Приложение
Классификация нагрузок (схема 1).
в рассматриваемом здании возникают от собственного веса несущих и ограждающих конструкций: покрытия, перекрытий, колонн, стеновых ограждений.
являются снеговая и ветровая, взятые с полным нормативным значением (п.1.8 СНиП [1]).
могут быть снеговая и крановая, взятые с пониженным нормативным значением согласно п.1.7 СНиП [1].
В данной работе учитываются только вертикальные нагрузки: постоянная и длительные временные (технологическая, снеговая). Для железобетонных конструкций характерно снижение прочности при воздействии длительных нагрузок, поэтому их учёт имеет существенное значение.
Что такое полезная нагрузка.
Нагрузки, связанные с эксплуатацией сооружения по его непосредственному назначению, принято называть полезными.В данном случае полезной является технологическая нагрузка.
Что означает «сбор нагрузок».
При выполнении практических расчётов конструктивных элементов часто возникает необходимость преобразования поверхностно распределённой нагрузки в линейную или сосредоточенную. Для этого необходимо «собрать нагрузку» с определённой площади, которая называется грузовой площадью
данного элемента. На рис. П-1 показано, как равномерно распределённая по площади покрытия нагрузка трансформируется в линейную нагрузку на ригель рамы и в сосредоточенную нагрузку на колонну.
а — поверхностная равномерно распределённая нагрузка на покрытие;
б — линейная равномерно распределённая нагрузка на ригель рамы;
в — сосредоточенная нагрузка на колонну.
Чем отличаются нормативные и расчётные нагрузки.
Основными характеристиками нагрузок, указанными в Нормах проектирования [1], являются их нормативные значения
. Они приняты на основании статистической обработки опытных данных с обеспеченностью, равной 0,95
какой-либо случайной величины понимают вероятность того, что она не выйдет за пределы установленных значений. Обеспеченность 0,95
означает, что в 95 случаях из 100 величина нагрузки не будет превышать своего нормативного значения.
В расчётах используют так называемые расчётные значениянагрузок. Расчётное значение нагрузки q можно получить умножением её нормативной величины qn на коэффициент надежности по нагрузке gf.
Что учитывает коэффициент надёжности по нагрузке.
Он учитывает характер статистической изменчивости нагрузки и устанавливается в зависимости от уровня ответственности выполняемого расчёта. Наибольшей изменчивостью обладают атмосферные нагрузки (снеговая и ветровая).
В каких расчётах участвуют расчётные значения нагрузок, а в каких нормативные
В расчётах, характеризующихся высоким уровнем ответственности (например, расчёты на прочность и устойчивость) участвуют расчётные нагрузки
. Эти нагрузки иногда называют предельными
, поскольку они связаны с разрушением конструкции. Использование предельных значений практически исключает возможность действия на сооружение нагрузок, величина которых превышает принятую в расчёте. Обеспеченность предельных нагрузок составляет 0,997…0,999 (точно её определить затруднительно).
В расчётах с более низкими уровнями ответственности (например, расчёты на жесткость и выносливость) используются нормативные нагрузки
. Это так называемые эксплуатационные нагрузки
Виды рабочих нагрузок, действующих на профилированные настилы в зданиях и сооружениях, и их расчет
В зданиях и сооружениях на конструкции из профнастила действуют следующие виды рабочих нагрузок:
- постоянные (статические) нагрузки:
- собственный вес профнастила;
- собственный вес частей ограждающих конструкций;
- временные нагрузки:
- полезные нагрузки (вес людей, животных, оборудования на перекрытия жилых и общественных зданий);
- снеговые нагрузки;
- ветровые нагрузки.
Из таблиц СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» (звездочка в обозначении СНиП говорит о том, что в первоначальную редакцию были внесены изменения), а также при теоретическом подсчете веса конструкций мы получаем так называемые нормативные нагрузки G0. В прочностных расчетах используют расчетные нагрузки G, которые получают путем умножения нормативной нагрузки G0 на коэффициент надежности по нагрузке Yf. Коэффициент Yf — учитывает отклонения реальной нагрузки от теоретической за счет строительных допусков, влажности материала, отклонений в объемном весе для ряда материалов и тому подобного. В табл. 2 приведены значения коэффициента надежности по нагрузке для наиболее распространенных видов конструкций и нагрузок.
Таблица 2. Значения коэффициента надежности по нагрузке
| Виды конструкций и нагрузок | Коэффициент надежности по нагрузке Yf | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Металлические конструкции | 1,05 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Бетонные (плотностью > 1600 кг/м³), железобетонные, каменные, деревянные конструкции | 1,1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Бетонные (плотностью 2 теплой кровли может составить от 30 до 60 кг. В зависимости от угла наклона кровли (табл. 5, схема 1) величина постоянной нагрузки в проекции на горизонтальную плоскость корректируется по формуле: где G — расчетная величина постоянной нагрузки в проекции на горизонтальную плоскость; G0 — нормативная (теоретическая) величина постоянной нагрузки на 1 м² поверхности кровли, наклоненной к горизонту под углом α; Yf — коэффициент надежности по нагрузке. Таблица 3. Расчетные снеговые нагрузки, действующие на профилированные настилы кровли
Районы строительства, приведенные в табл. 3, соответствуют районам по карте распределения снегового покрова на территории России. В соответствии с требованиями СНиП 2,01.07-85* приведенная в табл. 3 расчетная снеговая нагрузка действует на кровли, расположенные с уклоном α не более 25°, без перепадов высот. Для покрытий с уклоном более 25° снеговая нагрузка снижается и при уклоне кровли 60° и более становится равной нулю. Для промежуточных уклонов кровли в диапазоне α от 25° до 60° значения снеговой нагрузки изменяются пропорционально от 1,0 до 0 и рассчитываются по формуле S α = S 0 (60° — α)/(60° — 25°), (2) где S α — расчетная снеговая нагрузка для кровли с уклоном в диапазоне α = 25° — 60°; S 0 — расчетная снеговая нагрузка для кровли с уклоном в диапазоне α от 0° до 25° в соответствии с табл. 3. Расчетные ветровые нагрузки с учетом коэффициента надежности по нагрузке Yf = 1,4, действующие на кровлю, а также стены зданий, ограды и заборы высотой не более 10 м, в соответствии со СНиП 2.01.07-85* приводятся в табл. 4. Таблица 4. Расчетные ветровые нагрузки, действующие на профилированные настилы кровли, стен зданий и сооружений
Районы строительства, указанные в табл. 4, соответствуют районам по карте распределения ветрового давления на территории России. Значения расчетной ветровой нагрузки табл. 4 корректируются на величину коэффициента аэродинамического сопротивления ce, характеризующего особенности обтекания воздушным потоком конструкции зданий (сооружений) заданной формы. Таблица 5. Расчетные значения коэффициента аэродинамического сопротивления
ce = +0,8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Здания с двухскатными покрытиями  Схема 1 | Коэф. | α, град. | Значения ce1, ce2 при H/L, равном | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0 | 0,5 | 1 | ≤2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ce1 | 0 20 40 80 | 0 +0,2 +0,4 +0,8 | -0,6 -0,4 +0,3 +0,8 | -0,7 -0,7 -0,2 +0,8 | -0,8 -0,8 -0,4 +0,8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ce2 | ≥60 | -0,4 | -0,4 | -0,5 | -0,8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Схема 2 H – высота стены здания L – глубина здания B – ширина здания | B/L | Значения ce3 при H/L, равном | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ≥0,5 | 1 | ≥2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ce3 | ≥1 ≥2 | -0,4 -0,5 | -0,5 -0,6 | -0,6 -0,6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Примечание. При ветре, перпендикулярном торцу здания, для всей поверхности кровли ce = 0,7. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Значения коэффициента аэродинамического сопротивления ce для различных строительных объектов приведены в табл. 5. Знак «плюс» перед коэффициентом ce в таблице означает, что давление ветра направлено на соответствующую поверхность конструкции, а знак «минус» — от поверхности конструкции.
Ветровая нагрузка всегда действует перпендикулярно поверхности элемента здания и сооружения.
Расчетные значения равномерно распределенных полезных нагрузок в соответствии со СНиП 2.01.07-85* с учетом коэффициента Yf действующие на перекрытия, приведены в табл. 6.
Таблица 6. Расчетные полезные нагрузки, действующие на перекрытия
Как рассчитать нагрузку на фундамент
Расчет нагрузки на фундамент следует выполнять для выбора конструкции основания под здание, несущая способность которого позволит выдерживать вес всего сооружения и передать его на грунт. Правильно посчитанная нагрузка на фундамент обеспечит равномерные осадки здания и надежную службу постройки на весь период эксплуатации.
Нагрузка на фундамент — это расчет как постоянного, так и временного давления. Рассчитывать постоянные нагрузки необходимо с учетом используемого материала. Временные нагрузки определяют по принадлежности тому или иному климатическому району в зависимости от того, где происходит строительство.
Типы нагрузки
- первый тип — статический, непосредственный вес конструкций и элементов дома;
второй тип- влияние погодных условий; - третий тип- давление, создаваемое на опоры различными вещами и предметами внутри дома.
Нагрузка стен
Нагрузка от перекрытий
Перекрытия могут быть деревянными, монолитными, сборными из пустотных плит и металлическими. Расчет нагрузки на фундамент от перекрытий необходимо выполнить следующим образом: площадь перекрытия умножается на удельный вес материала,из которого оно изготовлено. Удельный вес определяется по таблицам, имеющимся в СНиП и других нормативных документах, а также в документах, прилагаемых к материалам. Нужно учитывать, что показатели веса одного кубического метра используемого материала могут отличаться в два раза, и больше. Так, например, вес одного кубического метра деревянного перекрытия, выполненного по деревянным балкам, составляет 100 кг, а такой же конструкции, но опирающейся на металлические балки — 200 кг. Вес 1 м3 пустотных железобетонных плит перекрытия будет равным 500 кг, а вес монолитного железобетонного перекрытия может быть равным от 1000 до 2500
Нагрузка от кровли
Этот вид нагрузки перераспределяется на несущее основание через те конструкции, на которые кровля опирается. Для четырехскатной кровли их четыре, а двускатная кровля передает давление по двум несущим элементам. Для определения значения давления кровли на несущее основание требуется отношение площади ее проекции к площади основания,на которое передается нагрузка от кровли, умножить на удельный вес кровельных материалов. Удельный вес различных видов кровли, так же как и характеристики других материалов, можно найти в справочной или нормативной документации. Отличия веса используемого кровельного материала от аналогов не так значительны, как отличия веса материала, используемого для устройства перекрытий. Вес одного кубического метра кровельного материала составляет от 30 до 80 кг в зависимости от того, что используется: рубероид или керамическая черепица.
Формула расчета нагрузки на фундамент
Основной формулой, использующейся для определения значений, является :
Н = Нф + Нд.
Где:
Н — искомое значение (суммарная нагрузка на фундамент);
Нф — нагрузка фундамента;
Нд — общая нагрузка от строения (нагрузка дома).
Расчет нагрузки дома на фундамент (Нд)
Готовые расчеты специалистов:
Каркасные строения, с толщиной стен и изоляции не больше 150 мм — до 50 кг/м2;
Стены из красного кирпича толщиной до пятнадцати сантиметров — 270 кг/м2;
Бревенчатый сруб и стены из массива дерева — около 100 кг/м2;
Железобетонные стены до 15 см толщиной — 350 кг/м2;
Перекрытия с использованием железобетонных конструкций — до 500 кг/м2;
Перекрытия с использованием деревянных балок и утеплителя с плотностью 200-500 кг на метр кубический от 90 до 300 кг/м2;
Кровля из различных материалов может давать от 30 до 50 кг/м? (кровля из рубероида и шифера до 50 кг/м2, листовая сталь до 30 кг и черепица до 80 кг.).
Посчитав площадь элементов строения, не сложно найти искомое значение.За временную нагрузку, создаваемую снегом, берут значения от 190 кг/м2 для холодных северных регионов и 50 кг/м2 для южных областей. Нагрузку ветра можно вычислить таким образом:
Нв = П х (40 + 15 х Н).
Здесь в формуле:
Нв — нагрузка ветра;
П — площадь строения;
Н — высота дома.
Просуммировав все полученные значения, можно легко определить необходимую величину давления, создаваемую домом в тоннах.
Нагрузка фундамента (Нф)
Нагрузка фундамента
Чтобы произвести расчет нагрузки, создаваемой непосредственно фундаментом, нужно воспользоваться следующей формулой:
Нф = Vф х Q.
Здесь:
Vф — объем фундамента, полученный путем умножения общей его площади на высоту;
Q — плотность материалов, используемых при строительстве, данное значение можно получить из таблиц или других справочных материалов.
Для свайных фундаментов тоже справедлива эта формула, с той лишь разницей, что полученный результат нужно умножить на количество свай и добавить вес пояса, если он применяется. Вес пояса можно рассчитать умножением его общего объема на плотность использованных материалов.
Использование свай в обустройстве фундамента является одним из наиболее приоритетных направлений. Это объясняется тем, что они проникают на глубину гораздо большую, чем промерзание грунта, а значит являются более надежным основанием для любого здания.
Удельные значения нагрузки на грунт
Эта величина показывает какое максимальное давление может выдерживать определенная площадь грунта без смещений и проседания. Для разных типов почвы и различных климатических зон удельное давление может быть различным, но в качестве усредненного принимают 2кг/см2.
Подсчитав общую площадь фундамента, которой он контактирует с почвой и умножив его на усредненное удельное давление получим максимально возможную величину нагрузки на грунт.
Бригада профессиональных строителей и отделочников, с опытом работы более 15 лет, выполнит ремонт любой сложности , от эконом до класса люкс, в Вашей квартире, доме, офисе, гараже. Как отдельные виды работ, так и полностью “под ключ”.
Если есть вопросы по строительству и ремонту в Новороссийске заходите на наш сайт.