Временная нагрузка на перекрытие: Сбор нагрузок на перекрытие и балку

Содержание

Сбор нагрузок на перекрытие и балку

Сбор нагрузок производится всегда, когда нужно рассчитать несущую способность строительных конструкций. В частности, для перекрытий нагрузки собираются с целью определения толщины, шага и сечения арматуры железобетонного перекрытия, сечения и шага балок деревянного перекрытия, вида, шага и номера металлических балок (швеллер, двутавр и т.д.).

Сбор нагрузок производится с учетом требований СНиПа 2.01.07-85* (или по новому СП 20.13330.2011) «Актуализированная редакция» [1].

Данное мероприятие для перекрытия жилого дома включает в себя следующую последовательность:

1. Определение веса «пирога» перекрытия.

В «пирог» входят: ограждающие конструкции (например, монолитная железобетонная плита), теплоизоляционные и пароизоляционные материалы, выравнивающие материалы (например, стяжка или наливной пол), покрытие пола (линолеум, паркет, ламинат и т.д.).

Для определения веса того или иного слоя нужно знать плотность материала и его толщину.

2. Определение временной нагрузки.

К временным нагрузкам относятся мебель, техника, люди, животные, т.е. все то, что способно двигаться или переставляться местами. Их нормативные значения можно найти в таблице 8.3. [1]. Например, для квартир жилых домов нормативное значение равномерно распределенной нагрузки составляет 150 кг/м2.

3. Определение расчетной нагрузки.

Делается это с помощью коэффициентов надежности по нагрузки, которые можно найти в том же СНиПе. Для веса строительных конструкций и грунтов — это таблица 7.1 [1]. Что касается равномерно распределенной временной нагрузки и нагрузки от материалов, то здесь коэффициент надежности берется в зависимости от нормативного значения по пункту 8.2.2 [1]. Так, по нему, если вес составляет менее 200 кг/м2 коэффициент равен 1,3, если равен или более 200 кг/м2 — 1,2. Также данный пункт регламентирует значение нормативной нагрузки от веса перегородок, которая должна равняться не менее 50 кг/м2.

4. Сложение.

В конце необходимо сложить все расчетные и нормативные значения с целью определения общего значения для дальнейшего использования их в расчете на несущую способность.

В случае сбора нагрузок на балку ситуация та же. Только после получения конечных значений их нужно будет преобразовать из кг/м2 в кг/м. Делается это с помощью умножения общей расчетной или нормативной нагрузки на величину пролета.

Для того, чтобы материал был более понятен, рассмотрим два примера. В первом примере соберем нагрузки на перекрытие, а во втором на балку.

А после рассмотрения примеров с целью экономии времени можно воспользоваться специальным калькулятором. Он позволяет в режиме онлайн собрать нагрузки на перекрытие, стены и балки перекрытия.

Пример 1. Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие жилого дома.

Имеется перекрытие, состоящее из следующих слоев:

1. Многопустотная железобетонная плита — 220 мм.

2. Цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) — 30 мм.

3. Утепленный линолеум.

На перекрытие опирается одна кирпичная перегородка.

Определим нагрузки, действующие на 1 м2 грузовой площади (кг/м2) перекрытия. Для наглядности весь процесс сбора нагрузок произведем в таблице.

Вид нагрузки Норм.
Коэф. Расч.

Постоянные нагрузки:

— железобетонная плита перекрытия (многопустотная) толщиной 220 мм

— цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) толщиной 30 мм

— утепленный линолеум

— перегородки

Временные нагрузки:

— жилые помещения

 

290 кг/м2

 

54 кг/м2

5 кг/м2

50 кг/м2

 

150 кг/м2

 

1,1

 

1,3

1,3

1,1

 

1,3

 

319 кг/м2

 

70,2 кг/м2

6,5 кг/м2

55 кг/м2

 

195 кг/м2

ИТОГО 549 кг/м2   645,7 кг/м2

Пример 2. Сбор нагрузок на балку перекрытия.

Имеется перекрытие, которое опирается на деревянные балки, состоящее из следующих слоев:

1. Доска из сосны (ρ=520 кг/м3) — 40 мм.

2. Линолеум.

Шаг деревянных балок — 600 мм.

Также на перекрытие опирается перегородка из гипсокартонных листов.

Определение нагрузок на балку производится в два этапа:

1 этап — составляем таблицу, как описано выше, т.е. определяем нагрузки, действующие на 1 м2.

2 этап — преобразовываем нагрузки из 1кг/м2 в 1 кг/п.м.

Вид нагрузки Норм.
Коэф. Расч.

Постоянные нагрузки:

— дощатый пол из сосны (ρ=520 кг/м3) толщиной 40 мм

— линолеум

— перегородки

Временные нагрузки:

— жилые помещения

 

20,8 кг/м2


5 кг/м2

50 кг/м2

 

150 кг/м2

 

1,1


1,3

1,1

 

1,3

 

22,9 кг/м2


6,5 кг/м2

55 кг/м2

 

195 кг/м2

ИТОГО 225,8 кг/м2   279,4 кг/м2

Определение нормативной нагрузки на балку:

qнорм = 225,8кг/м2*(0,3м+0,3м) = 135,48 кг/м.

Определение расчетной нагрузки на балку:

qрасч = 279,4кг/м2*(0,3м+0,3м) = 167,64 кг/м.

 

Поделиться статьей с друзьями:

Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания

 

 

Требуется собрать нагрузки на монолитную плиту перекрытия жилого дома. Толщина плиты 200 мм. Состав пола представлен на рис. 1.

Решение

Определим нормативные значения действующих нагрузок. Для удобства восприятия материала постоянные нагрузки будем обозначать индексом q, кратковременные — индексом ν, длительные — индексом p.

Жилые здания относятся ко II уровню ответственности, следовательно, коэффициент надежности по ответственности γн = 1,0. На этот коэффициент будем умножать значения всех нагрузок. (Для выбора коэффициента см. статью Коэффициент надежности по ответственности зданий и сооружений)

Сначала рассмотрим нагрузки от плиты перекрытия и конструкции пола.  Эти нагрузки являются постоянными, т.к. действуют на всем протяжении эксплуатации здания.

1. Объемный вес железобетона равен 2500 кг/м3 (25 кН/м3). Толщина плиты δ1 = 200 мм = 0,2 м, тогда нормативное значение нагрузки от собственного веса плиты перекрытия составляет:

q1 = 25*δ1*γн = 25*0,2*1,0 = 5,0 кН/м2.

2. Нормативная нагрузка от звукоизоляционного слоя из экструдированного пенополистирола плотностью ρ2 = 35 кг/м3 (0,35 кН/м3) и толщиной δ2 = 30 мм = 0,03 м:

q2 = ρ2*δ2*γн = 0,35*0,03*1,0 = 0,01 кН/м2.

3. Нормативная нагрузка от цементно-песчаной стяжки плотностью ρ3 = 1800 кг/м3 (18 кН/м3) и толщиной δ3 = 40 мм = 0,04 м:

q3 = ρ3*δ3*γн = 18*0,04*1,0 = 0,72 кН/м2.

4. Нормативная нагрузка от плиты ДВП плотностью ρ4 = 800 кг/м3 (8 кН/м3) и толщиной δ4 = 5 мм = 0,005 м:

q4 = ρ4*δ4*γн = 8*0,005*1,0 = 0,04 кН/м2.

5. Нормативная нагрузка от паркетной доски плотностью ρ5 = 600 кг/м3 (6 кН/м3) и толщиной δ5 = 20 мм = 0,02 м:

q5 = ρ5*δ5*γн = 6*0,02*1,0 = 0,12 кН/м2.

Суммарная нормативная постоянная нагрузка составляет

q = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 = 5 + 0,01 + 0,72 + 0,04 + 0,12 +5,89 кН/м2.

Расчетное значение нагрузки получаем путем умножения ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке γt.

Теперь определим временные (кратковременные и длительные) нагрузки. Полное (кратковременное) нормативное значение нагрузки от людей и мебели (так называемая полезная нагрузка) для квартир жилых зданий составляет 1,5 кПа (1,5 кН/м2). Учитывая коэффициент надежности по ответственности здания γн = 1,0, итоговая кратковременная нагрузка от людей составляет:

ν1p = ν1*γt = 1,5*1,3 = 1,95 кН/м2.

Длительную нагрузку от людей и мебели получаем путем умножения ее полного значения на коэффициент 0,35, указанный в табл. 6, т.е:

р1 = 0,35*ν1 = 0,35*1,5 = 0,53 кН/м2;

р1р = р1*γt =0,53*1,3 = 0,69 кН/м2.

 

Полученные данные запишем в таблицу 1.

Помимо нагрузки от людей необходимо учесть нагрузки от перегородок. Поскольку мы проектируем современное здание со свободной планировкой и заранее не знаем расположение перегородок (нам известно лишь то, что они будут кирпичными толщиной 120 мм при высоте этажа 3,3 м), принимаем эквивалентную равномерно распределенную нагрузку с нормативным значением 0,5 кН/м2. С учетом коэффициента γн = 1,0 окончательное значение составит:

р2 = 0,5*γн = 0,5*1,9 =0,5 кН/м2.

При соответствующем обосновании в случае необходимости нормативная нагрузка от перегородок может приниматься и большего значения.

Коэффициент надежности по нагрузке γt = 1,3, поскольку перегородки выполняются на строительной площадке. Тогда расчетное значение нагрузки от перегородок составит:

р2р = р2*γt = 0,5*1,3 = 0,65 кН/м2.

(Для выбора плотности основных строй материалов см. статьи:

  1. Классификация нагрузок по продолжительности действия.
  2. Плотность стройматериалов по данным СНиП II-3-79

Для удобства все найденные значения запишем в таблицу сбора нагрузок (табл.1).

 Таблица 1

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Вид нагрузки 
 Норм. кН/м2
Коэф. γt
Расч. кН/м2
   Постоянная нагрузка
 1. Ж.б. плита
5,0
1,1
5,5
 2. Пенополистирол
 0,01
1,3
0,013
 3. Цем — песч. стяжка
 0,72
1,3
0,94
 4. Плита ДВП
0,04
1,1
0,044
 5. Паркетная доска
0,12
1,1
0,132
 Всего:
 5,89
 
 6,63
    Временная нагрузка
 1. Полезная нагрузка  
 кратковременная ν1
 1,5
1,3
1,95
  длительная р1
 0,53
1,3
0,69
 2. Перегородки (длительная) р2
 0,5
1,3
0,65

 

В нашем примере сейсмические, взрывные и т.п. воздействия (т.е. особые нагрузки) отсутствуют. Следовательно, будем рассматривать основные сочетания нагрузок.

I сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и пола) + полезная (кратковременная).

При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициенты Ψl, Ψt вводить не следует.

Тогда qI = q + ν1 = 5,89 + 1,5 = 7,39, кН/м2;

qIр = qp + ν1p = 6,63 + 1,95 = 8,58 кН/м2.

II вариант: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и пола) + полезная (кратковременная) + нагрузка от перегородок (длительная).

Для основных сочетаний коэффициент сочетаний длительных нагрузок Ψl принимается: для первой (по степени влияния) длительной нагрузки — 1,0, для остальных — 0,95. Коэффициент Ψt для кратковременных нагрузок принимается: для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки — 1,0, для второй — 0,9, для остальных — 0,7.

Поскольку во II сочетании присутствует одна кратковременная и одна длительная нагрузка, то коэффициенты Ψl и Ψt = 1,0.

qII = q + ν1 + p2 = 5,89 + 1,5 + 0,5 =7,89 кН/м2;

qIIр = qр + ν1р + p2р = 6,63+ 1,95 + 0,65 =9,23 кН/м2.

Совершенно очевидно, что II основное сочетание дает наибольшие значения нормативной и расчетной нагрузки.

Смотрите также:

 

Примеры:

 

Нагрузка на перекрытие

     Этот раздел довольно плотно пересекается с информацией в статье про классификацию нагрузок, но имеет более конкретную цель и описывает специфические коэффициенты, не упоминавшиеся в указанной статье. Основу этой статьи составляет актуализированный СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» и EN 1991-1-1 «Удельный вес, постоянные и временные нагрузки».

Равномерно распределённая нагрузка

     В статье про классификацию нагрузок мы уже определили, что все нагрузки, не являющиеся неотъемлемой частью здания, являются временными. Нормативные значения равномерно распределенных временных нагрузок на перекрытия, лестницы и полы на грунтах приведены в таблице ниже:

    Расчётное значение нагрузки qр следует определять как произведение её нормативного значения на коэффициент надёжности по нагрузке:

qр = qн · φ1 (2) · φ3 (4) · γf

где qн берётся из таблицы выше,
       γf — коэффициент надёжности по нагрузке, который зависит от самой величины qн следующим образом:
       γf = 1,3 при полном нормативном значении менее 2 кПа;

       γf = 1,2 при полном нормативном значении 2 кПа и более;
       γf = 1,0 при расчёте по предельным состояниям 2-й группы (на прогиб)

Коэффициенты грузовой площади φ1 и φ2

    При расчете балок, ригелей, плит, стен, колонн и фундаментов, воспринимающих нагрузки от одного перекрытия, нормативные значения нагрузок, указанные в таблице, допускается снижать в зависимости от грузовой площади А, с которой передаются нагрузки на рассчитываемый элемент, умножением на коэффициент φ1 или φ2, равный:

  • для помещений, указанных в таблице в позициях 1, 2, 12а (при А > A1 = 9 м²)
                                                                                           φ1 = 0,4 + 0,6 / √(А/А1)

  • для помещений, указанных в таблице в позициях 4, 11, 12б (при А > A2 = 36 м²)
                                                                                           φ2 = 0,5 + 0,5 / √(А/А1)

Коэффициенты сочетания нагрузок φ3 и φ4

    При расчёте нагрузок на стены, колонны и фундаменты воспринимающие нагрузки от двух и более перекрытий (фактически — это любой дом, например: один этаж и чердак или мансарда), полные нормативные значения нагрузок, указанные в таблице в пунктах 1, 2, 3, 11, 12а и 12б допускается снижать умножением на коэффициенты сочетания φ3 или φ4:

  • для помещений, указанных в таблице в позициях 1, 2, 12а
                                                                                           φ3 = 0,4 + (φ1 — 0,4) / √n​

  • для помещений, указанных в таблице в позициях 3, 11, 12б
                                                                                           φ3 = 0,5 + (φ2 — 0,5) / √n​

где n — общее число перекрытий.
 

Пример

      Для примера посчитаем расчётную нагрузку на перекрытие большой комнаты размером 6 х 7 м² дома с чердаком. Поскольку мы говорим об обычном жилом доме, то для нас в подавляющем большинстве случаев нужен только первый пункт таблицы (за исключением, пожалуй, чердачных помещений). Нормативная нагрузка, вычисленная и утвердившаяся за десятилетия, а то и столетия документированной строительной практики составляет qн = 1,5 кПа (≈153 кг/м²).
      А дальше начинаются вопросы: зачем?, для чего мы это считаем?
 

  • Если мы считаем нагрузку, чтобы посчитать прочность балок этого перекрытия:

    • учитываем коэффициент надёжности — поскольку нагрузка менее 2 кПа, то коэффициент составит γf = 1,3 

    • т.к. площадь > 9 м², коэффициент грузовой площади φ1 = 0,4 + 0,6 / √(6·7/9) = 0,68

    • коэффициент сочетания нагрузок не учитываем, т.к. не те расчётные условия φ3 = 1
      Итого, расчётная нагрузка: qр = 1,5 · 0,68 · 1 · 1,3 = 1,33 кПа.
       

  • Если мы ​считаем нагрузку, чтобы вычислить прогиб балок этого перекрытия:

    • коэффициент надёжности мы не учитываем​: γf = 1

    • т.к. площадь > 9 м², коэффициент грузовой площади φ1 = 0,4 + 0,6 / √(6·7/9) = 0,68

    • коэффициент сочетания нагрузок не учитываем, т.к. не те расчётные условия φ3 = 1
      Итого, расчётная нагрузка: qр = 1,5 · 0,68 · 1 · 1 = 1,02 кПа.
       

  • Если мы считаем нагрузку, чтобы вычислить нагрузку на фундамент для расчёта по несущей способности:

    • учитываем коэффициент надёжности — поскольку нагрузка менее 2 кПа, то коэффициент составит γf = 1,3 

    • т.к. площадь > 9 м², коэффициент грузовой площади φ1 = 0,4 + 0,6 / √(6·7/9) = 0,68

    • учитываем коэффициент сочетания нагрузок    φ3 = 0,4 + (0,68 — 0,4) / √2 = ​0,6
      Итого, расчётная нагрузка: qр = 1,5 · 0,68 · 0,6 · 1,3 = 0,8 кПа.
       

  • Если мы считаем нагрузку, чтобы вычислить нагрузку на фундамент для расчёта по деформациям:

    • учитываем коэффициент надёжности — поскольку нагрузка менее 2 кПа, то коэффициент составит γf = 1,3 

    • т.к. площадь > 9 м², коэффициент грузовой площади φ1 = 0,4 + 0,6 / √(6·7/9) = 0,68

    • учитываем коэффициент сочетания нагрузок    φ3 = 0,4 + (0,68 — 0,4) / √2 = ​0,6

    • нагрузка в здесь относится к длительному классу, а значит используем пониженное значение qн=qн * 0,35

  Итого, расчётная нагрузка: qр = 1,5 · 0,35 · 0,68 · 0,6 · 1,3 = 0,28 кПа.


Эти значения нельзя принимать для любого помещения, так как они зависят от площади этого помещения. 
    Может возникнуть вопрос, почему для расчёта фундамента оказалась самая маленькая величина нагрузки? Ответ лежит в области теории вероятностей. Дело в том, что статистически вы весьма вероятно сможете нагрузить перекрытие в некоторых местах так, чтобы получилась нагрузка 150 кг/м². Поэтому для расчёта прочности балок применяется максимальная величина нагрузки. Но очень маловероятно, что вы сможете нагрузить всю площадь комнаты такой нагрузкой, ведь иначе вам понадобится затащить в комнату 6,3 тонны всякого барахла! Этот эффект учитывает коэффициент грузовой площади. Если же у вас два этажа, или этаж и чердак, то вероятность того, то вы когда либо нагрузите их обоих до предельного состояния стремится к нулю, а вот насколько  максимально наиболее вероятно вы их нагрузите — определяет коэффициент сочетания нагрузок. Поэтому при расчёте фундамента оказывается наиболее маленькая величина нагрузки. Кроме того, для различных расчётов фундамента в СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» есть указание: нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые согласно СП 20.13330 могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считают кратковременными, а при расчете по деформациям — длительными. А если мы считаем нагрузку на перекрытие длительной, то используем пониженное нормативное значение (множитель 0,35) —  вместо 1,5 кПа остаётся лишь 0,53 кПа!
     Однако, если рассчитываемая комната имеет небольшую площадь, то заполнить её барахлом доверху оказывается немного проще, что находит отражение в величинах коэффициентов. Так, для комнаты площадью не более 9 м² φ1=1. Расчётные нагрузки для такой комнаты будут выглядеть соответственно так:

  • Для расчёта прочности балок: qр = 1,5 · 1 · 1 · 1,3 = 1,95 кПа

  • Для расчёта прогиба балок: qр = 1,5 · 1 · 1 · 1 = 1,5 кПа

  • Для расчёта фундамента по несущей способности: qр = 1,5 · 1 · 0,82 · 1,3 = 1,6 кПа.

  • Для расчёта фундамента по деформациям: qр = 1,5 · 0,35 · 1 · 0,82 · 1,3 = 0,56 кПа.

     Важно напомнить, что это нагрузка только временная! Для расчёта нагрузки на фундамент или на ту же балку перекрытия необходимо добавлять постоянную составляющую (собственный вес перекрытия)!

Временные нагрузки на перекрытия снип

Требуется собрать нагрузки на монолитную плиту перекрытия жилого дома. Толщина плиты 200 мм. Состав пола представлен на рис. 1.

Решение

Определим нормативные значения действующих нагрузок. Для удобства восприятия материала постоянные нагрузки будем обозначать индексом q, кратковременные — индексом ν, длительные — индексом p.

Жилые здания относятся ко II уровню ответственности, следовательно, коэффициент надежности по ответственности γн = 1,0. На этот коэффициент будем умножать значения всех нагрузок. (Для выбора коэффициента см. статью Коэффициент надежности по ответственности зданий и сооружений )

Сначала рассмотрим нагрузки от плиты перекрытия и конструкции пола. Эти нагрузки являются постоянными, т.к. действуют на всем протяжении эксплуатации здания.

1. Объемный вес железобетона равен 2500 кг/м3 (25 кН/м3). Толщина плиты δ1 = 200 мм = 0,2 м, тогда нормативное значение нагрузки от собственного веса плиты перекрытия составляет:

q1 = 25*δ1*γн = 25*0,2*1,0 = 5,0 кН/м2.

2. Нормативная нагрузка от звукоизоляционного слоя из экструдированного пенополистирола плотностью ρ2 = 35 кг/м3 (0,35 кН/м3) и толщиной δ2 = 30 мм = 0,03 м:

q2 = ρ2*δ2*γн = 0,35*0,03*1,0 = 0,01 кН/м2.

3. Нормативная нагрузка от цементно-песчаной стяжки плотностью ρ3 = 1800 кг/м3 (18 кН/м3) и толщиной δ3 = 40 мм = 0,04 м:

q3 = ρ3*δ3*γн = 18*0,04*1,0 = 0,72 кН/м2.

4. Нормативная нагрузка от плиты ДВП плотностью ρ4 = 800 кг/м3 (8 кН/м3) и толщиной δ4 = 5 мм = 0,005 м:

q4 = ρ4*δ4*γн = 8*0,005*1,0 = 0,04 кН/м2.

5. Нормативная нагрузка от паркетной доски плотностью ρ5 = 600 кг/м3 (6 кН/м3) и толщиной δ5 = 20 мм = 0,02 м:

q5 = ρ5*δ5*γн = 6*0,02*1,0 = 0,12 кН/м2.

Суммарная нормативная постоянная нагрузка составляет

q = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 = 5 + 0,01 + 0,72 + 0,04 + 0,12 +5,89 кН/м2.

Расчетное значение нагрузки получаем путем умножения ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке γt.

Теперь определим временные (кратковременные и длительные) нагрузки. Полное (кратковременное) нормативное значение нагрузки от людей и мебели (так называемая полезная нагрузка) для квартир жилых зданий составляет 1,5 кПа (1,5 кН/м2). Учитывая коэффициент надежности по ответственности здания γн = 1,0, итоговая кратковременная нагрузка от людей составляет:

ν1p = ν1*γt = 1,5*1,3 = 1,95 кН/м2.

Длительную нагрузку от людей и мебели получаем путем умножения ее полного значения на коэффициент 0,35, указанный в табл. 6, т.е:

р1 = 0,35*ν1 = 0,35*1,5 = 0,53 кН/м2;

р1р = р1*γt =0,53*1,3 = 0,69 кН/м2.

Полученные данные запишем в таблицу 1.

Помимо нагрузки от людей необходимо учесть нагрузки от перегородок. Поскольку мы проектируем современное здание со свободной планировкой и заранее не знаем расположение перегородок (нам известно лишь то, что они будут кирпичными толщиной 120 мм при высоте этажа 3,3 м), принимаем эквивалентную равномерно распределенную нагрузку с нормативным значением 0,5 кН/м2. С учетом коэффициента γн = 1,0 окончательное значение составит:

р2 = 0,5*γн = 0,5*1,9 =0,5 кН/м2.

При соответствующем обосновании в случае необходимости нормативная нагрузка от перегородок может приниматься и большего значения.

Коэффициент надежности по нагрузке γt = 1,3, поскольку перегородки выполняются на строительной площадке. Тогда расчетное значение нагрузки от перегородок составит:

р2р = р2*γt = 0,5*1,3 = 0,65 кН/м2.

(Для выбора плотности основных строй материалов см. статьи:

Для удобства все найденные значения запишем в таблицу сбора нагрузок (табл.1).

Таблица 1

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

О т надежности перекрытий частного дома зависит срок эксплуатации здания. Ошибки при проектировании и строительстве перекрытий могут привести чрезмерным прогибам, приводящим к преждевременному износу полов и порче потолочных отделочных материалов. О том, как сделать перекрытие дома и какие требования предъявляются к проектированию перекрытий, мы и поговорим в этой статье.

Как сделать перекрытие дома

Для того, чтобы перекрытие дома получилось надежным, необходимо соблюдать определенные требования. Требования к перекрытиям регламентируются несколькими нормативными документами:

СНиП 31-02-2001

СНиП 31-02-2001 регламентирует общие требования к несущим конструкциям одноквартирных жилых домов.

Высота от пола до потолка жилых комнат должна быть не менее 2,7 метра, на мансарде — 2,3 метра, в коридорах — 2,1 метра.

Перекрытие дома между этажом и чердаком должна исключать появление трещин, деформаций и разрушений, ухудшающих эксплуатационные свойства дома и приводящих к невозможности проживания в нем.

Несущие конструкции межэтажных перекрытий должны рассчитываться исходя из постоянных нагрузок от собственного веса, временных сосредоточенных, равномерно распределенных и снеговых нагрузок.

При подсчете нагрузок учитывается вес каминов, печей и других тяжелых элементов. Нормативные значения нагрузок, прогибов и перемещений перекрытий принимаются согласно СНиП 2.01.07-85.

СНиП 2.01.07-85

СНиП 2.01.07 «Нагрузки и воздействия» устанавливает правила определения постоянных и временных нагрузок и коэффициентов надежности на перекрытие дома. В первом разделе классифицируются виды нагрузок и указывается, что расчеты несущих конструкций должны выполняться для неблагоприятных случаев сочетания нагрузок. Далее регламентируется порядок учета каждой из нагрузок при расчетах несущих конструкций и даются коэффициенты надежности, которые вводятся в формулы расчетов.

Величина равномерно распределенных нагрузок перекрытие дома принимается равной 150 кгс/кв.м., нагрузок от веса перегородок — не менее 50 кгс/кв.м. Нормативное значение сосредоточенной нагрузки перекрытия равно 150 кгс/кв.м. Снеговые нагрузки в зависимости от региона имеют значения от 80 до 560 кгс/кв.м.

В разделе 10 устанавливаются предельные прогибы несущих конструкций. Для балок и плит перекрытия в зависимости от длины пролета их величина равна 1/120 — 1/300 (для пролета 6 метров — 1/200). Здесь же приводятся формулы для расчетов прогибов.

Ограждающие и несущие конструкции

Отдельные требования к перекрытиям изложены во многих нормативных документах. СНиП 3.03.01 — 85 «Ограждающие и несущие конструкции» устанавливает правила монтажа плит перекрытия.

СНиП II-25-80 и СП64.13330.2011 регламентируют требования к несущим деревянным конструкциям, содержат расчетные таблицы с характеристиками материалов и формулы для проверки несущей способности элементов.

СНиП II-23-81 содержит методику расчета металлических балок, таблицы с характеристиками материалов и необходимыми коэффициентами. В «Пособии к проектированию жилых зданий», созданном в дополнение к СНиП 2.08.01-85 «Жилые здания», дается классификация полов и приводится методика расчета железобетонных плит перекрытия.

В СНиП 21.02-2003 указаны требования к тепловой защите зданий, приведены нормативные значения сопротивлений теплопередачи перекрытий в зависимости от климатических условий. Заключение Проектирование и сооружение перекрытий является непростой задачей. Нормативы и требования, приведенные в СНиПах, основаны на многолетнем опыте и научных изысканиях, их знание поможет правильно рассчитать несущие конструкции, избежать ошибок и построить надежный безопасный дом.

Проектирование и сооружение перекрытий является непростой задачей. Нормативы и требования, приведенные в СНиПах, основаны на многолетнем опыте и научных изысканиях, их знание поможет правильно рассчитать несущие конструкции, избежать ошибок и построить надежный безопасный дом.

Вопрос, как сделать перекрытие частного дома достаточно сложный. Лучше его доверить проектной или строительной организации.В следующей статье я расскажу как расположить дом по сторонам света.

Сбор нагрузок для расчета конструкций

Для расчета любой конструкции первым делом нужно собрать нагрузки. Разберемся с самой сутью: какие нагрузки могут возникнуть при расчете здания?

 

Во-первых, это собственный вес конструкций (крыши, перекрытий, стен, полов, перегородок, лестниц и т.п.). При расчете жилых домов это, чаще всего, самая серьезная нагрузка.

Как определяется собственный вес? Нужно знать, сколько весит материал, т.е. его объемный вес или плотность (кг/м3), затем определить габариты конструкции и выбрать коэффициент надежности по нагрузке (ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия», раздел 5).

Например, есть стена из кирпича объемным весом 1800 кг/м3 (толщиной 0,250 м) с утеплителем объемным весом 60 кг/м3 (толщиной 0,08 м). Высота стены 3,3 м. Коэффициент надежности по нагрузке для каменных конструкций — 1,1. Определим, какая нагрузка от стены приходится на ленточный фундамент. Нагрузка обычно определяется на 1 погонный метр конструкции:

1,1*1800*3,3*0,25 + 1,2*60*3,3*0,08 = 1653 кг/м.

В таблице 1 приведен объемный вес некоторых строительных материалов.

 

Таблица 1 (информация взята из справочника)

 

Материал

Объемный вес, кг/м3

Кладка из искусственных камней

Кладка из глиняного обыкновенного или силикатного кирпича на тяжелом растворе

1800

То же на сложном растворе (цемент, известь, песок)

1700

То же, на теплом или известковом растворе

1600

Кладка из пустотелого кирпича

1300-1500

Кладка из пустотелого пористого кирпича

1000-1200

Кладка из керамических пустотелых блоков

1250-1400

Кладка из шлакового кирпича

1100-1400

Кладка из естественных камней

Правильная кладка из твердых пород (мраморная, гранитная)

2680

То же, из плотных пород (известняк, песчанник)

2200

То же из легких пород (туф, ракушечник)

1200-1600

Бутовая кладка из твердых пород (мраморная, гранитная)

2400

То же, из плотных пород (известняк, песчанник)

2000

То же из легких пород (туф, ракушечник)

1200-1400

Бетоны и кладка из бетонных камней

Бетон на щебне (гравии) твердых пород, невибрированный

2200

То же, вибрированный

2300

Бетон на кирпичном щебне

1800

Бетон на гранулированном шлаке

1100-1200

Бетон на котельном шлаке

1350-1450

Бетон на пемзе

800-1000

Бетоны ячеистые автоклавные (газобетон, пенобетон)

300-1000

Пеносиликат автоклавный

400-800

Кладка из бетонных камней (в зависимости от рода заполнителя и объемного веса бетона)

1200-2300

Железобетон

Невибрированный на гранитном щебне

2400

Вибрированный на гранитном щебне

2500

Невибрированный на кирпичном щебне

2000

Вибрированный на кирпичном щебне

2150

На пемзе или туфе

1100-1500

Засыпки

Сухой песок

1600

Строительный мусор

1200-1400

Мелочь из пемзы, туфа

900-1000

Торф, сфагнум в набивке

1000-1100

Шлак котельный

1000

Шлак доменный гранулированный

500-900

Пробковая мелочь

150

Растворы и штукатурки

Цементный раствор

1800

Сложный раствор (цемент, известь, песок)

1700

Известково-песчаный раствор

1600

Теплый раствор (цемент, известь, шлак)

1000-1400

Гипсовый раствор из чистого гипса

1100

Гипсобетоны с заполнителями

700-1300

Сухая штукатурка

600-700

Дерево

Сосна, ель воздушно-сухая (поперек волокон)

500-600

Дуб воздушно-сухой

800

Древесные опилки

250-300

Уголь древесный

180-200

Плиты древесноволокнистые (ДВП)

670

Плиты фибролитовые

575

Фанера клееная

680

Металлы

Железо, сталь

7850

Чугун

7250

Медь красная

8800

Бронза

8600

Свинец

11400

Разные материалы

Асбестоцементные плитки и листы

1900

Асбестоцементные термоизоляционные плиты

300-600

Асфальт

1800

Асфальтобетон

2100

Войлок строительный

150

Гипсовые плиты с опилками и стружками

650-1000

Пробковые плиты

250

Толь, рубероид, пергамин

600

Стекло

2600

Стекловата

150-200

Линолеум

1800

Гипсокартон

825

 

Коэффициенты надежности по нагрузке для веса конструкций, материалов и засыпок (ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия», раздел 5):

— металлические конструкции — 1,1;

— бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м3), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные — 1,1;

— бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м3 и менее), изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, рулонные материалы, засыпки, стяжки и т.п., выполняемые в заводских условиях — 1,2, на строительной площадке — 1,3;

— насыпные грунты — 1,15.

 

Второй тип нагрузки — это временная (переменная) нагрузка (от снега, людей, мебели и прочего). Величину временной нагрузки придумывать не нужно, она четко регламентирована в ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия», раздел 6 и таблица 6.2.

Для жилого дома нам нужно знать следующие нагрузки:

1. Нагрузка на перекрытие в жилых помещениях — 150 кг/м2 (коэффициент надежности 1,3).

2. Нагрузка на перекрытие в чердачном помещении — 70 кг/м2 (коэффициент надежности 1,3).

3. Снеговая нагрузка — согласно разделу 8 ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия» для вашего района.

Переменная нагрузка состоит из долговременной и кратковременной части. В расчете разных конструкций необходимо прикладывать либо полную временную, либо кратковременную или длительную нагрузку. В методиках расчетов всегда оговаривается, какая нагрузка нужна, а с помощью ДБН можно разобраться с величинами нагрузок, которые нужно прикладывать в конкретном случае.

Более глубоко вопрос видов нагрузок и коэффициентов к ним рассмотрен в статье Сочетания нагрузок или как выбрать нужные коэффициенты

 

Еще полезные статьи:

«Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома»

«Как определить нагрузку на крышу в вашем районе»

«Сбор нагрузок в каркасном доме»

«Сбор ветровых нагрузок в каркасном доме»

«Расчет кладки из газобетона на смятие под действием нагрузки от перекрытия.»

«Как рассчитать стены из кладки на устойчивость.»

«Расчет металлического косоура лестницы.»

 

Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ».

class=»eliadunit»> Добавить комментарий

Сбор нагрузок на стену первого этажа

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 (γƒ)

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.

НаименованиеНормативная нагрузка, тγƒРасчетная нагрузка, т
Покрытие
Собственный вес плиты покрытия 0,22м*1м*1м*2,5 т/м3
0,551,10,61
Пароизоляция из 1 слоя рубероида0,0031,30,004
Утеплитель из керамзита плотностью 400 кг/м3, толщина 100мм0,041,30,052
Цементно-песчаная стяжка толщиной 30мм, плотностью 1800 кг/м30,0541,30,07
Гидроизоляционный ковер из 3 слоев рубероида0,011,30,013
Итого постоянная0,749
Временная для прочих покрытий  (таблица 3, п.9, в)0,051,30,065
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)0,1261,40,18
Итого временная0,245
Полная нагрузка на 1м2 покрытия0,994
Перекрытие первого этажа

Собственный вес плиты перекрытия 0,22м*1м*1м*2,5 т/м3

0,551,10,61
Цементно-песчаная стяжка толщиной 30мм, плотностью 1800 кг/м30,0541,30,07
Ламинат толщиной 10мм + подложка 3мм0,0081,20,01
Итого постоянная0,69
Временная для помещений жилых зданий0,151,30,2
Итого временная0,2
Полная нагрузка на 1м2 перекрытия0,89

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 P2= 0,994*2=1,988 тонны

 

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 (Gп). 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

Gп=1*0,25*0,7*1,8=0,315 т

Полная нагрузка, которая действует на 1 пог.м кладки первого этажа составит:

 

N=Gп+P2+G2+P1=0,315+1,988+1,35+1,8=5,5 т

 

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.

Ng=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

 


Допустимая нагрузка на плиты перекрытия: ее размеры и виды

Приобретая плиты перекрытия для строительства собственного дома, нужно учитывать не только их размеры, но и нагрузку, под которую рассчитаны данные изделия. Чтобы понять, что такое допустимая нагрузка на плиту перекрытия, нужно привести несколько определений. При расчете конструкций учитывается несколько видов нагрузок. Это постоянные, от веса всех вышележащих элементов (стен, перекрытий и т.д.) и собственного веса плиты, длительные (временные перегородки, оборудование, конструкции пола) и временные, к которым в жилье относятся вес мебели и людей. Какая нагрузка на плиту перекрытия должна интересовать вас?

Первый вид нагрузок учитывается специалистами при разработке проекта. Длительная плюс временная, это и есть нормативная или максимальная нагрузка на плиту перекрытия, превышать которую не рекомендуется. Для многопустотных плит в жилых помещениях она всего 150 кГ/кВ.м. Чем тяжелее конструкция пола, тем меньше запаса остается на мебельные гарнитуры и вес жильцов.

Выбор плиты по допустимой нагрузке

Зная величину нормативной временной нагрузки на плиту перекрытия и технические характеристики материалов остальных конструкций, можно подсчитать изделия с нужными вам параметрами. В маркировке, наносимой на железобетонные многопустотные плиты перекрытия, указана величина несущей способности.

Если нормативный вес временных нагрузок узнать не сложно, то с расчетом постоянных дело обстоит по-другому. Расчеты сложны и учитывается множество параметров, даже таких как ветровые нагрузки и климатические условия. Поэтому, если вы не хотите переплатить за излишний запас прочности, покупая ЖБИ, то за расчетом следует обратиться к специалистам.

Какую нагрузку выдерживают плиты перекрытия сплошного сечения или ребристые определяется аналогично. Только следует знать, что ребристые плиты для частного домостроения не используются.

По значениям, регламентируемым действующим сегодня ГОСТ максимальная расчетная величина нагрузки выпускаемых плит 800 кПа. Для зданий с перекрытиями нестандартных размеров или под заданные технические параметры прочности, плиты рассчитываются индивидуально. Стоимость их соответственно намного больше, чем у стандартных изделий.

Расчет рабочих нагрузок | JLC Онлайн

Q: Как лучше всего рассчитать временные нагрузки на каркас пола в доме?

A: Джон Болонья, инженер-конструктор компании Coastal Engineering Co., Орлеан, Массачусетс, отвечает : IRC определяет временные нагрузки как «нагрузки, возникающие в результате использования здания или другой конструкции. и не включают строительные или экологические нагрузки, такие как ветровая нагрузка, снеговая нагрузка, дождевая нагрузка, землетрясение, паводковая нагрузка или статическая нагрузка.Проще говоря, временная нагрузка на полы в доме включает вашего клиента (вес тела вашего клиента и любых других тел в комнате), мебель, бытовую технику и все остальное, что клиент кладет на пол.

Требования к временной нагрузке на перекрытие взяты непосредственно из кодовой книги. В таблице R301.5 (или в таблице 5301.5 строительных норм штата Массачусетс, в моей юрисдикции) перечислены минимальные равномерно распределенные временные нагрузки для жилищного строительства в различных ситуациях. Для жилых домов на одну и две семьи кодекс определяет равномерную временную нагрузку 40 фунтов на квадратный фут (40 фунтов на квадратный фут) для «комнат, кроме спальных комнат (спален)» и настилов.Кодекс также определяет минимальную равномерную нагрузку 30 фунтов на квадратный фут для спальных комнат (которые вряд ли будут испытывать живые нагрузки, такие как, скажем, гостиная), 20 фунтов на квадратный фут для необитаемых чердаков и 50 фунтов на квадратный фут для этажей «гаража для легковых автомобилей».

Обратите внимание, что в некоторых представленных на рынке программных продуктах для проектирования деревянных изделий используются коммерческие кодовые значения. Поэтому, если вы используете это программное обеспечение для расчета каркаса пола, результатом будет более консервативный дизайн, включающий более надежные элементы каркаса.

Ключевая фраза здесь — «минимальные требования». Если вы или ваш клиент хотите установить специальное оборудование, такое как большая гидромассажная ванна, которое может быть особенно тяжелым, рекомендуется проконсультироваться с инженером, чтобы выбрать подходящий размер пола.

Для длинных пролетов балок прогиб часто является основным фактором, определяющим конструкцию. Учет прогиба может привести к получению более глубоких секций (более крупных балок) для поддержания пределов прогиба, предписанных нормами. И хотя нормативные строительные нормы и правила учитывают прогиб (как и консервированные программы, используемые поставщиками пиломатериалов), другие факторы, такие как вибрация пола и длительная ползучесть, также должны приниматься во внимание для больших пролетов балок.Ползучесть — это постоянное провисание или прогиб, которое может развиться в элементах каркаса пола после длительного воздействия на них нагрузки. Точно так же большие открытые комнаты (с длинными пролетами балок) могут использоваться по-разному, что может создавать проблемы с вибрацией. Тихо сидящего человека может раздражать чья-то физическая активность на том же этаже.

Эти более тонкие, но не менее важные проблемы, однако, не прописаны в коде. Если когда-либо возникнет вопрос, подходит ли конкретная конструкция для обработки всех необходимых нагрузок, проконсультируйтесь с инженером.

Подвижные нагрузки на перекрытия строительных конструкций

Доклад конференции

Первый онлайн:

Реферат

Временные нагрузки на перекрытия имеют фундаментальное значение при проектировании конструкций зданий. Правильное понимание интенсивности нагружения необходимо для экономичного и безопасного проектирования конструкций. В практическом применении определенные значения расчетной нагрузки не всегда совпадают в конструктивных нормах.Согласно EN 1991-1-1, например, нормативное значение временной нагрузки для офисных зданий предлагается равным 3 кН / м 2 . Однако в DIN EN 1991-1-1 / NA (2010) динамическая нагрузка для офисов определяется характеристическим значением 2 кН / м 2 . Кроме того, тип размещения в здании может быть изменен по прошествии определенного периода времени. В этом случае следует проверить конструкцию здания на несущую способность при приложении новой нагрузки. Поэтому более точная и достоверная информация о нагрузке очень полезна для оценки надежности исследуемой конструкции.Чтобы проверить точность значений динамической нагрузки при проектировании, были смоделированы временные нагрузки на перекрытие и численное моделирование для различных ситуаций использования. При моделировании в качестве входных параметров использовались статистические результаты существующих обследований нагрузки. Были определены характерные значения временной нагрузки для различных эффектов нагрузки и возможных сокращений временной нагрузки.

Ключевые слова

Живая нагрузка Моделирование Монте-Карло Пространственная корреляция Коэффициент уменьшения нагрузки

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Ссылки

  1. ASCE / SEI 7-10 (2010) Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций. Американское общество инженеров-строителей, Рестон

    Google Scholar
  2. Chalk PL, Corotis RB (1980) Модель вероятности для расчетных временных нагрузок. ASCE J Struct Div 106 (10): 2017–2033

    Google Scholar
  3. CIB (1989) Отчет № 116: временная нагрузка в зданиях. CIB W81 Действия на конструкции, Роттердам

    Google Scholar
  4. DIN EN 1991-1-1 / NA (2010) Национальное приложение — параметры, определяемые на национальном уровне — Еврокод 1: Воздействия на конструкции — Часть 1-1: общие действия — плотности, самообслуживание -вес, действующие нагрузки для зданий

    Google Scholar
  5. EN 1991-1-1 (2010) Еврокод 1: воздействия на конструкции — Часть 1-1: общие воздействия — плотности, собственный вес, действующие нагрузки на здания; EN 1991-1-1: 2002 + AC: 2009

    Google Scholar
  6. JCSS (2001) Код вероятностной модели, Часть 2: модели нагрузки.Член комитета по структурной безопасности

    Google Scholar
  7. Melchers RE (1999) Анализ и прогноз структурной надежности, 2-е изд. Wiley, Chichester

    Google Scholar
  8. Rackwitz R (1996) Einwirkungen auf Tragwerke. In: Der Ingenieurbau, vol 8. Ernst & Sohn, Berlin

    Google Scholar
  9. Sofistik (2014) Пакет программ для анализа методом конечных элементов. SOFiSTiK AG, Oberschleißheim

    Google Scholar

Информация об авторских правах

© Springer International Publishing AG 2017

Авторы и аффилированные лица

  1. 1.Институт бетонных и каменных конструкций Технический университет Дармштадта Дармштадт, Германия

Можно ли использовать снижение временной нагрузки на несущих стенах с деревянным каркасом?

Можно ли уменьшить временную нагрузку на несущих стенах с деревянным каркасом?

ASCE 7-10, раздел 4.7 позволяет снизить временные нагрузки на определенные элементы конструкции, которые имеют зоны воздействия не менее 400 SF. ASCE 7-10 определяет зону влияния как K LL A T , где K LL — коэффициент элемента динамической нагрузки, указанный в Таблице 4-2, а A T — приток элемента.Исследования показали, что по мере увеличения зоны влияния участника вероятность того, что участник будет испытывать полную расчетную временную нагрузку на всей площади притока, уменьшается. По этой причине уравнение 4.7-1 ASCE 7-10 можно использовать для расчета приведенной равномерной временной нагрузки. Эта уменьшенная временная нагрузка не может составлять менее 50% неуменьшенной временной нагрузки от одного этажа или не менее 40% несниженной временной нагрузки от нескольких этажей.

Применительно к стенам с повторяющимся каркасом преобладающее мнение в инженерном сообществе состоит в том, что снижение временной нагрузки предназначено для отдельного элемента, т.е.g., перемычки или одиночной стойки — а не для общей нагрузки на несущую стеновую систему (например, см. эту статью). Некоторые отдельные элементы несущих стен из деревянного каркаса будут иметь влияние не менее 400 SF, что указывает на неприменимость снижения временной нагрузки. Однако, если будет достигнута минимальная зона влияния для отдельного элемента в стене, может применяться уменьшение. С рациональной точки зрения многие сочли бы излишним предполагать, что стойки несущей стены на самом нижнем уровне 4- или 5-этажного деревянного каркасного здания будут воспринимать 100% расчетной временной нагрузки со всех поддерживаемых уровней одновременно.Однако ASCE 7-10 позволяет снизить расчетные временные нагрузки только при достижении зоны влияния 400 SF.

Одна из распространенных причин, по которой возникает этот вопрос, — это иметь дело с высокими кумулятивными осевыми нагрузками на нижних уровнях многоэтажных зданий и влиянием этих высоких нагрузок на расположение стоек несущих стен. Размер и расстояние между стойками стен в этих условиях обычно определяется перпендикуляром к зернистости стеновых плит. Ниже приведены несколько вариантов решения этой проблемы.

  • Некоторые породы и сорта древесины имеют более высокую перпендикулярность к зерну, чем другие. Например, обычные пиломатериалы для стеновых плит имеют значения F c perp в диапазоне от 425 до 625 фунтов на квадратный дюйм. Использование разновидностей на верхнем конце этого диапазона может выдержать почти на 50% большую нагрузку, чем один на нижнем конце диапазона. Шпильки не обязательно должны быть специфицированы с более высоким сжатием перпендикулярно значениям зерна, только стеновые плиты.
  • На нижних этажах расстояние между стойками можно уменьшить с 16 ″.c. до 12 ″ o.c., что позволяет увеличить грузоподъемность на 33%. В качестве альтернативы можно использовать двойные стойки, чтобы удвоить вместимость стеновой системы. Другой вариант — увеличить размеры стоек на нижних этажах, например, перейти от стоек 2 × 4 на верхних уровнях к стойкам 2 × 6 на нижних уровнях.
  • Структурные композитные пиломатериалы с высокой пропускной способностью перпендикулярно зерну могут быть вариантом для стеновых плит, где общие стойки имеют достаточную пропускную способность, но типичные стеновые пластины не имеют достаточной перпендикулярности вместимости зерна.
  • В типичном многоэтажном многоквартирном доме часто бывает несколько внутренних перегородок, многие из которых можно считать неструктурными. Возможно, будет разумным увеличить количество несущих стен на нижних этажах, чтобы уменьшить величину нагрузки, приходящейся на каждый из них.
  • Если несущая стена должна быть обрамлена огнестойкой (FRT) древесиной — например, в наружной стене в строительстве типа III — следует рассмотреть возможность снижения допустимых проектных свойств.Кроме того, коэффициенты уменьшения емкости зависят от производителя FRT. Обычно в отчете производителя о продукте или отчете ICC ES указываются эти значения снижения. Эта ссылка обеспечивает доступ к отчетам ICC ES по нескольким продуктам FRT.

Для получения бесплатной технической поддержки, связанной с проектом нежилого или многоквартирного деревянного здания, свяжитесь с ближайшим к вам региональным директором WoodWorks или напишите в службу поддержки по телефону

* protected email *.

2.5: Снижение динамической нагрузки — разработка LibreTexts

Большинство кодексов и стандартов допускают снижение временных нагрузок при проектировании больших систем перекрытий, поскольку очень маловероятно, что такие системы всегда будут поддерживать расчетные максимальные временные нагрузки в каждом случае.{2} \ right) \). Площадь влияния — это произведение площади притока и коэффициента элемента динамической нагрузки. Уравнения ASCE 7-16 для определения приведенной временной нагрузки на основе зоны воздействия следующие: \ [\ begin {array} {l}
L = L_ {0} \ left (0,25+ \ frac {15} {\ sqrt {K_ {LL} A_ {T}}} \ right) (\ mathrm {FPS} \ text {units}) \\
L = L_ {0} \ left (0,25+ \ frac {4. {2} \)).{2} \)).

ASCE 7-16).

\ (A_ {T} \) = \ (K_ {L L} A_ {T} \) = область влияния.

\ (Таблица 2.14 \). Коэффициент динамической нагрузки элемента.

Строительный элемент

К LL

Внутренние колонны и внешние колонны без консольных плит

4

Наружные колонны с консольными перекрытиями

3

Угловые колонны с консольными перекрытиями

2

Балки межкомнатные и кромочные без консольных плит

2

Все остальные элементы, включая панели в двусторонних плитах

1

Пример 2.{2} \ right) = 18 000 \ mathrm {lb} = 18 \ mathrm {k} \)

Общая нагрузка, воспринимаемая внутренней колонной на уровне земли, составляет:

\ (F _ {\ text {Tota} /}=22.5 \ mathrm {k} +3 (18 \ mathrm {k}) = 76.5 \ mathrm {k} \)

Краткое содержание главы

Структурные нагрузки и системы нагружения: Конструкционные элементы рассчитаны на наихудшие возможные сочетания нагрузок. Некоторые нагрузки, которые могут воздействовать на конструкцию, кратко описаны ниже.

Постоянные нагрузки : Это нагрузки постоянной величины в конструкции.Они включают в себя вес конструкции и нагрузки, которые постоянно прилагаются к ней.

Динамические нагрузки : Это нагрузки различной величины и положения. К ним относятся подвижные грузы и нагрузки из-за занятости.

Ударные нагрузки : Ударные нагрузки — это внезапные или быстрые нагрузки, прикладываемые к конструкции в течение относительно короткого периода времени по сравнению с другими нагрузками на конструкцию.

Дождевые нагрузки : Это нагрузки из-за скопления воды на крыше после ливня.

Ветровые нагрузки : Это нагрузки из-за давления ветра на конструкции.

Снеговые нагрузки : Это нагрузки, оказываемые на конструкцию скопившимся снегом на крыше.

Землетрясения : Это нагрузки, оказываемые на конструкцию движением грунта, вызванным сейсмическими силами.

Гидростатическое давление и давление грунта : Это нагрузки на подпорные конструкции из-за давлений, создаваемых удерживаемыми материалами.Они линейно меняются с высотой стен.

Сочетания нагрузок: Двумя методами проектирования зданий являются метод расчета на основе коэффициента нагрузки и сопротивления (LRFD) и метод расчета допустимой прочности (ASD). Некоторые комбинации нагрузок для этих методов показаны ниже.

LRFD:

1.1.4 \ (Д \)

2.1.2 \ (D + 1.6 L + 0.5 \ left (L_ {r} \ text {или} \ mid S \ text {или} R \ right) \)

3.1.2 \ (D + 1.6 \ left (L_ {r} \ text {или} S \ text {или} R \ right) + (L \ text {или} 0.5 \ mathrm {W}) \)

4.1.2 \ (D + 1.0 W + L + 0.5 \ left (L_ {r} \ text {или} S \ text {или} R \ right) \)

5.0.9 \ (D + 1.0 W \)

ASD:

1. \ (D \)

2. \ (Д + Л \)

3. \ (D + \ left (L_ {r} \ text {или} S \ text {или} R \ right) \)

4. \ (D + 0,75 L + 0,75 \ left (L_ {r} \ text {или} S \ text {или} R \ right) \)

5.\ (D + (0,6 \ mathrm {W}) \)

Список литературы

ACI (2016), Требования строительных норм для конструкционного бетона (ACI 318-14), Американский институт бетона.

ASCE (2016), Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций, ASCE 7-16, ASCE.

ICC (2012), Международные строительные нормы и правила, Международный совет по нормам.

Практические задачи

2.1 Определите максимальный факторный момент для балки крыши, подверженной следующим эксплуатационным нагрузкам:

\ (M_ {D} \) = 40 фунтов на квадратный дюйм (статический момент нагрузки)

\ (M_ {L_ {r}} \) = 36 фунтов на квадратный дюйм (момент нагрузки на крышу)

\ (M_ {S} \) = 16 фунтов на квадратный дюйм (момент снеговой нагрузки)

2.2 Определите максимальную факторную нагрузку, которую выдерживает колонна, подверженная следующим эксплуатационным нагрузкам:

\ (P_ {D} \) = 500 тысяч фунтов (статическая нагрузка)

\ (P_ {L} \) = 280 тысяч фунтов (динамическая нагрузка на пол)

\ (P_ {S} \) = 200 тысяч фунтов (снеговая нагрузка)

\ (P_ {E} \) = ± 30 тысяч фунтов (землетрясение)

\ (P_ {W} \) = ± 70 тысяч фунтов (ветровая нагрузка)

2.3 Типичная планировка системы перекрытий из железобетона и композитных полов здания библиотеки показана на рисунке P2.1. Определите статическую нагрузку в фунтах / футах, действующую на типичную внутреннюю балку \ (B 1-B 2 \) на втором этаже. Все лучи имеют размер \ (W + 2 \ раз 44 \), расстояние между ними составляет 10 футов в секунду. Распределенная нагрузка на второй этаж:

Пескоцементная стяжка толщиной 2 дюйма

= 0,25 фунта / кв. Дюйм

Железобетонная плита толщиной 6 дюймов

= 50 фунтов / кв. Дюйм

Подвесной потолок из металлических реек и гипсокартона

= 10 фунтов / кв. Дюйм

Электротехнические и механические услуги

= 4 фунта / кв. Дюйм

Типовой план

\ (рис.P2.1 \). Сталь-железобетонная композитная система перекрытий.

2.5 План второго этажа офисного помещения показан на рисунке P2.1. Отделка пола аналогична практической задаче 2.3. Определите общую статическую нагрузку, приложенную к внутренней колонне \ (B2 \) на втором этаже. Все балки имеют размер \ (W 14 \ times 75 \), а все фермы \ (W 18 \ times 44 \ ) .

2.6 Четырехэтажное больничное здание с плоской крышей, показанное на рисунке P2.2, имеет концентрически скрепленные рамы в качестве системы сопротивления поперечной силе.Вес на каждом уровне пола указан на рисунке. Определите сейсмический сдвиг в основании в тысячах фунтов с учетом следующих расчетных данных:

\ (S_ {1} \) = 1,5 г

\ (S_ {s} \) = 0,6 г

Класс площадки = D

\ (Рис. P2.2 \). Четырехэтажное здание с плоской крышей.

2.7 Используйте ASCE 7-16 для определения снеговой нагрузки (psf) для здания, показанного на рисунке P2.3. Следующие данные относятся к зданию:

Снеговая нагрузка на грунт = 30 фунтов на квадратный фут

Крыша полностью выложена битумной черепицей.{\ circ} \)

Открытая местность

Категория размещения I

Неотапливаемое сооружение

\ (Рис. P2.3 \). Образец кровли.

2.8. В дополнение к расчетной снеговой нагрузке, рассчитанной в практической задаче 2.7, крыша здания на рисунке P2.3 подвергается статической нагрузке 16 фунтов на квадратный фут (включая вес фермы, кровельной доски и асфальтовой черепицы) по горизонтали. самолет. Определите равномерную нагрузку, действующую на внутреннюю ферму, если фермы имеют 6 футов-0 дюймов в центре.

2.9 Ветер дует со скоростью 90 миль в час на закрытое хранилище, показанное на рисунке P2.4. Объект расположен на ровной местности с категорией воздействия B. Определите давление скорости ветра в psf на высоте карниза объекта. Топографический коэффициент Kzt = 1.0.

\ (Рис. P2.4 \). Закрытая сторга.

Нагрузка на балку Lingo — Trimjoist

ОПИСАНИЕ НАГРУЗКИ НА ПОЛ

Обычно нагрузка на систему пола делится на три категории.Это Top-live, Top-dead и Bottom-dead. Таким образом, если посмотреть на наши диаграммы равномерного диапазона нагрузок, нагрузка, скажем, 55 фунтов на квадратный фут (фунтов на квадратный фут) соответствует 40 фунтам на квадратный фут при максимальном действии, 10 фунтах на квадратный фут при отсутствии нагрузки и 5 фунтах на квадратный фут при отсутствии нагрузки. Таким образом обозначение (40-10-5). Когда наши изделия используются на крышах, могут возникнуть другие нагрузки, такие как дождь, ветер, снег и лед.

МЕРТВЫЕ НАГРУЗКИ

Собственные нагрузки — это веса строительных материалов, используемых в самой конструкции. Сюда могут входить такие вещи, как балки, черновой пол, ковер / набивка, напольная плитка, акустическая плитка и гипсокартон.

Так как балка может иметь материал пола сверху и материалы потолка снизу, можно указать верхнюю или нижнюю статическую нагрузку. В нашем примере у нас есть 10 фунтов на квадратный фут для чернового пола и напольного покрытия и 5 фунтов на квадратный фут для гипсокартона ниже. Это типично для большинства напольных систем. Однако, если вам нужен тяжелый плиточный пол (15 фунтов на квадратный фут) и два слоя гипсокартона ниже (10 фунтов на квадратный фут), загрузка 65 (40-15-10) будет более подходящей. Коммерческие приложения и нестандартные дома должны пойти по этому пути.

Живые нагрузки

Текущие нагрузки — это нагрузки, которые могут приходить и уходить в течение срока службы конструкции.Обычно это люди и мебель, но могут включать такие вещи, как ветер, снег и лед, когда наши продукты используются на крышах. Большинство строительных норм и правил требуют, чтобы система пола выдерживала динамическую нагрузку 40 фунтов на квадратный фут. Как правило, система пола никогда не будет испытывать нагрузку, эквивалентную полной номинальной динамической нагрузке, если она не затоплена водой на 8 дюймов! Кроме того, поскольку люди и домашние животные обычно не ходят по потолку, нет обозначения Bottom-live.

СЕЙСМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

Сейсмические нагрузки — это нагрузки, возникающие в результате движения грунта во время землетрясения.Сейсмическая нагрузка зависит от объекта и определяется проектировщиком здания.

ДРУГИЕ НАГРУЗКИ

Другие нагрузки, такие как штабелирование материала, образование луж, перемещение, удар и т. Д., Также могут применяться в определенных случаях, как это определено проектировщиком здания.

СООТНОШЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ

Коэффициенты жесткости также важны. Это числа L в наших таблицах. Важно не только знать, что балка перекрывает расстояние, указанное в коде, нам нужно знать, насколько жесткой (или твердой) будет полученная система пола в этом промежутке.Все строительные нормы и правила требуют, чтобы коэффициент жесткости при динамической нагрузке был не менее L / 360. Эти числа представляют собой линейные отношения для целей сравнения. Чем больше число, тем лучше. Например, система перекрытий L / 720 вдвое жестче, чем система L / 360 для данного пролета.

КАМЕРА

Изгиб — это небольшая кривизна балки или балки, необходимая для компенсации статических нагрузок, как описано выше. Многие строители назовут это короной. Большинство других инженерных балок изготавливаются без изгиба (т.е.е., квартира). Это означает, что они будут иметь положительный (вниз) прогиб только в условиях статической нагрузки. Факт, который легко упустить из виду, читая диаграммы диапазонов других инженеров, поскольку они показывают только отклонения от динамической нагрузки. Они мелким шрифтом сообщают вам, что следует ожидать дополнительного прогиба из-за длительной постоянной нагрузки. Все балки TrimJoist® имеют изгиб (около 1/4 дюйма на 30 футов) для компенсации статических нагрузок. Этот изгиб устраняется по мере приложения статических нагрузок и стабилизации балки на этапе строительства.Кроме того, TrimJoist® является уникальным в отрасли фермы перекрытий, поскольку изгиб, производимый в ферме, зависит от глубины.

Конструкция системы пола: Нагрузка — TRIFORCE® Open Joist

При проектировании системы перекрытий важно понимать, как вес и нагрузки распределяются по всему зданию. Часто каркас перекрытия играет важную роль в передаче нагрузок с крыши на фундамент здания.

Для обеспечения надлежащей структурной целостности при оценке нагрузки на пол необходимо учитывать такие факторы, как конструкция крыши, размеры и материалы элементов каркаса, а также пути нагрузки внутри конструкции.

Типы нагрузки

Не все нагрузки являются постоянными или равномерно распределенными. Однако они должны быть учтены при проектировании системы полов.

Постоянные нагрузки представляют собой нагрузки, которые постоянно находятся в фиксированных положениях. Сюда входит сама конструкция здания, включая вес материалов, из которых состоят полы, крыша и стены. Несмотря на то, что положение этих нагрузок является постоянным и в определенных местах, строительные нормы США и Канады требуют применять их к каждому квадратному метру при проектировании систем полов.

Живые нагрузки, , с другой стороны, учитывают движимые объекты, включая людей, мебель и другие непостоянные объекты. Эти нагрузки различаются по величине и продолжительности, но строительные нормы и правила также требуют, чтобы на каждый квадратный фут системы перекрытий применялась определенная временная нагрузка. В случае жилой конструкции этот минимальный стандартный коэффициент временной нагрузки для основных жилых помещений составляет 40 фунтов / фут2 (1,9 кПа).

Особые условия нагрузки зависит от климата, региональных условий и местных правил.Иногда они могут играть роль в конструкции системы пола, когда каркас пола передает такие нагрузки. Специальная нагрузка может включать в себя защиту от снега , ветра и даже от землетрясения .

Распределение нагрузок

Нагрузки применяются к конструкции по-разному.

Поверхностные нагрузки (часто называемые площадными нагрузками) применяются равномерно по горизонтальным «слоям» здания, таким как крыша и перекрытия. Системы перекрытий должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать равномерно распределенные временные и статические нагрузки.

Линейные нагрузки, , как следует из их названия, применяются вдоль линии. Примером может служить стена, которая поддерживает пол или каркас крыши наверху, передавая эту нагрузку на систему пола ниже, где проходит линия стены. Положение и степень линейных нагрузок необходимо учитывать при проектировании каркаса пола для их размещения.

Концентрированные нагрузки собирает нагрузки с крыш и перекрытий наверху и объединяет их в одну большую нагрузку, чаще всего переносимую столбами, балками или балками на систему каркаса или несущие элементы ниже.Системы полов должны быть спроектированы так, чтобы адекватно воспринимать любые присутствующие сосредоточенные нагрузки.

TRIFORCE

® : лидер нагрузки

Деревянные двутавровые балки TRIFORCE ® способны выдерживать более тяжелые нагрузки, чем многие сопоставимые балочные конструкции. Вы можете использовать эту возможность для повышения производительности пола за счет «чрезмерного проектирования» или для снижения затрат за счет «оптимизации затрат».

TRIFORCE ® каркас пола хорошо воспринимает линейные и сосредоточенные нагрузки. Стандартные детали каркаса показывают строителям, как именно укрепить балки с помощью обычных материалов, чтобы выдержать особые нагрузки, влияющие на систему пола.

И, поскольку вы можете применить армирование после установки балок, возможны корректировки, если места нагрузки изменяются во время установки каркаса.

Система перекрытий — неотъемлемая часть конструкции. Это может помочь правильно распределить нагрузки по всему зданию, чтобы сохранить структурную целостность. Хороший дизайн пола в сочетании с высококачественными компонентами TRIFORCE ® — залог спокойствия под ногами!

% PDF-1.6 % 36 0 объект > эндобдж xref 36 180 0000000016 00000 н. 0000004329 00000 н. 0000004466 00000 н. 0000004632 00000 н. 0000004758 00000 н. 0000004789 00000 н. 0000004983 00000 н. 0000005015 00000 н. 0000005850 00000 н. 0000006196 00000 п. 0000006543 00000 н. 0000006656 00000 п. 0000006789 00000 н. 0000007366 00000 н. 0000007908 00000 н. 0000007943 00000 п. 0000008137 00000 н. 0000008335 00000 н. 0000008449 00000 н. 0000009449 00000 н. 0000010408 00000 п. 0000010882 00000 п. 0000011082 00000 п. 0000012028 00000 п. 0000013080 00000 п. 0000014062 00000 п. 0000015174 00000 п. 0000016267 00000 п. 0000017004 00000 п. 0000019674 00000 п. 0000050084 00000 п. 0000083882 00000 п. 0000100394 00000 н. 0000100419 00000 п. 0000100488 00000 н. 0000100596 00000 н. 0000100684 00000 н. 0000100724 00000 н. 0000100822 00000 н. 0000100862 00000 н. 0000100982 00000 н. 0000101069 00000 п. 0000101203 00000 н. 0000101353 00000 п. 0000101458 00000 н. 0000101498 00000 п. 0000101632 00000 н. 0000101760 00000 н. 0000101860 00000 н. 0000101899 00000 н. 0000101999 00000 н. 0000102038 00000 н. 0000102151 00000 п. 0000102190 00000 п. 0000102290 00000 н. 0000102329 00000 п. 0000102378 00000 п. 0000102427 00000 н. 0000102476 00000 н. 0000102525 00000 н. 0000102564 00000 н. 0000102613 00000 н. 0000102653 00000 п. 0000102763 00000 н. 0000102803 00000 п. 0000102943 00000 н. 0000102984 00000 н. 0000103097 00000 н. 0000103138 00000 п. 0000103250 00000 н. 0000103291 00000 н. 0000103413 00000 п. 0000103454 00000 п. 0000103583 00000 п. 0000103624 00000 н. 0000103758 00000 н. 0000103799 00000 н. 0000103900 00000 н. 0000103941 00000 н. 0000104046 00000 н. 0000104087 00000 н. 0000104180 00000 п. 0000104221 00000 н. 0000104327 00000 н. 0000104368 00000 н. 0000104485 00000 н. 0000104526 00000 н. 0000104629 00000 н. 0000104670 00000 п. 0000104802 00000 п. 0000104843 00000 н. 0000104952 00000 н. 0000104993 00000 п. 0000105125 00000 н. 0000105166 00000 п. 0000105264 00000 н. 0000105305 00000 н. 0000105355 00000 п. 0000105406 00000 н. 0000105456 00000 п. 0000105506 00000 н. 0000105556 00000 п. 0000105606 00000 н. 0000105656 00000 п. 0000105707 00000 н. 0000105758 00000 п. 0000105809 00000 н. 0000105860 00000 н. 0000105911 00000 п. 0000105963 00000 н. 0000106014 00000 н. 0000106065 00000 н. 0000106116 00000 п. 0000106167 00000 н. 0000106218 00000 н. 0000106268 00000 н. 0000106309 00000 п. 0000106359 00000 п. 0000106400 00000 н. 0000106510 00000 н. 0000106551 00000 н. 0000106690 00000 н. 0000106731 00000 н. 0000106853 00000 п. 0000106894 00000 н. 0000107005 00000 н. 0000107046 00000 н. 0000107167 00000 н. 0000107208 00000 н. 0000107365 00000 н. 0000107406 00000 н. 0000107541 00000 п. 0000107582 00000 н. 0000107682 00000 н. 0000107723 00000 п. 0000107828 00000 п. 0000107869 00000 п. 0000107972 00000 н. 0000108013 00000 н. 0000108121 00000 п. 0000108162 00000 н. 0000108280 00000 п. 0000108321 00000 н. 0000108454 00000 н. 0000108495 00000 н. 0000108649 00000 п. 0000108690 00000 н. 0000108819 00000 н. 0000108860 00000 н. 0000108988 00000 н. 0000109029 00000 н. 0000109139 00000 н. 0000109180 00000 н. 0000109310 00000 п. 0000109351 00000 п. 0000109400 00000 н. 0000109451 00000 п. 0000109504 00000 н. 0000109555 00000 п. 0000109606 00000 н. 0000109655 00000 н. 0000109704 00000 н. 0000109753 00000 п. 0000109803 00000 п. 0000109853 00000 п.

LEAVE A REPLY

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *