Нагрузки и воздействия. Классификация и характеристика нагрузок и воздействий

При расчёте конструкций нагрузки и воздействия принимаются в соответствии со СНиП 2.01.07-87 «Нагрузки и воздействия». По времени действия нагрузки и воздействия классифицируются на постоянные и временные, длительные и кратковременные, особые.

К постоянным нагрузкам относятся: вес конструкций, элементов, здания в целом, воздействия предварительного натяжения (напряжения), вес и давление грунтов.

К временным длительным нагрузкам относятся: вес стационарного оборудования; вес жидкостей и сыпучих материалов в ёмкостях; давление газов и жидкостей в резервуарах, газгольдерах, трубопроводов; нагрузки на перекрытия жилых домов, складов, производственных помещений, архивов, библиотек и пр.; длительные температурные воздействия технологические (крановые, от инженерных сетей под давлением, с высокими температурами и пр.).

К кратковременным нагрузкам относятся: атмосферные (снеговые, ветровые, гололёдные и температурно-климатические воздействия); нагрузки от грузоподъёмных средств, массы людей в общественных зданиях; перестановки и монтаж оборудования, размещаемого на перекрытиях.

К особым нагрузкам относятся сейсмические, взрывные, воздействия от осадок и просадок основания, землетрясения.

Нормативные нагрузки принимаются на основании статистических данных или по номинальному значению.

Постоянные нагрузки – собственный вес конструкций через массу (m = ρFg, m = ρVg, P = mg и т.д.).

Снеговая нагрузка нормативная определяется по формуле

где S_о – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности принимается по таблице 4 СНиП 2.01.07-85;

μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с п.п. 5,3÷5,6 СНиП 2.01.07-85.

Коэффициент надёжности по нагрузке γ_ƒ для снеговой нагрузки следует принимать равным 1,4.

Ветровые нормативные нагрузки следует определять по формуле

где W_o – нормативное значение ветрового давления следует принимать по таблице 5 СНиП 2.01.07-85;

K – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяют по таблице 6 СНиП ІІ-23-81*;

С – аэродинамический коэффициент определяется по приложению №4 СНиП 2.01.07-85.

Коэффициент надёжности по ветровой нагрузке γ_ƒ = 1,4.

Гололёдные нагрузки необходимо учитывать при проектировании воздушных линий электропередач ЛЭП, ретрансляторов, антенных устройств. Нормативные значения гололёдной нагрузки определить по нормам СНиП 2.01.07-85 п. 7.2, 7.3.

Температурные климатические воздействия, обусловленные изменениями температуры окружающего воздуха в зимний и летний периоды года, солнечной радиацией, а также влиянием технологических температур. Расчёт температурно-климатических воздействий выполнить в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85 раздел 8.

6. Особенности расчёта стальных конструкций с учётом неупругих деформаций за счёт использования двух видов расчётных сопротивлений R_y и R_u

Учет неупругих деформаций за счет использования двух видов расчётных сопротивлений R_y и R_u и условия ограничения пластических деформаций в сечениях имеет свои особенности по сравнению с ранее применявшимися методами расчёта.

Введение в расчеты коэффициента надёжности g_n =1,3 для элементов конструкций, рассчитываемых на прочность с использованием расчётных сопротивлений R_u (расчетное сопротивление по временному сопротивлению), в значительной мере ограничивает использование диаграмм работы сталей σ-ε.

· Для малоуглеродистых сталей пластичных с отношением

1,5 ÷ 1,7

при расчете растянутых элементов в ряде случаев возможно учитывать развитие неупругих деформаций.

· Для высокопрочных сталей с отношением

1,15 ÷ 1,2

ввиду близости значений R_y и R_u расчет элементов лучше выполнять в пределах упругости. При этом учет неупругих деформаций в расчетах растянутых элементов не допускается.

· Временное сопротивление при растяжении (R_u, σ_u) характеризует полное разрушение стали. При осевом сжатии сталь разрушить труднее. Поэтому при осевом сжатии допускаются более высокие напряжения, близкие к R_u (σ_u). Например, расчет на смятие торца опорных ребер подкрановых балок, в остальных случаях осевого сжатия расчет на прочность элементов из сталей с отношением

1,5 ÷ 1,7

следует выполнять также, как при растяжении.

В то же время для сжатых элементов из высокопрочных сталей с отношением

1,15 ÷ 1,2

в отличие от растяжения расчет можно выполнить с учетом неупругих деформаций, что обеспечивает более полное использование прочностных свойств сталей.

Но этому мешают следующие обстоятельства:

1) Исчерпание несущей способности большинства сжатых и сжато-изгибочных элементов происходит из-за потери устойчивости формы, которая определяется главным образом параметрами длины и сечения элемента (т.е. жесткости элемента ЕI). Поскольку жесткость элемента ЕI начинает существенно изменяться с развитием пластических деформаций в меньшую сторону (за счет снижения Е в меньшую сторону), проверку потери устойчивости формы необходимо выполнять на основе расчетного сопротивления R_y для всех марок сталей, что и предусмотрено в СниПе II–23–81*.

2) Изложенный подход к расчету стальных конструкций в целом характеризуется тем, что при расчете на основе R_n большинства конструкций из сталей с отношением

(малоуглеродистая сталь) значительное развитие пластических деформаций предполагается на небольшой длине элемента (например, в пределах отверстия при болтовых соединениях), что не скажется на росте общих перемещений всей системы.

При расчетах сталей с отношением

(высокопрочных сталей) развитие пластических деформаций в растянутых элементах не допускается из-за возможного хрупкого разрушения стали ввиду отсутствия площадки текучести.

3) При существующих кривых распределения фактических значений σ_тек обеспеченность расчетных сопротивлений R_y ³ 0,98 σ_тек, в связи с этим фактические деформации и перемещения в целом будут меньше определяемых по расчету.

Расчет различных НДС элементов с использованием обоих расчетных сопротивлений R_y и R_u приведены в таблицах №1* и №3 СниП II–23–81* применительно к прокатным элементам и сварным соединениям.

Соединения элементов металлоконструкций. Классификация соединений и общие требования, предъявляемые при проектировании соединений. Расчёт сварных стыковых соединений на центральное растяжение или сжатие

Все соединения строительных конструкций могут быть условно разделены на 2 группы: заводские и монтажные. К заводским соединениям относятся сварные, заклепочные, клееметаллические. К монтажным относятся болтовые соединения с фрезерованными торцами соединяемых элементов, фланцевые и клееболтовые.

При проектировании соединений необходимо учитывать следующие общие требования:

- предусматривать монтажные крепления и устройства, обеспечивающие возможность быстрой и качественной сборки и удобного выполнения соединений элементов в монтажных условиях (например, монтажные опорные столики, направляющие конические цапфы для точкой соосности соединяемых элементов и т.д.);

- назначать монтажные соединения элементов преимущественно болтовыми с передачей вертикальных нагрузок (например, в стыках колонн) на опорные столики, устраняющих работу болтов на срез;

- при наличие в соединениях изгибающих моментов использовать работу болтов грубой и нормальной точности на растяжение;

- осуществлять соединения с фрезерованными торцами (например, стыки колонн, торцы опорных ребер подкрановых балок, узловые сопряжения колонны – ригели и другие соединения высокоточные) для сжатых и внецентренно сжатых элементов при отсутствии значительных краевых растягивающих напряжений;

- соединения по прочности проектировать, как правило, по несущей способности соединяемых элементов (по признаку R_y);

- сварные стыки балок, колонн выполнять без накладок, встык с двухсторонней сваркой и полным проплавлением;

- соединения на накладках располагать с симметричным расположением накладок;

- группы болтов, заклепок располагать в соединениях так, чтобы их общий центр тяжести совпадал с центром тяжести сечения соединяемых элементов;

- при проектировании сварных соединений принимать все меры против возможного хрупкого разрушения сварного стыка (подбор элементов по химическому составу, механическим свойствам, выдерживать технологию сварки и пр.);

- в стыковых соединениях листов разной толщины предусмотреть плавный переход в виде скоса от меньшей толщины к большей.

Расчетные сопротивления сварных соединений для различных видов соединений и напряженных состояний представим в виде таблицы (см. табл.7.1).

Дата добавления: 2015-07-19