Навантаження та впливи на будівлі та споруди

Основним нормативним документом при визначені навантажень є ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи».

Навантаження залежно від змінюваності у часі поділяються на постійні та змінні. Змінні, в свою чергу, поділяються залежно від тривалості неперервної дії на тривалі, короткочасні та епізодичні.

Постійне навантаження – це навантаження, яке діє практично не змінюючись протягом усього терміну служби споруди і для якого можна нехтувати зміною його значення у часі. До постійних навантажень та впливів відносяться: вага постійних частин будівель та споруд; вага та тиск грунтів (насипи, засипки); гідростатичний тиск води; дія попереднього напруження конструкцій та ін.

Тривале навантаження – це змінне навантаження, тривалість дії якого може наближатися до встановленого терміну експлуатації конструкції. До нього відносяться: вага стаціонарного обладнання; тиск газів, рідин та сипких матеріалів у ємкостях і трубопроводах; тиск відкладених наносів; вага відкладень технологічного пилу; частина навантаження на перекриття, тощо.

Короткочасне навантаження – це змінне навантаження, яке реалізується багато разів протягом терміну служби споруди і для якого тривалість дії набагато менша від встановленого терміну експлуатації конструкції. До нього належать: атмосферні навантаження (сніг, вітер, тощо); навантаження від підйомно-транспортного устаткування; навантаження на перекриття будівель від маси людей, меблів, різноманітного легкого устаткування і т.д.

Епізодичне навантаження – навантаження, яке реалізується надзвичайно рідко (один чи декілька разів протягом терміну служби споруди) і тривалість дії якого обмежується в часі коротким терміном. Як правило, епізодичними є аварійні навантаження і впливи (сейсмічні та вибухові впливи; навантаження, викликані несправністю або поломкою устаткування і різкими порушеннями технологічного процесу, тощо).

Основою для призначення навантажень є їхні характеристичні значення, які визначаються: для постійних навантажень – за стандартами, робочими кресленнями чи даними проектів; змінні - за ДБН «Навантаження і впливи» та іншими нормативними документами.

Розрахункові значення навантажень визначаються множенням характеристичних значень на коефіцієнт надійності за навантаженням γ_f який залежить від виду навантаження і визначається згідно ДБН.

При розрахунках конструкцій за I гр. г.с. використовуються розрахункові граничні значення навантаження (коефіцієнт умов роботи γ_fm).

При розрахунках конструкцій за II гр. г.с. використовуються розрахункові експлуатаційні значення навантаження (коефіцієнт γ_fе =1).

Крім того є ще два види розрахункових значень навантажень: циклічне (використовують при розрахунках на витривалість), квазіпостійне (використовують при розрахунках на повзучість).

Сполучення навантажень – це сукупність навантажень, які найбільш несприятливо впливають на конструкції з погляду даного граничного стану.

У розрахунках конструкцій використовуються два типи сполучень основний і аварійний. Основне сполучення навантажень являє собою сукупність постійних та змінних навантажень, в аварійне сполучення входить одне з епізодичних навантажень (наприклад, сейсмічне).

Мала вірогідність одночасної реалізації розрахункових значень декількох навантажень враховується множенням розрахункових значень, котрі входять в сполучення навантажень на коефіцієнт сполучення               ψ ≤ 1.

 

Опори матеріалів

Нормативний (характеристичний)  опір матеріалу – це встановлене нормами граничне значення напруження в матеріалі R_n, МПа.

Нормами передбачена забезпеченість нормативних (характеристичний) опорів не менше 0,95 (тобто в 5 випадках із ста значення опору допускається меншим, ніж нормативне значення).

Розрахунковий опір матеріалів R – отримується шляхом ділення нормативного опору на відповідний коефіцієнт надійності за матеріалом R = R_n / γ_m.

Наприклад, для сталі γ_s = 1,025…1,15, для бетону на стиск γ_bc = 1,3, на розтяг γ_bt = 1,5.

 

Умови роботи конструкцій

Реальні умови роботи матеріалів, споруд в цілому та окремих їх елементів, які не можливо врахувати прямим шляхом, враховують коефіцієнтами умов роботи γ_с.

Коефіцієнти умов роботи враховують характер та стадію роботи елемента; спосіб виготовлення; розміри перерізу; вплив температури, вологості та агресивності середовища; тривалість дії зусиль та їх повторення; наближеність розрахункових схем до реальних умов роботи конструкцій та ін.

При сприятливих умовах γ_с >1,0, при несприятливих γ_с <1,0.

Наприклад:

- для суцільних металевих балок γ_s1 = 0,9;

- для бетону залізобетонних гідротехнічних споруд (які зазнають впливу води) γ_b3 = 1,1, для бетону інших споруд γ_b2 = 0,9.