Сочетания нагрузок

Нагрузки действуют, как правило, не отдельно, а в сочетании друг с другом. Различают:

· основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;

· особое сочетание нагрузок, состоящее из постоянных, длительных, возможных кратковременных и одной из особых нагрузок.

При основном сочетании, если принята одна кратковременная нагрузка, она принимается без уменьшения, если приняты две и более, они домножаются на коэффициент 0,9, а длительные нагрузки на коэффициент 0,95.

При особом сочетании кратковременные нагрузки принимаются с коэффициентом 0,8, особые – без снижения, длительные – с коэффициентом 0,95.

Единицы измерения, используемые при расчетах строительных конструкций, определяются СН 528-80 «Перечень единиц физических величин, подлежащих к применению в строительстве»

Величина	Обозначение	Единица измерения
Масса	m	кг (килограмм)
Объем	V	м^3
Плотность материала	ρ	кг/м^3
Удельный вес	γ	Н/м^3, кН/м^3
Нормативная сосредоточенная нагрузка, сила	Nn=m q Nn= γ V	Н, кН
Напряжение, давление, распределенная по площади нагрузка	σ = N/A ρ = N/A	Па, кПа, МПа
Нагрузка, распределенная по длине (погонная нагрузка)	q = N/l	Н/м, кН/м

Зная плотность материала, можно определить его удельный вес:

γ = ρ g, Н/м³

g – ускорение свободного падения g =9,81 м/с² (допускается 10).

Для ориентировки следует знать: 1кПа = 1кН/м²; 1МПа = 1000кПа = 1000кн/м² = 0,1кн/см²;

Например: Плотность железобетона ρ= 2500 кг/м³. Определить удельный вес железобетона

γ = ρ g = 2500 ^. 10 = 25000 Н/м³ = 25 кН/м³

Задача. Определить нагрузку от собственного веса железобетонной колонны сечением b x h =300 x 300 и высотой l = 4,5 м

Решение

Находим объем колонны V = b h l =0,3 ^.0,3^. 4,5 = 0,405 м³

Принимая удельный вес из предыдущего примера, находим нормативную нагрузку от собственного веса колонны

N_n= γ V = 25 ^. 0,405 = 10,125 кН

Определяем расчетную нагрузку от собственного веса колонны, принимая коэффициент надежности по нагрузке (табл.1 СНиП)

N = N_n γ_f = 10,125 ^. 1,1 = 11,138 кН

Нагрузку от собственного веса сборных ж/б конструкций можно определить, пользуясь массами этих конструкций, которые указаны в каталогах. Для конструкций, выполняемых из стального проката, масса приводится в сортаменте.

Пример. Масса ж/б балки 1,5 т. Определить нагрузку от собственного веса.

Нормативная нагрузка N_n=m q= 1,5 ^. 10 = 15 кН (если вместо тонн подставить килограммы, то получим ньютоны)

Расчетная нагрузка N = N_n γ_f = 15 ^. 1,1 = 16,5.

Задача. Определить нагрузку от собственного веса равнополочного уголка 50 ^х 50 ^х 5 длиной 5,0 м.

В соответствии с сортаментом уголков масса 1 п.м. длины равна 3,77 кг/м. Нормативная нагрузка от уголка

N_n=m q = 3,77 ^. 10 ^. 5,0 = 188,5 Н = 0,1885 кН

Расчетная нагрузка N = N_n γ_f = 0,1885 ^. 1,05 = 0,198 кН

При определении нагрузок от часто встречающихся стандартных плит перекрытия нормативная нагрузка, приходящаяся на м², определяется заранее и выписывается в таблицу, так же поступают с рулонными и листовыми материалами.

Временные нагрузки на перекрытия зданий принимаются по табл.3 СНиПа, где приводятся полные и пониженные значения нагрузки. Пониженное значение соответствует длительной части временной нагрузки.

Пример. Определить временную нагрузку на перекрытие квартир жилых зданий.

Решение

1. Выписываем из табл.3 СНиП нормативные значения временных нагрузок. Полное нормативное значение соответствует кратковременной нагрузке на перекрытие квартиры р_п = 1,5 кПа, пониженное значение = 0,3 кПа – длительная часть временной нагрузки.

2. Расчетное значение временных нагрузок

р=р_п γ_f= 1,5 ^. 1,3 = 1,95 кПа - полное

р_i=р_пi γ_f= 0,3 ^. 1,3 = 0,39 кПа – пониженное

При определении нагрузок на 1м² от конструкций, расположенных с определенным шагом, необходимо нагрузки от собственного веса одного погонного метра конструкции разделить на шаг конструкции.

Пример. Определить нагрузку на 1м²от веса деревянных лаг, расположенных с шагом а=0,4м. Сечение лаг 50х50, плотность древесины р= 500 кГ/м³

Решение

1. Определяем удельный вес древесины

γ = ρ g = 500 ^. 10 = 5000 Н/м³ = 5 кН/м³

2. Находим нормативную нагрузку на 1м² от веса лаг

qⁿ =bhγ/a = 0,05^.0,05^.5,0/0,4 = 0,031кПа

3. Определяем расчетную нагрузку на 1м²

q = qⁿ γ_f= 0,031^. 1,1 = 0,034 кПа

Сбор нагрузок обычно выполняется последовательно сверху вниз. После определения нагрузок на 1м² нагрузки собираются на рассчитываемый элемент (конструкцию). Нагрузка на рассчитываемый элемент передается с площади, которая называется грузовой (А_гр).

qⁿ (кН/м²) = t (м) х ρ (кН/м³)

Задание 1. Выполнить сбор нормативных и расчетных нагрузок на

1м² покрытий следующих составов:

1. Защитный слой из гравия, втопленного в битум -15мм

3 слоя рубероида

керамзит – 40мм

пароизоляция – 1слой толя

ж/б ребристая плита 3х 6 м

1 район по снеговому покрову

2. 4 слоя рубероида

Асфальтобетон литой – 20мм

Плиты из ячеистого бетона 100мм

Пароизоляция - 0,02 кН/м²

ж/б многопустотная плита 220 мм

III район по снеговому покрову

3. Защитный слой гравия 12мм

4 слоя рубероида

Цементно-песчаная стяжка 15мм

Плиты из керамзитобетона 70мм

1 слой рубероида

ж/б многопустотная плита покрытия 220мм

II район по снеговому покрову

4. 3 слоя рубероида на битумной мастике

Литой асфальтобетон 30мм

Гранулированный шлак 60мм

ж/б ребристая плита 1,5 х 12 м

IV район по снеговому покрову

5. Защитный слой из мраморной крошки 10мм

4 слоя рубероида на мастике

Цементно-песчаная стяжка 20 мм

Шлакобетон 35мм

1 слой пергамина на мастике

ж/б плоская плита 100 мм

III район по снеговому покрову

6. Гравий, втопленный в битум 10мм

Трехслойный рубероидный ковер

Цементно-песчаная стяжка 30мм

Керамзит 200мм

Пароизоляция (0,03 кН/м²)

Пустотная плита ПК (3,2кН/м² = 3,2 кПа)

II район по снеговому покрову

7. Керамочерепица 25мм

Обрешётка 50*50 мм с шагом 0,4 м

Контробрешётка 40*50 мм по стропилам с шагом 0,6 м

Пароизоляция

Стропила ρ=600 кг/м³, h=150 мм b=50 мм, шаг= 0,6 м

Утеплитель Урса 150мм

Обрешётка под гипсоплиту 25*50 мм с шагом 0,4 м

Гипсоплита 10мм

II район по снеговому покрову

8. Металлочерепица 0,5 мм ρ=7850 кг/м³

Обрешётка b=100 мм, h=25 мм ρ=600 кг/м³, шаг=0,4 м

Контробрешётка b=50 мм, h=30 мм ρ=600 кг/м³, шаг=0,8 м

Гидроизоляция

Стропила ρ=600 кг/м³, h=200 мм b=75 мм, шаг= 0,8 м

Минераловатная плита ρ=120 кг/м³ h=180 мм

Пароизоляция

Гипсокартон 10мм

III район по снеговому покрову

9. Керамочерепица 30мм

ОСП 10мм

Контробрешётка 40*50 мм по стропилам с шагом 0,6 м

Пароизоляция

Стропила ρ=600 кг/м³, h=150 мм b=50 мм, шаг= 0,6 м

Утеплитель Урса 150мм

Обрешётка под гипсоплиту 40*50 мм с шагом 0,5 м

Гипсоплита 12 мм

IV район по снеговому покрову

10. Металлочерепица 0,5 мм ρ=7850 кг/м³

Обрешётка b=75 мм, h=25 мм ρ=600 кг/м³, шаг=0,4 м

Контробрешётка b=50 мм, h=30 мм ρ=600 кг/м³, шаг=0,6 м

Гидроизоляция

Стропила ρ=600 кг/м³, h=175 мм b=50мм, шаг= 0,6 м

Минераловатная плита ρ=120 кг/м³ h=150 мм

Пароизоляция

Гипсокартон 12мм

IV район по снеговому покрову

Задание 2. Выполнить сбор нормативных и расчетных нагрузок на

1м² перекрытий следующих составов:

Варианты: 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31

Паркет ламинир. 12мм

Гидроизоляционная прослойка

Цем.-песч. стяжка 30мм

Утеплитель «Пеноплекс» 100мм

Монолитная плита 120мм

Варианты: 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32

Ламинат 10 мм

Прослойка из мастики

Гидроизоляционная прослойка

Цем.-песч. стяжка 40мм

Утеплитель «Пеноплекс» 100мм

Монолитная плита 160 мм

Варианты: 3, 8, 13, 18, 23, 28

Линолеум 4мм

ДСП 16 мм

Пароизоляция

Цементно-песчаная стяжка 30мм

Гидроизоляция

Плита перекрытия пустотная

Варианты: 4, 9, 14, 19, 24, 29

Линолиум 5 мм

Фанера 12 мм

Пароизоляция

Цементно-песчаная стяжка 40 мм

Гидроизоляция

Плита перекрытия пустотная

Варианты: 5, 10, 15, 20, 25, 30

Паркет ламинированный 12мм

Гидроизоляционная прослойка

Цем.-песч. стяжка 20мм

Утеплитель «Урса» 150мм, плотность 50 кг/м³

Монолитная плита 140мм

№пп	Материалы или изделия	плотность (ρ), кг/м^3
	Асфальто бетонная смесь
	Бетон тяжелый Бетон легкий
	Гранит в плитах
	Гравий Гравий керамзитовый
	Камни облицовочные: керамические шлакобетонные, бетонные известковые
	Кирпич глиняный и силикатный полнотелый
	Пенобетон, газосиликат
	Песок строительный
	Раствор строительный: известковый пескоцементный
	Цемент насыпной
	Щебень гранитный
	Глина обыкновенная
	Древесина: мягких пород (сосна, ель, липа) твердых пород (дуб, береза, бук)	500-600
	Войлок строительный
	Вата минеральная
	Гипсоволокнистые плиты
	Гипс строительный
	Грунт растительный
	ДВП
	ДСП, ОСП
	Фанера клееная	650-750
	Линолеум на мастике
	Ламинат
	Паркет
	Мусор строительный

Задание 3. Произвести сбор нагрузок на низ колонны сечением

380 ^х380 в осях Б-2. Здание двухэтажное. Пол первого этажа выполнен по грунту. Район строительства Калининград

(2 снеговой).

1-1

1. Собираем нагрузки на 1м² покрытия (включая снеговую)

2. Собираем нагрузки на 1 м² перекрытия (постоянные и временные)

3. Определяем нагрузку от кирпичной колонны для чего:

· Находим высоту колонны по разрезу здания

Н = 6,9 +0,35 = 7,25м

· Находим нормативную нагрузку

Nⁿ _c = b_c h_c H γ = 0,38 ^. 0,38 ^. 7,25 ^. 18 = 18, 84 кН

γ - удельный вес кирпича 18 кн/м³

· Расчетная нагрузка N _c = Nⁿ _c γ_f = 18,84 ^. 1,1 =20,72 кн

4. Определяем нагрузку от веса ж/б балок

· Принимаем сечение балок b h = 200 ^x 400 mm, длина балки 4,5 м

· Находим нормативную нагрузку

Nⁿ _балки = b h l γ_бетона = 0,2 ^. 0,4 ^. 4,5 ^. 25 = 9, 0 кН

γ_бетона - удельный вес бетона 25 кн/м³

· Расчетная нагрузка N _балки = Nⁿ _балки γ_f = 9,0^. 1,1 =9,9 кн (всего на колонну передается нагрузка от одной балки покрытия и одной балки перекрытия)

· Собираем нагрузку на низ колонны

5. Собираем нагрузку на низ колонны (верхний обрез фундамента)

N_n = qⁿ_{покрытия} А_гр + qⁿ_{перекрытия} А_гр+ 2 ^. Nⁿ _балки + Nⁿ _с

N = q_{покрытия} А_гр + q_{перекрытия} А_гр+ 2 ^. N _балки + N _с

При расчетах конструкций необходимо помнить, что расчетные нагрузки необходимо умножать на коэффициент надежности по ответственности γ_п = 0,95 (для большинства жилых и общественных зданий)

Литература: В.И. Сетков «Строительные конструкции»,М.,

ИНФРА-М,2009, с. 54-64

Дата добавления: 2014-01-15