Расчетная нагрузка на перекрытие жилого дома: Нормативная нагрузка на перекрытие жилого дома

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 P

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:

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

виды по СНиП и СП, расчет плиты, как рассчитать предельные и точечные значения, изгибающий момент, несущую способность, прочность ж/б элемента?

Плиты перекрытий – это несущие конструкции зданий, воспринимающие постоянные и временные нагрузки в пределах одного этажа.
Плиты укладываются в пролёте между вертикальными опорами – стенами, пилонами или колоннами.

Преимущественно работают на изгиб и выполняют роль жёсткого диска, объединяющего отдельные элементы каркаса сооружения в единую геометрически неизменяемую систему.

При расчёте плит перекрытий определяются такие важные параметры, как их толщина, армирование, прогиб и необходимость устройства дополнительных подпирающих элементов (балок или капителей).

Как провести расчет нагрузок на перекрытие, расскажем далее.

Виды нагрузок на плиты перекрытий по СНиП и СП

Нагрузки на пролётные конструкции определяются, исходя из требований нормативных документов – СНиП 2.01.07-85 и его обновлённой версии – СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

В соответствии с пунктами этих нормативов, нагрузки классифицируются на следующие виды:

1. 
   Полезные – нагрузки, необходимые для обеспечения комфортной эксплуатации помещения, в соответствии с его функциональным назначением.
   Например, в жилых квартирах или частных домах – это нагрузки от мебели, бытовых приборов и самих жильцов.

   В магазинах – от посетителей, персонала, прилавков, стеллажей и оборудования, необходимого для функционирования помещения.

2. Допустимые – сочетание внешних сил, приложенных к перекрытию, при котором оно продолжает удовлетворять всем предъявляемым к нему эксплуатационным требованиям без наступления необратимых последствий.
3. Постоянные – нагрузки, которые действуют на протяжении всего периода эксплуатации помещения. К таким видам загружения относятся собственный вес плит, масса пирога пола и штамповые нагрузки от конструктивных элементов, без которых эксплуатация помещения не представляется возможной.
4. Временные – нагрузки от веса оборудования, мебели, людей и другие виды сил, которые прикладываются к несущему элементу на определённый промежуток времени.
5. Предельные – максимальная величина нагрузки, при приложении которой в конструктивном элементе начинают происходить необратимые процессы – пластические деформации, бесконтрольное раскрытие трещин, а также обрушение перекрытия.

В зависимости от функционального назначения помещений, величины полезных нагрузок различаются.

В жилом помещении равномерно распределённые по площади временные нагрузки составляют 150 – 200 кгс/м2, а в общественных зданиях, в зависимости от особенностей технологического процесса они составляют уже 250 – 500 кгс/м2.

Расчет металлической балки перекрытия

Бывают случаи, когда деревянные балки для междуэтажных или чердачных перекрытий использовать экономически не выгодно. Например, когда пролет слишком большой и поэтому для его перекрытия требуются деревянные балки большого сечения. Или когда у Вас есть хороший знакомый, который торгует не пиломатериалом, а металлопрокатом.
В любом случае не лишним будет знать во сколько может обойтись перекрытие, если использовать металлические балки, а не деревянные. И в этом Вам поможет данный калькулятор. С его помощью можно рассчитать требуемые момент сопротивления и момент инерции, которые для подбора металлических балок для перекрытия по сортаментам из условия прочности и прогиба.

Рассчитывается балка перекрытия на изгиб как однопролетная шарнирно-опертая балка.

Калькулятор

Калькуляторы по теме:

• Сбор нагрузок на балки перекрытия онлайн.

Инструкция к калькулятору

Исходные данные

Длина пролета (L) — расстояние между двумя внутренними гранями стен. Другими словами, пролет, который перекрывают рассчитываемые балки.

Шаг балок (Р) — шаг по центру балок, через который они укладываются.

Вид перекрытия — в случае, если на последнем этаже Вы жить не будете, и он не будет сильно захламляться милыми Вашему сердцу вещами, то выбирается «Чердачное», в остальных случаях — «Междуэтажное».

Длина стены (Х) — длина стены, на которую опираются балки.

Длина балки (А) — самый большой размер балки.

Вес 1 п.м. — данный параметр используется как бы во втором этапе (после того, как Вы уже подобрали нужную балку).

Расчетное сопротивление Ry — данный параметр зависит от марки стали. Например, если марка стали:

• С235 — Ry = 230 МПа;
• С255 — Ry = 250 МПа;
• С345 — Ry = 335 МПа;

Но обычно в расчете используется Ry = 210 МПа для того, чтобы обезопасить себя от разного рода «форс-мажерных» ситуаций. Все-таки в России живем — привезут металлопрокат из стали не той марки и все.

Модуль упругости Е — этот параметр зависит от вида металла. Для самых распространенных его значение равно:

• сталь — Е = 200 000 МПа;
• алюминий — Е = 70 000 МПа.

Значения нормативной и расчетной нагрузок указываются после их сбора на перекрытие.

Цена за 1 т — стоимость 1 тонны металлопроката.

Результат

Расчет по прочности:

Wтреб — требуемый момент сопротивления профиля. Находится по сортаменту (есть ГОСТах на профили). Направление (х-х, y-y) выбирается в зависимости от того, как будет лежать балка. Например, для швеллера и двутавра, если Вы хотите их поставить (т.е. больший размер направлен вверх — [ и Ι), нужно выбирать «x-x».

Расчет по прогибу:

Jтреб — минимально допустимый момент инерции. Выбирается по тем же сортаментам и по тем же принципам, что и Wтреб.

Количество балок — общее количество балок, которое получается при укладки их по стене X с шагом P.

Общая масса — вес всех балок длиной А.

Стоимость — затраты на покупку металлических балок перекрытия.

Расчёт пролетных конструкций

Расчёт пролётных конструкций ведётся по двум группам предельных состояний:

• 1 группа – подбирается такие параметры жёсткости конструктивного элемента, при которых оно не потеряет прочность под действие сочетания постоянных, временных и особых нагрузок;
• 2 группа – расчёт по деформациям, при котором определяется фактический прогиб перекрытия, после чего это значение сравнивается с предельно допустимыми значениями из СНиП.

На несущую способность плит перекрытий влияет величины постоянных и полезных нагрузок, толщина элемента, длина пролёта и условия эксплуатации помещения.

Как рассчитать значения?

Расчёт нагрузок на плиту перекрытия производится методом суммирования всех приложенных к конструктивному элементу внешних сил, с учётом различных коэффициентов запаса, принимаемых по указанному выше СНиП. Если рассмотреть теоретические выкладки, то расчёт нагрузок делится на следующие категории:

Предельные

Расчёт сводится к вычислению максимально допустимого значения приложенных на конструкцию внешних сил, при которых конструкция достигает предельного равновесия.
Например, на основании представленного ниже расчёта – при приложении суммарной расчётной нагрузки 900 кг/м2 на плиту перекрытия толщиной 200 мм, армированную прутками d10 A500s с шагом 200 мм, достигается фактический изгибающий момент М = 2812,5 кН*см при пролёте 5 м.

А сечение с такими параметрами остаётся в равновесии при достижении момента Мпред = 2988. 5 кН*см, что всего на 5,8% выше предельного значения.

Учитывая, что момент в изгибаемом сечении под действием равномерно распределённой нагрузки равняется M = q х l2 / 8, то qпред = 8M/l2, или qпред = 8 х 2998.5 / 25 = 956.32 кг/м2 – при такой внешней силе сечение установленных параметров перестанет удовлетворять предельному равновесию, и данная нагрузка является предельной.

Точечные

Как правило, такие силы не прикладываются к перекрытию отдельно – всегда существуют постоянные нагрузки, и единичное точечное загружение суммируется с ними.

Приложенная точечная нагрузка влияет на значение опорных реакций и величину изгибающего момента в расчётном сечении. Усилия от точечного загружения определяется как произведение силы на плечо (расстояние от ближайшей точки опоры).

Например, если в комнате с пролётом 5 метров стоит декоративная колонна массой 500 кг на расстоянии от стены 2 м, то расчётная нагрузка с учётом коэффициента запаса (gn для постоянных сил = 1,05) составит 525 кг. Момент в данной точке составит 525 кг х 2 м = 1050 кг * м, или 1050 кН * см.

Соответственно, при добавлении равномерно распределённого загружения, описанного выше, стандартное сечение плиты с армированием d10 A500s с шагом 200 мм не будет удовлетворять расчёту прочности, и данное место следует усилить дополнительными стержнями, например, d10 A500s ш. 200 + d12 A500s ш. 200.

Пересчёт на м2

Учитывая, что жб плита перекрытия работает по упруго-пластической схеме, все внутренние усилия в ней перераспределяются по площади и объёму.
СНиП допускает не производить расчёт временных нагрузок на плиту от конкретных предметов, а учитывать приведённую равномерно-распределённую по площади поверхности силу.

Например, вдоль стены комнаты, на протяжении 3 м стоит гарнитур общей массой 400 кг, напротив – диван массой 200 кг и другие предметы мебели с разными весами. По данному помещению каждый день передвигаются 4 человека с массами тела от 50 до 120 кг.

По факту, точно посчитать нагрузку не представляется возможным, но СП 20.13330.2011 допускает учитывать в статическом расчёте приведённую равномерно распределённую нагрузку для жилых помещений 150 кг/м2.

Пример

Ниже представлен пример сбора нагрузок на перекрытие в частном жилом доме. По условию задачи, габариты комнаты составляют 7 х 4 м, плита перекрытия 200 мм, поверх которой уложена ц/п стяжка толщиной 50 мм по подложке из экструдированного пенополистирола 30 мм, а в качестве чистового пола применяется керамогранитная плитка толщиной 12 мм с клеевым составом 3 мм.

Требуется собрать расчётные нагрузки на данную конструкцию для последующего расчёта. Задача решается с выполнением следующих этапов:

Собственный вес плиты – M1 = S x h x rбет, где:

• S – площадь поверхности перекрытия, равный 5 м х 4 м, или 2 м2,
• h – толщина плиты, которая составляет 200 мм, или 0,2 м,
• rбет – средняя плотность армированного бетона, которая равна 2500 кг/м2.
• M1 = 20 м2 х 0,2 м х 2500 кг/м2 = 10 000 кг.

Масса полов – M2 = mподл + mстяж + mплит, где:

• mподл = S x hподл х rпенопол = 20 м2 х 0,03 м х 40 кг/м2 = 24 кг,
• mстяж = S x hстяж х rц/п р-ра = 20 м2 х 0,05 м х 1800 кг/м2 = 1800 кг,
• mплит = S x hплит х rкерамогр = 20 м2 х 0,015 м х 2400 кг/м2 = 720 кг (значение принимается с учётом слоя плиточного клея).

M2 = 24 кг + 1800 кг + 720 кг = 2544 кг. В жилом помещении рекомендуемая по СНиП временная нагрузка составляет q = 150 кгс/м2.

Таким образом, суммарная полезная нагрузка на плиту составляет F = q x S = 150 х 20 = 3000 кг:

1. Общая вертикальная нагрузка, приложенная к плите, равняется Fобщ = M1 + M2 + F = 10000 кг + 2544 кг + 3000 кг = 15544 кг, или 1554,4 кН.
2. Как правило, нормативные нагрузки необходимо привести к расчётным величинам, учитывая коэффициенты надёжности. Данный показатель записывается как gn, и для постоянных загружений он составляет 1,1, а для полезной нагрузки – 1,4.

Таким образом, Fобщ расч = (M1 + M2) x gnс пост + F x gnврем = (10000 кг + 2544 кг) х 1,1 + 3000 кг х 1,4 = 13798,4 кг + 4200 кг = 17998.4 кг ~ 18000 кг, или 1800 кН.

Чтобы привести суммарное значение данной величины в равномерно распределённую нагрузку, достаточно разделить его на общую площадь комнаты. То есть Qобщ расч = Fобщ расч / S = 1800 кН / 20 м2 = 90 кН/м2, или 900 кг/м2.

При наличии точечной или штамповой нагрузки от веса какого-либо оборудования, она участвует в расчёте отдельно, формируя линейную, а не квадратичную зависимость изгибающего момента.

В отдельных случаях допускается разложить точечную нагрузку на равномерно распределённую по площади, с учётом повышающего коэффициента, так как железобетон не является упругим материалом, и все усилия в нём перераспределяются в большей части его объёма.

Изгибающий момент

Безбалочная плита перекрытия должна удовлетворять расчёту по прочности, или первой группе предельных состояний. Чтобы определить несущую способность перекрытия, необходимо выполнить следующий алгоритм:

1. 
   Если соотношения габаритов перекрытия а/b или b/a > 2, то такая плита работает по короткой стороне.
   Если данные показатель меньше 2, то плита считается опёртой по контуру, и расчёт ведётся относительно того пролёта, в котором возникает наибольший изгибающий момент.

   Значение момента прямо пропорционально величине пролёта, поэтому в рассматриваемом примере расчёт ведётся относительно стороны a = 5 м.

2. Из плиты выделяется расчётная полоса шириной 1 м, которая будет рассматриваться как изгибаемый линейный элемент, или балка с приложенной к ней равномерно распределённой по длине нагрузкой.

В рассматриваемом примере балка имеет сечение b x h = 1 м х 0,2 м, и к ней приложена нагрузка qрасч = 900 кг/м, или 90 кН/м.

Величина изгибаемого момента для подобной конструкции составляет M = qрасч х l2 / 8, где l – величина пролёта, или 5 м. M = 90 кН/м х 5 х 5 / 8 = 281.25 кН*м, или 2812,5 кН*см.

Величина изгибающего момента может быть отображена на эпюре данного вида усилия, возникающего в конструкции.

Как посчитать несущую способность?

При известной величине изгибающего момента и габаритов (жёсткости сечения) можно определить несущую способность данного пролётного элемента по следующим формулам:

Высота сечения плиты складывается из двух величин h = h0 + a, где h0 – рабочая высота от нижней арматуры, находящейся в зоне растяжения до верхней грани бетона. а – величина защитного слоя бетона. Как правило, этот показатель в тонких плитах варьируется в пределах от 15 до 25 мм. h0 = h – a = 200 мм – 20 мм = 180 мм.

В строительной механике, согласно по СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции», существуют два условия, при которых конструкция достигает предельного равновесия под действием внешних сил.

Rs As = Rbbx, где:

• M = Rbbx (h0 – x/2),
• Rs – предел прочности арматурной стали заданного класса на растяжение,
• Rb – тот же показатель, но для бетона, на сжатие, зависящий от марки материала.

Если в плите принимается наиболее распространённая арматура класса A500s, то Rs = 43,5 кН/см2. Если бетон в рассматриваемом примере имеет класс B30, то Rb = 1,7 кН/см2.

В условии равновесия х – абсолютная величина сжатой зона бетона, которая равняется х = Rs Аs / gb1 Rbb (по СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции»):

• As – площадь всех стержней рабочей арматуры в растянутой зоне сечения плиты,
• gb1 – коэффициент запаса, зависящий от условий работы бетона в конструкции, для стандартных вариантов эксплуатации перекрытия принимается равным 0,9.

Требуемая площадь рабочей арматуры зависит от расчётных параметров сечения и величины внутренних усилий (в плите перекрытия – изгибающего момента).

Аs = gb1Rbbeh0/Rs (по СП 63.13330.2018):

• 
  e – безразмерная величина, характеризующая относительную высоту сжатой части бетонного сечения, которая определяется из соотношения e = (1 – (1 – 2am)1/2),

• am – это показатель, описывающий отношение изгибающего момента к прочностным характеристикам жб сечения, определяемый по формуле СП,
• am = M / (gb1 Rbbh02) = 2812,5 / (0,9 х 1,7 х 100 х 324) = 2812,5 кН*см / 49572 = 0,057.

Аs = 0,9 х 1,7 х 100 х 0,057 х 18 / 43,5 = 3,61 см2.

Для предотвращения образования трещин от усадки бетона, в плитах перекрытий шаг рабочей арматуры, чаще всего, назначается 200 мм. Таким образом, в расчётной полосе шириной 1 м располагается 5 рабочих стержней.

В данном примере допускается рассмотреть армирование из 5d10, и реальная площадь стержней составит 3,93 см2, что больше, чем требуемое значение, с учётом повышающих коэффициентов. При известных значениях площади армирования, можно определить величину х: х = Rs Аs / gb1 Rbb = 43,5 х 3,93 / (0,9 х 1,7 х 100) = 1,12 см.

На завершающем этапе из основного условия равновесия определяется предельно допустимый момент, который может возникнуть в сечении плиты перекрытия. M = gb1 Rbbx(h0 – x/2) = 0,9 х 1,7 х 100 х 1,12 х (18 – 1,12/2) = 2988.5 кН*см.

Далее остаётся сравнить предельно допустимый момент 2988.5 кН*см с фактическим усилием, возникающим после приложения нагрузок – 2812,5 кН*см, который оказался меньше, значит, условие прочности выполняется.

В случае, если условие предельного равновесия не достигается, толщина плиты, а также расчётное количество рабочей арматуры должны быть пересмотрены.

Прочность ЖБ элемента

В строительной механике понятия прочности и несущей способности практически не имеют различий. Однако, на практике это не совсем так. Прочность – это способность конструктивного элемента не разрушаться под действием внешних сил. Несущая способность – это способность конструктивного элемента удовлетворять предъявленным к нему эксплуатационным требованиям под действием сочетания нагрузок.

Таким образом, расчёт по предельным состояниям 1 группы, приведённый выше, показывает, что плита перекрытия остаётся в статическом положении не разрушается, (то есть, обеспечивается её прочность) и может эксплуатироваться в нормальных условиях (так как в расчёте были учтены все коэффициенты условий работы). Проведения дополнительных прочностных расчётов не требуется.

Проверка прогибов стальной балки

При расчете стальных балок по II-й ГПС (по прогибам) необходимо создавать раскрепления для прогибов:

Информация из справки LIRA SAPR (СправкаПояснения СтальПроверки прогибов):

Проверка прогиба осуществляется сопоставлением реально определенного относительного прогиба (L/f) с максимально возможным для данного конструктивного элемента прогибом.

В данной версии проверка выполняется только для балок на основании состава загружений во всех сочетаниях. Учитываются коэффициенты надежности по нагрузке (заданные при формировании РСУ в среде ПК ЛИРА-САПР) и коэффициенты сочетания.

Перемещения, вызванные загружениями с долей длительности 0, в данном расчете не используются.

Прогибы находятся для каждого сечения на основании распределения MY1, MZ1, QY1, QZ1 по длине элемента. Соответственно, увеличение количества расчетных сечений способствует более точному определению прогибов (особенно, если воздействуют сосредоточенные силовые факторы).

В режиме локального расчета элемента (см. справочную систему СТК-САПР) имеется возможность расчета прогибов по огибающим эпюрам изгибающего момента в запас. Это может потребоваться, когда редактируются расчетные сочетания усилий (или нагрузок) и теряется связь с результатами расчета на ПК ЛИРА-САПР основной схемы.

На приведенном фрагменте показан механизм определения прогибов (они обозначены как di и dk) в конструктивном элементе с наложенными раскреплениями на элементы.

Если раскрепления не наложены, то прогиб принимается равным полному расстоянию до оси X.

Пример расчета однопролетной балки

Согласно нормативной документации прогиб определяется от действия нормативных нагрузок. Поскольку в LIRA SAPR все нагрузки прикладываются к узлам и элементам их расчётными значениями, при определении прогибов программа определяет нормативное значение нагрузок путём деления их на коэффициент надёжности.

Посмотреть какие приняты коэффициенты надёжности, а также ввести их вручную, если это необходимо, можно в окне параметров расчёта.

Подробнее о корректировке коэффициентов надёжности для расчета прогибов вручную читайте в статье «Коэффициенты к временным нагрузкам при проверке прогиба»

Предельно допустимый L/200=6000/200=30мм

Без задания раскреплений (по абсолютному перемещению узлов балки): ((39,8мм/ к-т надежности по нагрузке)/ 30мм))*100%=((39,8/1,1)/30)*100%=120,6%

С заданием раскреплений (по относительному перемещению узлов балки за вычетом перемещений опорных узлов): ((39,8мм-9,14)/ к-т надежности по нагрузке)/30мм))*100%=(((39,8-9,14)/1,1)/30)*100%=92,9%

Ручной ввод расчётной длины балки для расчёта прогибов

В диалоговом окне задания характеристик расчёта стальной балки присутствует группа параметров Расчёт по прогибу.

Информация из справки ЛИРА САПР: Расчет по прогибу – данные для расчета прогиба. Длина пролета авто – вычисляется по положению раскреплений. Длина пролета точно – длина пролета при расчете приравнивается этому числу.

Рассмотрим раму из предыдущего примера, только теперь раскрепления для прогибов назначим для всех конструкций, а расчётные длины будем для первого случая задавать автоматическим способом, а для второго ручным.

Предельно допустимый прогиб при длине 6 м L/200=6000/200=30мм

Предельно допустимый прогиб при длине 4 м L/200=4000/200=20мм

Проценты использования по предельному прогибу

Длина балки 6 м: ((39,8мм-9,14)/ к-т надежности по нагрузке)/30мм))*100%=(((39,8-9,14)/1,1)/30)*100%=92,9%

Длина балки 4 м: ((39,8мм-9,14)/ к-т надежности по нагрузке)/30мм))*100%=(((39,8-9,14)/1,1)/20)*100%=139,4%

Расчёт прогибов стрельчатой арки

Пример — рама переменного сечения (РПС) пролётом 18 м. Соединение полурам в коньке — шарнирное, опирание полурам на фундамент — шарнирное.

При этом в параметрах «Дополнительные характеристики» необходимо указать вручную пролет, с которым программа будет сравнивать прогиб (автоматическое определение пролета возможно только для линейных балок, где все конечные элементы (КЭ) конструктивного элемента (КоЭ) лежат на одной оси):

Результаты определения прогибов в СТК-САПР:

Предельно допустимый L/200=17664/200=88.32 мм

Без задания раскреплений (по абсолютному значению на эпюре прогибов fz): 96.7/17644=1/182 — совпадает с результатом расчёта элемента №2

С заданием раскреплений (по относительному значению на эпюре прогибов fz): (96.7-(-6.46))/17644=1/171 — совпадает с результатом расчёта элемента №4

Без задания раскреплений (по абсолютному значению перемещений узлов): 99.8/17644=1/177 — не совпадает ни с чем

Расчёт прогибов цилиндрической арки

Пример – цилиндрическая арка пролётом 18 м, стрелой подъёма f = 9 м. Соединение всех элементов между собой — жёсткое, опирание на фундамент — шарнирное.

Возможные сложности и ошибки

При расчёте сечения плиты перекрытия на прочность, следует учитывать важные нюансы, чтобы не допустить серьёзных ошибок:

1. 
   Расчёты должны проводиться в строгом соответствии с требованиями нормативных документов.

2. При вычислениях все единицы измерения должны быть приведены к единым значениям, а, в противном случае, результат будет далёким от истины.
3. При определении изгибающего момента следует учесть характер опирания плиты перекрытия, так как формулы для жёсткой заделки или шарнирного сопряжения отличаются друг от друга.
4. При сборе нагрузок не следует забывать коэффициенты надёжности, которые усугубляют теоретическую работу конструкции и приближают её к реальным условиям.

Последствия неверных расчётов могут привести к обрушению строительных конструкций, недопустимым прогибам и другим непоправимым проблемам во время эксплуатации сооружения.

ISOPROMAT.ru

Произвести полный расчет на прочность и проверить жесткость статически определимой двутавровой двухопорной балки (рис. 1) при следующих данных: F=40кН, q=30 кН/м, a=0,8 м, l=4м, допустимые нормальные и касательные напряжения: [ σ ]=160 МПа и [ τ ]=100 МПа, допустимый прогиб балки [f]= l/400

Подготовка расчетной схемы к решению задачи:

Определение опорных реакций

Подробно, пример определения опорных реакций для балки рассмотрен здесь

А также в нашем коротком видеоуроке:

Построение эпюр Q и М

Видео про расчет значений Q и M для построения эпюр:

По этим данным построены эпюры Q и М.

Короткое видео о том, как надо строить эпюры:

Подбор сечения двутавровой балки

Так как Мmах = 45 кНм, то

По сортаменту выбираем двутавр № 24, для которого Wx = 289 см 3 , Ix= 3460 см 4 , Smax = 163 см 3 , h = 24 см, bп = 11,5 см, t = 0,95 см, d = bc = 0,56 см, h = h-2t = 22,1 см.

Этот двутавр будет работать при максимальном нормальном напряжении в крайнем волокне опасного сечения.

Проверка сечения балки по касательным напряжениям

Так как Qmax = 68 кН, то

Построение эпюр нормальных σ и касательных τ напряжений в неблагоприятном сечении балки:

В отношении главных напряжений неблагоприятным является сечение над левой опорой, в котором:

Значение напряжений в различных точках по высоте двутавра сведены в таблицу 1

Проверка прочности балки по главным напряжениям

Наиболее опасной точкой в неблагоприятном сечении является точка 3. В этой точке σ 1=118 МПа и σ 3= -16 МПа. Проверяем прочность в этой точке по третьей гипотезе прочности согласно неравенству σ 1 — σ 3≤ [ σ ].

Так как 118 — ( -16) = 134 θ

откуда θ = -8,48∙10 -3 радиан.

Прогиб в пролете при z=l/2=4/2=2 м.

Аналогично определяется прогиб на конце консоли при z = l + a =4+0,8 = 4,8 м.

Типы нагрузок, используемых при расчете конструкций ? проектные нагрузки здания?

Содержимое

Нагрузки являются наиболее важными факторами при проектировании здания. Значения армирования для конструкций, таких как здания, резервуары для воды и т. д., зависят от количества нагрузок, действующих перпендикулярно или параллельно конструкции (здания, резервуары для воды и т. д.). Нагрузки в основном делятся на две категории: гравитационные нагрузки и боковые нагрузки. В этой статье вы сможете изучить полные концепции, связанные с типами нагрузок, используемых в конструкции конструкции.

Различные нагрузки, учитываемые при расчете конструкции

Ниже приведены различные типы нагрузок, рассматриваемые в соответствии со стандартами

1. Постоянная нагрузка
2. Приложенная нагрузка или динамическая нагрузка
3. Ветровые нагрузки
4. Снеговые нагрузки
5. Сейсмические нагрузки
6. Прочие грузы

Статическая нагрузка относится к категории гравитационной нагрузки. Собственный вес структурных компонентов в основном приходится на собственный вес, нагрузки на стены, нагрузки на пол, нагрузки на водяной бак и т. Д. Статическая нагрузка считается в соответствии со стандартами кода IS 875, часть 1. Полный расчет статической нагрузки для строительных конструкций объясняется в моем предыдущем блоге, прочитанном по ссылке ниже.

Полный расчет статической нагрузки для здания G+1 в соответствии со стандартами

Статическая нагрузка компонентов конструкции рассчитывается с использованием удельного веса таких материалов, как кирпичная кладка, каменная кладка, простой цементобетон, железобетон из цемента, древесина и т. д.

Временная нагрузка или приложенная нагрузка также относится к категории гравитационной нагрузки. Временная нагрузка считается в соответствии со стандартами кода IS 875, часть 2. За исключением структурных компонентов, в этом типе нагрузки учитываются другие загружения, связанные с нагрузками на пол, связанные с подвижными или неподвижными нагрузками. Обычно для жилых зданий мы принимаем 2,5 кН/м 9 .0060 2

Ветровая нагрузка действует перпендикулярно гравитационной нагрузке, и этот тип нагрузки относится к условиям поперечной нагрузки. Расчеты и расчеты ветровой нагрузки осуществляются с помощью положений стандарта IS 875, часть 3. В соответствии с положениями норм ветровая нагрузка учитывается, если здание имеет высоту более 10 м. Интенсивность ветровой нагрузки будет зависеть от категории местности, фактора рельефа, основной скорости ветра и т.

Сейсмическая нагрузка также называется нагрузкой от землетрясения, она также действует перпендикулярно гравитационной нагрузке, а также является конусообразной в системе условий поперечной нагрузки. Сейсмическая нагрузка или землетрясение рассматриваются в соответствии с положениями кодекса IS 1893. В соответствии со стандартами кодов IS 1893 сейсмические зоны классифицируются по четырем типам, относящимся к типам Зоны II, Зоны III, Зоны IV и Зоны V. Условия сейсмической нагрузки зависят от сейсмического коэффициента Z. Для зоны II сейсмический коэффициент принимается равным 0,10, для зоны III сейсмический коэффициент принимается равным 0,16, для зоны IV сейсмический коэффициент принимается равным 0,24, и, наконец, для зоны V сейсмический коэффициент принимается равным 0,36. Грунтовые условия также играют важную роль в рассмотрении сейсмической нагрузки. Почвенные условия подразделяются на три типа, связанные с рыхлой почвой, средней почвой и каменистой почвой. Если конструкция здания построена в рыхлом грунте, значения прогиба будут высокими.

Снеговая нагрузка возникает в условиях гравитационной нагрузки. Снеговая нагрузка учитывается в некоторых местах, где выпадает снег. Соображения снеговой нагрузки рассматриваются в соответствии с частью 4 стандарта IS 875 и касаются количества снега, падающего на крышу здания. Минимальная величина снеговой нагрузки считается по выражению

С = мкСм ₀

Где S = минимальное количество снеговой нагрузки

µ = коэффициент формы

S ₀ = снеговая нагрузка на грунт.

В соответствии с нормами IS 456 предусмотрены другие варианты нагрузки, такие как гидростатическое давление, давление грунта, момент фундамента, вибрационная нагрузка, монтажные нагрузки, ударные нагрузки и т. д.

Полная концепция типов нагрузок и спецификаций четко объяснена на моем YouTube-канале Civil Engineering by Shravan.

Следите за нашими предыдущими сообщениями ниже

Резервуары для воды и типы резервуаров для воды, используемые в гражданском строительстве?

Как рассчитать объем бетона, необходимый для сечения колонны?

Сколько мешков цемента требуется для строительства плит? Оценка мешков с цементом?

Основные концепции планирования гибки стержней [BBS], используемые в строительстве?

Что такое распорки? Различные типы систем крепления, используемые при проектировании зданий?

Требования к конструкции железобетонной плиты в соответствии со стандартом?

Основные правила проектирования фундаментов в соответствии со стандартами проектирования конструкций?

Объясненные выше концепции относятся к типам нагрузок, учитываемых при расчете конструкции. В соответствии со стандартами нагрузки подразделяются на два типа: гравитационные нагрузки и боковые нагрузки. Постоянная нагрузка рассматривается в соответствии с положениями норм IS 875, часть 1, динамическая нагрузка или приложенная нагрузка рассматриваются в соответствии с положениями норм IS 875, часть 2, снеговая нагрузка учитывается в соответствии со стандартами норм IS 875, часть 4, сейсмические нагрузки. нагрузка или нагрузка от землетрясения считается по IS 1893, ветровая нагрузка учитывается в соответствии с положениями норм IS 875, часть 3, и, наконец, другие варианты нагрузки, связанные с гидростатическим давлением, давлением грунта, моментом фундамента, вибрационной нагрузкой, монтажными нагрузками, ударными нагрузками и т. д.

Для получения дополнительной информации о концепциях гражданского строительства следите за моим каналом на YouTube «Гражданское строительство» от shravan.

Если у вас есть какие-либо карьеры, связанные с этим сообщением, свяжитесь с нами через страницу контактов.

Спасибо,

Ваш шраван,

Хорошего дня.

Залоговые нагрузки и почему они важны

Сопутствующие нагрузки — это дополнительные статические нагрузки, подвешенные к зданию, такие как спринклерные системы; подвесные потолки, климатическое оборудование, освещение и т. д. Это те нагрузки, которыми чаще всего пренебрегают или пренебрегают при проектировании нового опорного здания. Много раз просто никто не информировал клиента. Большинство продавцов зданий и даже проектировщики и инженеры не выходят за рамки сегодняшнего использования, чтобы обсудить, для чего здание может быть использовано в будущем.

Как правило, фактический собственный вес нижних поясов фермы крыши и минимальная боковая распорка, необходимая для ограничения их движения, составляет около половины фунта на квадратный фут (фунт/фут). Большинство ферм для строительства столбов рассчитаны на нагрузку в один фунт на квадратный фут, что позволяет выдержать вес стандартной электропроводки и освещения. Например, для здания размером 30 на 40 футов около 600 фунтов проводки и освещения можно равномерно распределить по нижним поясам фермы крыши без необходимости увеличения несущей способности.

Руководство по малоэтажным системам Ассоциации производителей металлических зданий (MBMA) рекомендует следующие сопутствующие нагрузки на квадратный фут:
Спринклерная система – сухая 1,5 мокрая 3
Потолки – подвесное акустическое волокно 1
Гипсокартон – 1/2″ 2–5 /8″ 3
Освещение от 0,1 до 1
Воздуховоды ОВиКВ 1

Потолочные балки 2×6 на двух футах по центру добавят около ¾ фунтов на квадратный фут.

Эти нагрузки суммируются. Если у вас их несколько, вы добавляете их вместе. В большинстве случаев нагрузка на потолок в 5 фунтов на квадратный фут будет достаточной для работы со слоем гипсокартона толщиной 5/8″, потолочными балками и вдуваемой изоляцией.

Многие из нас — пацки. Мы накапливаем «вещи», и место в фермах кажется хорошим местом для их размещения. Когда я впервые посетил дом моей теперь уже 12-летней невесты, я взглянул «наверх» в ее гараж и быстро побежал в укрытие! Фермы просто не были предназначены для «вещей», которые она там хранила. Ее дерзкое утверждение «если это не сломалось…» наконец сменилось «хорошо, если вы настаиваете», и мы все это вычистили… десять лет спустя!

Международные строительные нормы и правила предусматривают добавление динамической нагрузки в 20 фунтов на квадратный фут на нижний пояс ферм, где коробка высотой 42 дюйма и шириной 24 дюйма может поместиться между верхним и нижним поясами сборных ферм крыши в местах, где стропильная сеть не мешала бы. Это же положение требует увеличения статической нагрузки на нижний пояс до 10 фунтов на квадратный фут.

Кровельная система вашего нового здания — не место для мелочных мудрецов и глупцов. Перегрузка стропильной системы, превышающая ее проектную мощность, может привести к катастрофическому отказу.

Планируете новое здание? Обсудите с проектировщиком не только ваши будущие потребности, но и то, что другие владельцы вашего здания могут сделать со зданием.