Сбор нагрузок на плиту перекрытия: Сбор нагрузок на перекрытие

Как собрать нагрузку от перегородок

Содержание:

1. Пример 1.

2. Как собрать нагрузку от перегородок для расчета монолитной плиты.

3. Как собрать нагрузку от перегородок для расчета колонн и фундаментов

4. Пример 2. Собрать нормативную (характеристическую) нагрузку от перегородок на колонну и на стену.

5. Как собрать нагрузку от перегородок для расчета (или проверки) сборной плиты

6. Пример 3. Перегородка проходит поперек сборной плиты.

7. Пример 4. Перегородка проходит вдоль сборной плиты.

8. Пример 5. Перегородки находятся над частью сборной плиты.

В ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия» о сборе нагрузок от перегородок сказано скупо:

Давайте разберемся, как рациональней собирать нагрузку от перегородок для различных ситуаций.

Что такое характеристическая нагрузка? Это нормативная нагрузка еще безо всяких коэффициентов, т.е. фактический вес перегородок. Этот фактический  вес, по сути, распределен по очень узкой площади (т.к. толщина перегородки обычно не превышает 150 мм), и наиболее правдоподобным будет принимать нагрузку от перегородки как линейную. Что это значит?

Она оштукатурена с двух сторон, каждый слой штукатурки имеет толщину 0,02 м, объемный вес штукатурки 1,6 т/м³. Нужно найти нормативную (характеристическую) нагрузку от перегородки для расчета плиты перекрытия.

Найдем вес 1 м ² перегородки:

(1,8∙0,12 + 1,6∙2∙0,02)∙1 = 0,28 т/м² (здесь 1 – это площадь перегородки).

Зная высоту перегородки, определим, сколько будет весить погонный метр перегородки:

0,28∙2,5 = 0,7 т/м.

Таким образом, мы получили погонную линейную нагрузку 0,7 т/м, которая будет действовать на плиту перекрытия под всей перегородкой (каждый метр перегородки весит 0,7 т/м). Суммарный же вес перегородки будет равен 0,7∙3 = 2,1 т, но такое значение для расчета нужно далеко не всегда.

Теперь рассмотрим, в каких ситуациях нагрузку от перегородок следует оставлять в виде линейной нагрузки, а когда – переводить в равномерно распределенные по площади нагрузки, как это рекомендуется в п. 6.6 ДБН «Нагрузки и воздействия».

Сразу оговорюсь, если вы считаете перекрытие в программном комплексе, позволяющем с легкостью задавать перегородки или линейную нагрузку от них, следует воспользоваться этой возможностью и делать наиболее приближенный к жизни расчет – такой, где все нагрузки от перегородок в виде линейно-распределенных расположены каждая на своем месте.

Если же вы считаете вручную или же по каким-то причинам хотите упростить программный счет (вдруг, компьютер не тянет такое обилие перегородок), следует проанализировать, как это делать и делать ли.

Рассмотрим варианты с монолитным перекрытием. Допустим, есть у нас фрагмент монолитного перекрытия, на который необходимо собрать нагрузку от перегородок, превратив ее в равномерно распределенную.

Что для этого нужно? Во-первых, как в примере 1, нужно определить нагрузку от 1 погонного метра перегородки, а также суммарную длину перегородок.

Допустим, погонная нагрузка у нас 0,3 т/м (перегородки газобетонные), а суммарная длина всех перегородок 76 м. Площадь участка перекрытия 143 м².

Первое, что мы можем сделать, это размазать нагрузку от всех перегородок по имеющейся площади перекрытия (найдя вес всех перегородок и разделив его на площадь плиты):

0,3∙76/143 = 0,16 т/м².

Казалось бы, можно так и оставить, и приложить нагрузку на все перекрытие и сделать расчет. Но давайте присмотримся, у нас есть разные по интенсивности загруженности участки перекрытия. Где-то перегородок вообще нет, а где-то (в районе вентканалов) их особенно много. Справедливо ли по всему перекрытию оставлять одинаковую нагрузку? Нет. Давайте разобьем плиту на участки с примерно одинаковой загруженностью перегородками.

На желтом участке перегородок нет вообще, справедливо будет, если нагрузка на этой площади будет равна 0 т/м².

На зеленом участке общая длина перегородок составляет 15,3 м. Площадь участка 12 м² (заметьте, площадь лучше брать не строго по перегородкам, а отступая от них где-то на толщину перекрытия, т.к. нагрузка на плиту передается не строго вертикально, а расширяется под углом 45 градусов). Тогда нагрузка на этом участке будет равна:

0,3∙15,3/12 = 0,38 т/м².

На розовом участке общая длина перегородок составляет 38,5 м, а площадь участка равна 58 м². Нагрузка на этом участке равна:

0,3∙38,5/58 = 0,2 т/м².

На каждом синем участке общая длина перегородок составляет 11,1 м, а площадь каждого синего участка равна 5 м². Нагрузка на синих участках равна:

0,3∙11,1/5 = 0,67 т/м².

В итоге, мы имеем следующую картину по нагрузке (смотрим на рисунок ниже):

Видите, как значительно различаются нагрузки на этих участках? Естественно, если сделать расчет при первом (одинаковом для всей плиты) и втором (уточненном) варианте загружения, то армирование будет разным.

Делаем вывод: всегда нужно тщательно анализировать, какую часть плиты загружать равномерной нагрузкой от перегородок, чтобы результат расчета был правдоподобным.

Если вы собираете нагрузку от перегородок на перекрытие, опирающееся на стены по четырем сторонам, то следует руководствоваться следующим принципом:

Теперь рассмотрим на том же примере, как следует собирать нагрузку от перегородок для расчета колонн и стен или фундаментов под ними. Конечно, если вы делаете расчет перекрытия, то в результате такого расчета вы получите реакции на опорах, которые и будут нагрузками на колонны и стены. Но если перекрытие по каким-то причинам не считаете, а требуется просто собрать нагрузку от перегородок, то как быть?

Здесь начинать нужно не с анализа загруженности частей плиты. Первый шаг в таком случае – это разделить плиту на грузовые площади для каждой колонны и стены.

На рисунке показано, как это сделать. Расстояние между колоннами делится пополам и проводятся горизонтальные линии. Точно так же ровно посередине между колоннами и между колоннами и нижней стеной проводятся горизонтали. В итоге в районе колонн плита поделена на квадраты. Все перегородки, попадающие в квадрат конкретной колонны, нагружают именно эту колонну. А на стену приходится нагрузка с полосы, ширина которой равна половине пролета. Остается только на каждом участке, где есть перегородки, посчитать суммарную длину этих перегородок и весь их вес передать на колонну.

Вес одного погонного метра перегородки 0,35 кг. Суммарная длина перегородок в квадрате розовой колонны 5,4 м (из этих 5,4 м, одна перегородка длиной 1,4 м находится ровно на границе между двумя колоннами, а 4 м – в квадрате сбора нагрузки). Суммарная длина перегородок на полосе сбора нагрузки для стены – 18 м, длина стены 15,4 м.

Соберем нагрузку на колонну:

0,35∙4 + 0,35∙1,4/2 = 1,65 т.

Здесь мы взяли всю нагрузку от четырех метров стен и половину нагрузки от стены длиной 1,4 м (вторая половина пойдет на другую колонну).

На колонну также придется изгибающий момент от веса перегородок (если перекрытие опирается жестко), но без расчета плиты момент определить сложно.

Соберем нагрузку на стену. Нагрузка собирается на 1 погонный метр стены. Так как перегородки расположены довольно равномерно, находится общий вес всех перегородок и делится на длину стены:

0,35∙18/15,4 = 0,41 т/м.

Так как сборные плиты имеют четкую конфигурацию и схему опирания (обычно по двум сторонам), то подход для сбора нагрузок от перегородок должен быть особенным. Рассмотрим варианты сбора нагрузок на примерах.

Толщина перегородки 0,12 м, высота 3 м, объемный вес 1,8 т/м³; два слоя штукатурки по 0,02 м толщиной каждый, объемным весом 1,6 т/м³. Ширина плиты 1,2 м.

Так как плита считается как балка на двух опорах, то нагрузку от перегородки следует брать сосредоточенную – в виде вертикальной силы, приложенной к «балке» в месте опирания перегородки. Величина сосредоточенной силы равна весу всей перегородки:

0,12∙3∙1,2∙1,8 + 2∙0,02∙3∙1,2∙1,6 = 1,0 т.

В таком случае, не зависимо от того, где находится перегородка – посередине или на краю плиты, нагрузка от нее берется равномерно распределенной вдоль плиты. Эта нагрузка собирается на 1 погонный метр плиты.

Толщина перегородки 0,1 м, высота 2,5 м, объемный вес 0,25 т/м³.

Определим равномерно распределенную нагрузку 1 п.м плиты:

0,1∙2,5∙1∙0,25 = 0,06 т/м.

Когда плиту пересекает несколько перегородок, у нас есть два варианта:

1) выделить нагрузку от продольных перегородок в равномерно распределенную, а нагрузку от поперечных перегородок – в сосредоточенную;

2) всю нагрузку  сделать равномерно распределенной, «размазав» ее по участку плиты с перегородками.

Толщина перегородки 0,1 м, высота 2,5 м, объемный вес 0,25 т/м³. Ширина плиты 1,5 м, длина продольной перегородки 3 м, длина двух самых коротких перегородок 0,7 м.

Определим нагрузку на плиту по варианту 1.

Равномерно распределенная нагрузка равна:

0,1∙2,5∙1∙0,25 = 0,06 т/м.

Сосредоточенная нагрузка от крайней правой перегородки равна:

0,1∙2,5∙1,5∙0,25 = 0,1 т.

Сосредоточенная нагрузка от каждой из двух коротких перегородок равна:

0,1∙2,5∙0,7∙0,25 = 0,044 т.

Определим нагрузку на плиту по варианту 2.

Найдем общий вес всех перегородок:

0,1∙2,5∙0,25∙(3 + 1,5 + 0,7∙2) = 0,37 т.

Найдем длину перегородки, на которой действует нагрузка:

3 + 0,1 = 3,1 м.

Найдем величину равномерно распределенной нагрузки на участке 3,1 м:

0,37/3,1 = 0,12  т/м.

Сбор нагрузок на фундамент | Будівельні рішення

Сбор нагрузок на фундамент – это один из важных этапов проектирования. Правильно собранные нагрузки позволяют эффективно законструировать фундамент, который будет прочно держать все здание.

Для того чтобы понять, как выполняется сбор нагрузок на фундамент, я продемонстрирую небольшой пример. По моему мнению, данные по сбору лучше всего оформлять в табличной форме. Но для начала давайте пройдемся по азам теоретической части.

Виды нагрузок

Виды нагрузок можно разделить на два типа: постоянные и временные. В зависимости от условий строительства и назначения здания на фундамент может передаваться:

1. Постоянная нагрузка. Сюда относится собственный вес конструкций здания, собственный вес самого фундамента, давление от грунта на обрезах фундамента, а также боковое давление грунта и грунтовых вод.

2. Временная нагрузка, которая в зависимости от времени воздействия подразделяется на:

а) Длительная временная нагрузка, которая действует на фундамент достаточно долго. Сюда относят передачу нагрузки от оборудования, а также полезное давление от материалов (в складских помещениях) и прочих элементов наполнения помещения.

б) Кратковременная нагрузка, которая действует непродолжительное время. В этой категории находится полезная нагрузка на перекрытия от людей, в зависимости от назначения здания (поток в жилом здании и офисном помещении значительно отличается), нагрузки от кранов в промышленных зданиях, а также ветровые и снеговые нагрузки.

в) Особая нагрузка, которая возникает в особых случаях. Эта категория учитывает сейсмические нагрузки, аварийные ситуации, а также нагрузки от просадки здания в районах, где ведутся горные выработки.

Полноценно правильный расчет фундамента выполняется после сбора нагрузок на фундамент. При этом складываются наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок, которые позволяют выявить поведение фундамента в максимально опасном положении.

Выполняя сбор нагрузок на фундамент необходимо все горизонтальные и вертикальные силы (кроме бокового давления грунта) приложить на обрезе фундамента.

Сбор нагрузок на фундамент. Пример

Конструктивная схема нашего здания представлена на картинке. Сооружение имеет несущие кирпичные стены по цифровым осям и самонесущие стены по буквенным. Монолитное перекрытие опирается только на стены по цифровым осям.

Самонесущая стена передает на фундамент только собственный вес, а вот несущие стены, кроме собственного веса, еще воспринимает давление от плит перекрытия и всего, что находится на плите. Возьмем плиту в пролете между осями 1 и 2. Она опирается только на две стены, поэтому вес от плиты будет равномерно передаваться: половина на стену по оси 1, а вторая половина на стену по оси 2. Аналогична ситуация с плитой в пролете осей 2 и 3. В итоге получается, что стена по оси 2 получает в два раза больше нагрузки от плиты перекрытия, чем стена по оси 1 и 3.

Выполняя сбор нагрузок на фундамент, следует понимать, что в зависимости от воспринимаемого давления, фундаменты будут отличаться по своей геометрии. Поэтому Определим, что фундамент под стены по осям 1 и 3 – будет первого типа, фундамент под стену по оси 2 – будет второго типа, а фундамент под стены по осям А и Б – будет третьего типа.

Теперь приступаем к сбору нагрузок от конструкций на 1 м². Для правильного понимания процесса сбора, данные заносим в таблицу:

Нагрузка	Нормативная нагрузка, кг/м2	Коэффициент надежности	Расчетная нагрузка, кг/м2
Сбор нагрузки на 1 м2 перекрытия первого этажа
Постоянная нагрузка: 1) Монолитное ж/б перекрытие, толщиной 200мм, 2500 кг/м3	200*2,5=500	1,1	500*1,1=550
2) Звукоизоляция толщиной 50 мм, 25 кг/м3	50*25/1000=1,25	1,3	1,25*1,3=1,6
3) Цементно-песчаная стяжка, толщиной 20 мм, 1800 кг/м3	20*1800/1000=36	1,3	36*1,3=46,8
4) Керамическая плитка, толщиной 4 мм, 1800 кг/м3	4*1800/1000=7,2	1,3	7,2*1,3=9,4
Итого:	544,45		607,8
Временная нагрузка для жилых помещений 150 кг/м2 (СНиП 2. 01.07-85* «Нагрузки и воздействия»)	150	1,3	150*1,3=195
Сбор нагрузки на 1 м2 перекрытия второго этажа
Постоянная нагрузка: 1) Монолитное ж/б перекрытие, толщиной 200мм, 2500 кг/м 3	200*2500/1000=500	1,1	500*1,1=550
2) Цементно-песчаная стяжка, толщиной 20 мм, 1800 кг/м3	20*1800/1000=36	1,3	36*1,3=46,8
3) Линолеум, толщиной 2 мм, 1800 кг/м3	2*1800/1000=3,6	1,3	3,6*1,3=4,7
Итого:	539,6		622,5
Временная нагрузка для чердака 70 кг/м2	70	1,3	70*1,3=91
Сбор нагрузки на 1 м2 покрытия
Постоянная нагрузка: 1) Обрешетка из сосновой доски, толщиной 40 мм, 600 кг/м3	40*600/1000=24	1,1	24*1,1=26,4
2) Металлочерепица 5 кг/м2	5	1,1	5*1,1=5,5
3) Гидроизоляция 1,3 кг/м2	1,3	1,1	1,3*1,1=1,4
4) Стропильная нога сечением 60х120 мм, шаг стропил – 1. 1м, сосна – 600 кг/м3	6*12*600/(1*11000)=3,9	1,1	3,9*1,1=4,3
Итого:	34,2		37,6
Временная нагрузка: Снеговая нагрузка 160 кг/м2	160	1,25	160*1,25=200
Нагрузка от 1 м2 внешних стен
Постоянная нагрузка: 1) Стена из кирпича на тяжелом растворе, толщиной 510 мм, 1800 кг/м3	510*1800/1000=918	1,1	918*1,1=1009,8
2) Утеплитель, толщиной 60 мм, 55 кг/м3	60*55/1000=3,3	1,1	3,3*1,1=3,6
3) Внешняя и внутренняя штукатурка стены из цементно-песчаного раствора, толщиной 30 мм, 1900 кг/м3	2*30*1900/1000=114	1,1	102*1,1=125,4
Итого:	1035,3		1138,8
Нагрузка от 1 м2 внутренней стены
Постоянная нагрузка: 1) Стена из кирпича на тяжелом растворе, толщиной 510 мм, 1800 кг/м3	510*1800/1000=918	1,1	918*1,1=1009,8
2) Штукатурка стены с двух сторон из цементно-песчаного раствора, толщиной 30 мм, 1900 кг/м3	2*30*1900/1000=114	1,1	114*1,1=125,4
Итого:	1032		1135,2
Сбор нагрузки на фундамент первого типа (1 п. м.)
Постоянная нагрузка: 1) От веса стены, высотой 7.5м	1035,3*7,5=7764,8		1138,8*7,5=8541
2) От перекрытия над первым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м)	544,45*3,435/2=935		607,8*3,435/2=1043,8
3) От перекрытия над вторым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м)	539,6*3,435/2=926,7		622,5*3,435/2=1069,1
4) От конструкции покрытия (длина наклонного стропила 5.8м)	34,2*5,8/2=99,2		37,6*5,8/2=109
Итого:	9725,7		10762,9
Временная нагрузка: 1) На перекрытие над первым этажом	150*3,435/2=257,6		195*3,435/2=334,9
2) На перекрытие над вторым этажом	70*3,435/2=120,2		91*3,435/2=156,3
3) Снеговая нагрузка	160*5,8/2=464		200*5,8/2=580
Итого:	841,8		1071,2
Сбор нагрузки на фундамент второго типа (1 п. м.)
Постоянная нагрузка: 1) От веса стены, высотой 7.5м	1032*7,5=7740		1135,2*7,5=8514
2) От двух перекрытий над первым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м)	2*544,45*3,435/2=1870,2		2*607,8*3,435/2= 2087,8
3) От двух перекрытий над вторым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м)	2*539,6*3,435/2=1853,5		2*622,5*3,435/2=2138,2
4) От конструкции покрытия (длина каждого наклонного стропила 5.8м)	2*34,2*5,8/2=198,4		2*37,6*5,8/2=218,1
5) От деревянной стойки, высотой 2.3 м, с шагом 1м, из сосны, 600 кг/м3 сечением 6х12см	6*12*600/(1*10000)*2,3 =9,9	1,1	9,9*1,1=10,9
Итого:	11672,0		12969,0
Временная нагрузка: 1) На два перекрытия над первым этажом	2*150*3,435/2=515,3		2*195*3,435/2=669,8
2) На два перекрытия над вторым этажом	2*70*3,435/2=240,5		2*91*3,435/2=312,6
3) Снеговая нагрузка на два стропила (длина наклонного стропила 5,8м)	2*160*5,8/2=928,0		2*200*5,8/2=1160,0
Итого:	1683,8		2142,4
Сбор нагрузки на фундамент третьего типа (1 п. м.)
Постоянная нагрузка: 1) От веса стены высотой 9.6 м	1035,3*9,6=9938,9		1138,8*9,6= 10932,5

Теперь можно сказать, что сбор нагрузок на фундамент выполнен. Можно приступать к выполнению расчета фундамента на прочность, определять глубину заложения и расчетные геометрические размеры.

Пример сбора нагрузок на фундамент довольно простой, но он показывает основную схему действия. В случае возникновения дополнительных вопросов, мы на них с удовольствием ответим в комментариях. Тем, кому нужен файл с таблицей расчетов — можете скачать документ: Сбор нагрузок на фундамент.

© Стаття є власністю recenz.com.ua. Використання матеріалу дозволяється тільки зі встановленням активного зворотного посилання.

Добавить комментарий

Временные нагрузки и постоянные нагрузки при проектировании конструкций

В чем разница между временными и постоянными нагрузками при проектировании конструкций?

Когда дело доходит до проектирования конструкций, необходимо учитывать множество различных нагрузок. Эти нагрузки включают вертикальные нагрузки, горизонтальные нагрузки и продольные нагрузки, и все они разбиваются на еще большее количество категорий нагрузок.

Сегодня мы сосредоточимся на временных и стационарных нагрузках, которые являются частью более широкой группы вертикальных нагрузок. Стойкие нагрузки — это самая первая вертикальная нагрузка, которую всегда необходимо учитывать. Эти нагрузки всегда постоянны и всегда будут внутри здания. Постоянная нагрузка часто представляет собой постоянную перегородку, элемент конструкции и постоянное оборудование. Часто этот тип нагрузки будет включать все балки, крышу, колонны, стены и многое другое.

Временные нагрузки также называются внешними нагрузками, и они представляют собой либо подвижные нагрузки, либо подвижные нагрузки, не оказывающие воздействия или ускорения. Все эти нагрузки являются частью того, что жилец вносит в здание. Обычно это мебель и раздвижные перегородки.

Временные нагрузки внутри здания будут постоянно изменяться по мере того, как люди вносят и выносят вещи из помещения. Поэтому важно, чтобы плиты перекрытий могли нести либо сосредоточенную нагрузку, либо равномерно распределенную нагрузку в любой момент времени. Однако, поскольку практически невозможно, чтобы пол выдержал максимальную нагрузку в любой момент времени, у вас есть некоторая свобода действий, когда дело доходит до проектирования колонн, несущих стен, опор опор и даже фундамента.

Необходимо определить, какой будет статическая нагрузка здания, прежде чем какие-либо временные нагрузки будут приняты внутрь. Большинство людей забывают включить такие системы, как HVAC, воздуховоды, лифты, водопровод и даже стационарное производственное оборудование в расчет динамической нагрузки. Но эти элементы так же важны и могут действительно сильно изменить расчет, который вы придумали.

Перед началом строительства любого здания вам потребуются значения как постоянной, так и временной нагрузки, поскольку эти числа также потенциально могут изменить стоимость строительства. Причина этого в том, что вам может понадобиться использовать другие материалы, чем вы изначально предполагали, и это может означать, что процесс строительства будет стоить вам дороже в долгосрочной перспективе. Это особенно верно, если вам в конечном итоге нужно использовать бетон вместо дерева или стали.

Чтобы рассчитать значения нагрузки, вы должны найти пределы и допустимые нагрузки для местности, в которой вы строите. Часто это будут числа, которые вы найдете в книге Международного жилищного кодекса.

Конечно, перед началом строительства вам также необходимо ознакомиться с местными строительными нормами, поскольку могут существовать особые требования к статической и динамической нагрузке, о которых вам необходимо знать. То, что может быть приемлемо в одной части страны, может быть неприемлемо в другой, и вам необходимо знать о любых нюансах, которые могут означать разницу между прошедшим проверку зданием и не прошедшим проверку.

Вопросы, которые необходимо задать при определении того, какие строительные нормы и правила использовать при проектировании вашего здания

1. Какова категория использования здания?

К строению, используемому для хранения сена или другого корма для скота, предъявляются иные требования, чем к начальной школе или офисному зданию. Категория риска для первого будет значительно меньше, чем для второго.

2. Какой материал будет использоваться для статической нагрузки?

Многие дома построены из дерева, но большинство коммерческих зданий можно построить из дерева, стали или бетона.

3. Какова конструкция динамических нагрузок?

Вы должны знать требования к динамическим нагрузкам для конструкции, которую вы строите, чтобы знать, какие материалы использовать в процессе строительства. Ведь живая нагрузка для дома будет сильно отличаться от нагрузки ресторана или офисного здания. Также важно отметить, что разные помещения будут иметь разную динамическую нагрузку, поэтому может быть полезно знать, как будет использоваться каждое конкретное помещение до начала строительства.

Действия при использовании таблиц пролетов

1. Проверьте свои планы, чтобы определить пролет, а также расстояние между центрами
2. Проверьте коды статической нагрузки, динамической нагрузки, снеговой нагрузки и даже прогиба
3. Выберите соответствующую таблицу пролетов
4. Определите минимальные значения Fb и E, сопоставив расчетное условие с пролетом в таблице
.
5. Выберите сорт из значений, перечисленных в таблице расчетных значений
6. Определите требуемое перпендикулярное сжатие в соответствии с расчетным значением зерна в таблице
7. Всегда следите за тем, чтобы числа, которые вы выбрали на шагах пять и шесть, были правильными и совпадали в конце

Несколько номеров действующей нагрузки из Международного жилищного кодекса

Наружные балконы                               60

Палубы                                                           40

Гаражи для легковых автомобилей              50

Чердаки без хранения                      10

Спальные комнаты                                      30

Помещения, кроме спален            40

Важно отметить, что все это минимальные равномерно распределенные временные нагрузки для этих помещений.

Несоблюдение правил временных и стационарных нагрузок может привести к возникновению опасных условий в любом здании. Те здания, которые не были построены так, чтобы выдерживать как постоянные, так и временные нагрузки, могут со временем разрушиться. Также никому не будет безопасно находиться внутри зданий, которые не соблюдают правила для временных и стационарных нагрузок.

Многие думают, что устойчивость любого здания высока, независимо от того, из каких материалов оно построено. Однако неиспользование надлежащих материалов для постоянных и временных нагрузок может сделать любое здание небезопасным и непригодным для проживания. Поэтому совершенно необходимо узнать больше о временных и постоянных нагрузках, чтобы в будущем вы могли правильно строить здания.

В конце концов, люди приносят в здания больше предметов, чем когда-либо прежде, и вы захотите убедиться, что эти предметы в безопасности и не обрушат какую-либо часть здания.

Если вы раньше не задумывались как о стационарных, так и о временных нагрузках, сейчас самое время убедиться, что вы знаете о них как можно больше. Это только сделает все, что вы построите в будущем, более безопасным, чем когда-либо.

7 типов нагрузок на конструкции и здания (практическое руководство)

Структурные нагрузки являются основой проектирования конструкций.

Без определения того, какие нагрузки действуют на конструкцию или здание, инженер не может проверить конструктивный элемент.

Если нагрузки рассчитаны неправильно, безопасность здания находится под угрозой или элементы конструкции рассчитаны неэффективно, что приводит к высоким затратам и увеличению выбросов CO2.

Поэтому очень важно правильно рассчитать нагрузки.

В этом посте мы шаг за шагом покажем вам, какие типы нагрузок необходимо прикладывать к конструкциям, как их применять, и дадим вам ссылки на руководства по расчетам.

Начнем.

1. Статическая нагрузка | Собственный вес

Что такое статическая нагрузка?💡

Статическая нагрузка представляет собой собственный вес всех элементов, действующих на конструкцию. Сюда входят структурные (например, бетонная плита, деревянная колонна, стальная балка и т. д.) и ненесущие элементы (например, окна, изоляция, черепица и т. д.).

Нагрузки в кН [килоньютонах] рассчитываются путем умножения плотности материала на геометрические параметры элемента в зависимости от того, является ли несущий конструктивный элемент плитой, балкой, колонной, стержнем и т. д.

• Перекрытие: площадь нагрузки рассчитывается путем умножения плотности на толщину материала
• Балка: линейная нагрузка рассчитывается путем умножения плотности на ширину и высоту поперечного сечения
• Колонна: точечная нагрузка рассчитывается путем умножения плотности на ширину и высоту поперечного сечения и длину колонны

Рассмотрим простой пример: участок пола с его слоями, который держится на бетонной плите. Перекрытие могло быть частью многоэтажного дома.

Слои в следующей таблице упрощены, и показаны не все необходимые слои.

Нагрузка на площадь рассчитывается как:

Теперь к бетонной плите (статической системе) применяется сумма статической нагрузки секции пола, поскольку она является элементом конструкции, несущим нагрузку.

❗Будьте осторожны, если у вас есть наклонные элементы, такие как скатные крыши. Постоянная нагрузка в этом сценарии больше не перпендикулярна плоскости стропил.

Подробнее о приложении статической нагрузки на наклонных крышах: Нагрузки на конструкции крыши

2. Ветровая нагрузка на кровли

Что такое ветровая нагрузка?💡

Ветровая нагрузка – это результирующая сила ветра, дующего на здание или сооружение.

В целом можно сказать, что ветровая нагрузка всегда перпендикулярна поверхности/плоскости элемента. Это означает, что для наклонных крыш, плоских крыш и стен ветровая нагрузка всегда действует под углом 90° к элементам.

На следующих рисунках показано, что означает ветровая нагрузка всегда перпендикулярна поверхностям элементов .

Обратите внимание, что направление и величина ветровой нагрузки зависят от многих факторов, таких как

• высота здания
• геометрия конструкции
• расположение
• направление ветра
• и т. д.

Расчет ветровая нагрузка определяется в соответствии с EN 1991-1-4.

💡Учтите, что во многих случаях ветровая нагрузка на крышу отрицательная, то есть направление нагрузки не вниз, а вверх.

Противоположное направление неподвижной, активной и снеговой нагрузки.

Это приводит к подсосу крыши и подъему вверх, что необходимо учитывать при проектировании.

❗Обратите внимание, что на приведенном выше рисунке показана только концепция отрицательной ветровой нагрузки. На самом деле существует много различных областей, которые имеют разные значения ветровой нагрузки.

Мы написали подробное руководство с примерами расчета ветровой нагрузки и площадей для

• для скатной крыши и
• для плоской крыши.

Обязательно ознакомьтесь с ними, если вам нужно пошаговое руководство.

3. Горизонтальные ветровые нагрузки на фасады

Ветровые нагрузки также действуют перпендикулярно стенам и фасадам. Это приводит к горизонтальным нагрузкам ➡️, которые, как и вертикальные нагрузки, должны перемещаться к фундаменту.

В проектировании конструкций это называется анализом устойчивости.

Такие элементы, как жесткие рамы, стены жесткости, диафрагмы, связи, используются для распределения горизонтальных ветровых нагрузок на фундамент.

Давайте рассмотрим пример. На следующем рисунке показано многоэтажное здание. Горизонтальные ветровые нагрузки рассчитываются в соответствии с EN 1991-1-4 и применяются по зонам.

Обратите внимание, что направление и величина ветровой нагрузки зависят от многих факторов, таких как

• высота здания
• геометрия конструкции
• расположение
• направление ветра
• и т.д.

Если вы хотите узнайте, как рассчитать ветровую нагрузку и ее различные площади на стенах, а затем ознакомьтесь с нашим пошаговым руководством:

4.

Что такое снеговая нагрузка?💡

Снеговая нагрузка – это результирующая сила веса снега, который «лежит» на поверхности, например, на крыше.

Направление снеговой нагрузки всегда вертикальное и, как и для статической нагрузки по оси z, направлено вниз.

НО❗: Для наклонных конструкций снеговая нагрузка не соответствует наклону конструкции. Распределяется по горизонтали.

Звучит сложно, я знаю. Итак, давайте посмотрим на пример.

В большинстве сценариев мы не выполняем расчеты с площадными нагрузками. Итак, давайте посмотрим, как применить снеговую нагрузку к системе 2D Rafter.

💡 Для плоских крыш это намного проще, так как все вертикальные нагрузки действуют одинаково: направление вниз и распределение по горизонтали.

Обратите внимание, что направление и величина ветровой нагрузки зависят от многих факторов, таких как

• расположение конструкции и
• геометрия крыши

Снеговая нагрузка рассчитывается в соответствии с EN 1991-1-3.

Мы написали обширные руководства с примерами расчета снеговой нагрузки для

• скатной крыши и
• плоской крыши.

Обязательно ознакомьтесь с ними, если вам нужно пошаговое руководство.

5. Временная нагрузка

Что такое временная нагрузка?💡

Временная нагрузка — это результирующая сила веса вещей, которая может менять свое местоположение, но также вес может меняться со временем. Временная нагрузка представляет собой, например, людей или мебель в здании. В случае конструкции крыши это может быть вес людей, выполняющих ремонтные работы на крыше.

Итак, как временная нагрузка применяется к конструкциям? 🙋‍♂️

Временная нагрузка на крышу прикладывается так же, как и статическая нагрузка .

Для горизонтальных элементов , таких как плиты перекрытия, балконы и лестницы, динамическая нагрузка прикладывается вертикально с горизонтальным распределением.

Теперь для наклонных элементов, таких как крыши, временная нагрузка применяется так же, как и статическая нагрузка.

Значения динамической нагрузки приведены в таблице 6.2 стандарта EN 1991-1-1 и в национальном приложении к нему.

Значение динамической нагрузки зависит от категории нагружаемой площади.

💡 Плита офиса имеет другую динамическую нагрузку, чем плита террасы на крыше.

Мы написали подробное руководство с примерами всего, что вам нужно знать о динамической нагрузке.

Если вы хотите узнать больше о динамической нагрузке, ознакомьтесь с нашей подробной статьей:

6. Давление грунта

Что такое давление грунта?💡

Давление, которое оказывает грунт в поперечном (горизонтальном) направлении.

Давление грунта необходимо учитывать всякий раз, когда конструкция удерживает грунт.

Это касается подземных стен, подпорных стен, шпунтовых свай, станций метро, ​​туннелей и многого другого.

💡 Направление давления грунта (нагрузки) в основном рассчитывается как горизонтальная нагрузка.

🧮 Рассчитывается равнодействующая давления грунта каждого слоя для определения длины заделки подпорной стены.

❗Имейте в виду, что изображение выше является простейшей формой конструкции подпорной стенки.

Геотехническая конструкция может дополнительно подвергаться воздействию

• гидростатического давления воды
• уровня грунтовых вод (влияет на давление грунта)
• сцепления
• анкеров
• распорок
9 0027 несколько слоев грунта
• и т.д.

7. Сейсмическая нагрузка

Что такое сейсмическая нагрузка?💡

Сейсмическая нагрузка – это результирующая сила, возникающая в результате землетрясений.

К сожалению, я не знаю точно, как вы применяете сейсмические нагрузки к конструкциям/зданиям, потому что до сих пор я жил только в регионах с минимальной или отсутствующей сейсмической активностью, где ведущей боковой силой всегда был ветер.

Но посмотрите это видео на YouTube. Он очень хорошо объясняет сейсмическую нагрузку. Теперь пришло время понять, как рассчитать или определить нагрузки

1. Снеговая нагрузка на плоскую крышу
2. Ветровая нагрузка на плоскую крышу
3. Ветровая нагрузка на стены

Поскольку на элемент конструкции всегда действуют несколько нагрузок. Учет этих различных нагрузок в конструкции конструкции осуществляется путем настройки сочетаний нагрузок с коэффициентами безопасности.🦺

После настройки всех загружений и сочетаний можно приступить к проектированию элементов конструкции. Мы уже написали много руководств о том, как проектировать несущие конструкции крыши. Проверь их.

• Расчет конструкции деревянной колонны
• Расчет конструкции деревянной стропильной крыши
• Расчет конструкции стальной колонны

Я надеюсь, что эта статья помогла вам понять, как работать с нагрузками, действующими на конструкции. В случае, если у вас все еще есть вопросы.

Дайте нам знать в комментариях ниже ✍️.

Часто задаваемые вопросы о нагрузках на конструкции

– Статическая нагрузка
– Вертикальная ветровая нагрузка
– Горизонтальная ветровая нагрузка
– Снеговая нагрузка
– Временная нагрузка
– Давление грунта
– Сейсмическая нагрузка

Нагрузки рассчитываются или выводятся из формул и таблиц, приведенных в Стандартах. Нагрузки в Европе, например, рассчитываются в соответствии с Еврокодом. Каждая нагрузка (снеговая, ветровая, неподвижная, динамическая, давление грунта и сейсмическая) рассчитывается в соответствии со своим конкретным Стандартом. Кроме того, каждая страна Европы имеет собственное национальное приложение, в котором указаны параметры.