рационально исходить из определенных средних значений нагрузок, например на 1 м2 перекрытия, на 1 м2 площади нагруженной стены и т.п. Такой подход требует определенного опыта, интуиции и предвидения проектировщика. Собственный вес перегородок, принимается в виде договоренной условной равномерно распределенной нагрузки, например 0,5-1 кПа. Необходимо обратить внимание на то, что около ванных и санитарных устройств перегородки должны быть более массивные, а также проверить конструкции перекрытия на восприятие больших сосредоточенных сил. Для вертикальных конструкций лифтовых шахт надо уяснить, какие это конструкции — самонесущие, опирающиеся на собственные фундаменты или конструкции, которые должны нести перекрытия.
Для перегородок без отверстий со статической точки зрения возможны следующие варианты:
- весь вес перегородок воспринимается конструкциями перекрытий;
- за счет хорошей перевязки кирпича, защемления в вертикальных конструкциях, возможно и с помощью армирования рядов большая часть собственного веса перегородок из-за арочного эффекта передается на перекрытия по краям перегородки;
- перегородки минимальной толщины (15 см), располагающиеся на нескольких этажах одна над другой, кладутся снизу вверх и конструкции перекрытий подклинены. В этом случае весь вес перегородок передается вниз (балки перекрытия в этом случае перегородками не нагружены, но они должны быть способны следовать осадкам кладки перегородок, зависящим от вида материала, и являются как бы поясами их жесткости).
Для высотных зданий наиболее часто применяют первый вариант, так как он дает большую свободу планировки и с точки зрения статики более безопасен.
Полезная нагрузка на перекрытия. Равномерная, сосредоточенная, смешанная. Полезная нагрузка на перекрытия — это временная нагрузка от массы людей, оборудования, материалов, изделий, средств транспорта, технологического оборудования, временных перегородок и иных частей здания, местоположение которых во время эксплуатации изменяется. Эта нагрузка не очень распространена, и определение ее трудоемко. В нормах Чехии CSN 73 0033 временная полезная нагрузка перекрытий подразделяется на длительную, кратковременную и особую.
При расчетах конструкций перекрытий в основном применяется равномерная нагрузка, которую вычисляют из условия равенства ее воздействия на действительную нагрузку. Этот способ является удовлетворительным для элементов, которые воспринимают нагрузки больших загруженных площадей и другие значительные нагрузки (например, тяжелые разделительные стены). Для расчета плит и балок меньшего пролета необходимо принимать действительные сосредоточенные силы.
Полезные нагрузки и коэффициенты их надежности приведены в основных нормах в зависимости от назначения помещения или в технологических нормах проектирования. Коэффициент надежности для полезной нагрузки до 2 кПа равен 1,4, для больших полезных нагрузок — меньший. Силы, превышающие эту нагрузку, надо учитывать отдельно. Полезную нагрузку на площадях с большими сосредоточенными силами не принимают во внимание.
Значения нагрузок, приведенные в нормах, следует считать обязательными для применения.
Разные конструктивные системы имеют различную реакцию на одинаковые нагрузки, например: балки замкнутого и открытого сечения; стальная и железобетонная балки; консоль — простая балка — неразрезная балка; реакция систем различна при действии равномерной и сосредоточенной нагрузки и т.п.
Нагрузки от веса легких переносных перегородок и разводки инженерного обеспечения здания принимают в виде эквивалентной равномерной нагрузки, которую суммируют с полезной равномерной нагрузкой.
При расчете конструкций перекрытий предполагают, что полезная равномерная нагрузка может принимать переменное значение, т.е. от нуля до расчетного значения, и может быть приложена на конструкции в различных местах, чтобы при проверке данного сечения конструкции в нем было самое невыгодное действие этой нагрузки. Применение этих положений должно быть взаимосвязано с вероятностью появления ’’теоретически” неблагоприятного распределения нагрузки и не должно противоречить действительности. Например, будут разные ситуации при расчете ригеля рамы и всей рамы. Если принимать ригель рамы как неразрезную балку, то необходимо принимать полезную нагрузку только в тех местах, которые вызывают в данном сечении одинаковые знаки напряжений (с этой целью можно воспользоваться линиями влияния). Однако применять, учитывая ранее приведенные принципы, для рамы ’’шахматное” нагружение не следует, так как эта комбинация маловероятна.
В комбинациях с остальными нагрузками, например с ветровыми, при максимальных значениях полезной нагрузки перекрытий могут возникнуть безопасные напряжения с максимальными значениями. Такие явления могут иметь место, например, в элементах заделки, сопротивляющейся отрыву колонн, или вследствие уменьшения сжимающих предварительных напряжений в железобетонных элементах и т.п.
Корректировка значений равномерной полезной нагрузки. Давно известно, что одновременное появление полной полезной нагрузки на всех этажах или на больших загрузочных площадях маловероятно. Для достижения большей экономической эффективности применяются различные формулы для определения расчетных нагрузок на колонны и ригели. Однако приводившиеся формулы (и до сегодняшнего дня) были эмпирическими. Это и понятно, так как проблема очень сложна и получить достаточное количество статических данных трудно.
Значения нагрузок на колонну или другую несущую конструкцию зависят от многих парам. Первостепенное значение имеют: характер полезной нагрузки, зависящий от функций и назначения здания (жилые, административные, общественные, школьные, торговые, складские, производственные, больницы, гаражи); например, для конструкции складских зданий существует большая вероятность появления расчетной нагрузки, чем для конструкций жилых зданий; размер площади загружения одного этажа; число этажей, опирающихся на колонну; совместность действия нагрузки на разных этажах; дифференцированные нагрузки между перекрытиями, вертикальными конструкциями, фундаментами.
Нагрузка на конструкции высотных зданий от собственного веса

Автор принимает различные предположения для корректировки полезной нагрузки в зависимости от указанных выше парам. На рис. 5.2 графически показана корректировка, выполненная по данным некоторых авторов и приведенная в работе. Кроме того, корректировка полезной нагрузки будет зависеть еще от парам и принятого решения, которые не являются чисто вероятностными, такими параметрами являются, например:
- вопрос различной степени безопасности в зависимости от значимости конструкции, признание ключевого значения колонны, так как ее разрушение вызвало бы цепную реакцию, т.е. разрушение конструкции всего здания или большей его части;
- соотношение постоянной и временной нагрузки (чем меньше постоянная нагрузка, тем меньше корректировка);
- учет будущих потребностей (требований) без учета первоначальных функций (например, учет трудоемкости и высокой стоимости реконструкции, проводимой в целях повышения несущей способности конструкций);
- часть полезной нагрузки имеет постоянный, длительный характер (переносные перегородки, инженерное оборудование), корректировка (снижение нагрузки) не должна касаться этой части полезной нагрузки;
- изменение способности конструктивной системы по распределению нагрузки в зависимости от статической схемы, примененного материала, соединений, технологии строительства и т.п.;
- степень точности определения реакций в опорах (в предположении статической схемы простой балки, неразрезной балки или балки на упругих опорах и т.п.).
Учитывая приведенные доводы, следует осторожно подходить к корректировке полезной нагрузки.
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