Teret na stepenicama. Regulatorne vrijednosti opterećenja

Ministarstvo obrazovanja i nauke Čeljabinske regije

NAZIV VAŠEG INSTITUTA

“Fizički procesi materijala pod vanjskim opterećenjem.

Završio je dopisivanje studenata. ... ..

Sukhorukov A.V.

Profesor fioklasa je proverio asistenta

Fizički procesi koji se odvijaju u prirodi, znači promenu oblika tela, njegov položaj ili agregatno stanje. Mjerene su i dokumentirane promjene u masi, dužini i širini, vremenu i temperaturi tijela. Takođe, planirane promjene u fizičkom stanju materijala uzimaju se u obzir kako bi se dostigli željeni pokazatelji na kraju rada. Promjena oblika objekata, kao što je savijanje armature, vrši se uz pomoć mašina i mehanizama. Za početak, sve što nas okružuje, pa čak i ulazi u naš sastav može biti predstavljeno u obliku fizičkih sila, i uobičajeno je da se fizičke sile dijele na vanjske i unutrašnje. Vanjske sile nazivaju se opterećenjem, a unutarnje sile nazivaju se naprezanjima. Štoviše, ovisno o prirodi problema koji se rješava, vanjske sile se mogu smatrati unutarnjim i obrnuto. Relativno je lako i nezapaženo za slučajnog posmatrača da dozvoli da to bude učinjeno snagom misli, posebno zakonom jednakih sila koje formuliše Njutn. Značenje ovog zakona svodi se na činjenicu da je sila opozicije jednaka u smislu sile djelovanja i usmjerena je u suprotnom smjeru. Ovaj zakon čini relativno lako sastaviti i riješiti jednadžbe ravnoteže sistema. Teorijska mehanika bavi se opterećenjem - vanjskim silama i unutarnjim silama - naprezanjem - teorijom otpornosti materijala i različitim teorijama elastičnosti.Kao iu istraživanom materijalu, nastaju naprezanja, jer su raspoređena duž duljine, širine i visine elementa, gdje su usmjereni i koji su jednaki jedna velika tema, ali u ovom slučaju nas zanima odakle dolaze vanjska opterećenja, uzrokujući ta vrlo unutarnja naprezanja.

Opterećenja koja se najčešće razmatraju pri izračunavanju građevinskih struktura su tjelesne mase (i ne samo fizička masa, a ponekad i inercijalna, nego više o tome kasnije) i razlika tlaka. Ali to nije sve što se može reći o teretima.

U teorijskoj mehanici i čvrstoći materijala uobičajeno je razlikovati opterećenja koja djeluju na proračunate strukture ili strukturne elemente prema različitim kriterijima. Jedan od tih znakova je vrijeme učitavanja. Do trenutka djelovanja opterećenja se dijele na stalne i privremene:

Konstantno opterećenje.

Opterećenja koja djeluju na konstrukciju tokom cijelog perioda rada konstrukcije, bilo da se radi o jednoj sekundi ili jednom milenijumu.

U pravilu se samo opterećenje vlastite težine konstrukcije naziva konstantnim opterećenjem. Na primjer, za trakastu podlogu, konstantno opterećenje će biti vlastita težina svih elemenata zgrade, a za krovne konstrukcije vlastita težina gornjih i donjih pojaseva, regala, spojnica i spojnih elemenata. U isto vrijeme, za kamene ili armiranobetonske elemente, opterećenje vlastite težine može biti više od polovice projektnog opterećenja, a pri proračunu temelja, svih 90%, a za metal i drvene konstrukcije  obloge i podovi opterećenja vlastite težine u pravilu ne prelaze 3-10%.

Privremeno opterećenje

To su sva druga opterećenja koja djeluju na strukturu.

Zauzvrat, privremeno opterećenje se može podijeliti na dugoročne i kratkoročne:

Duga opterećenja

Opterećenja - vrijeme djelovanja koje je mnogo duže od vremena u kojem se deformacije dešavaju u konstrukciji pod djelovanjem ovih opterećenja.

Činjenica je da se svako tijelo, uključujući i ljudsko tijelo, deformira pod djelovanjem opterećenja, tj. geometrijski parametri tijela mijenjaju se, kao što su dužina, širina, visina, ravnost osi, itd., a to može direktno utjecati na rad dotičnog elementa. Na primjer, kada se pri izračunavanju čvrstoće (proračun za 1 grupu graničnih stanja) sastavljaju jednadžbe ravnoteže za snop, koji se smatra ravnim štapom, ne uzima se u obzir efekt deformacija. Obračunavanje deformacija vrši se pri izračunavanju 2 grupe graničnih stanja. Dakle, deformacija bilo kojeg tijela nije trenutni proces. Jednostavno rečeno, činjenica da je materijal deformisan - potrebno je vreme i što je inercijalna masa dotičnog elementa veća, potrebno je više vremena za deformaciju. Na primjer, za lagani materijal, kao što je vreća za brod sačinjena od vreće, nalet vjetra može se smatrati kontinuiranim opterećenjem, ali za kameni zid debljine 1 metar, isti nalet vjetra može se smatrati kratkoročnim opterećenjem. Stoga je podjela na duga i kratkotrajna opterećenja prilično proizvoljna i ovisi o inercijskoj masi dotičnog materijala. Pored toga, ovo treba uzeti u obzir i druge faktore koji utiču na vreme deformacije. Na primjer, vrijeme deformacije tla koje se spušta ili vuče može se mjeriti tjednima, pa čak i mjesecima, jer se opterećenje od snijega koje leži nekoliko dana na krovu zgrade može smatrati kratkoročnim kod računanja temelja. Međutim, pri izračunavanju krovne konstrukcije isto opterećenje treba smatrati dugim.

Kratkotrajna opterećenja

Tereti - trajanje koje se može usporediti s vremenom tijekom kojeg se konstrukcija deformira pod djelovanjem tih opterećenja.

Ali u ovom slučaju, da bi se opisalo kratkoročno opterećenje, samo vrijeme djelovanja nije dovoljno, jer ako pažljivo stavite vrećicu cementa na pod za 1 sekundu, to je jedan teret, a ako ispustite istu vreću cementa na pod sa visine od 1 metra, ovaj put kontaktna vrećica sa podom će biti ista 1 sekunda, ali će biti potpuno drugačije opterećenje.

Za preciznije određivanje opterećenja dalje se dijeli na statički i dinamički.

Statička opterećenja

Relativno govoreći, to su sile koje se primjenjuju uz minimalno ubrzanje ili ubrzanje koje teži nuli.

Dakle, djelovanje inercijalne sile na tako malim ubrzanjima teži nuli i proračun se izvodi samo na djelovanje sile od fizičke mase. Ili ovo: Kada se izloži statičkim opterećenjima, dolazi do relativno sporog povećanja deformacija, pa se stoga mogu zanemariti inercijalne mase pojedinih strukturnih elemenata koji se kreću tokom procesa deformacije, jer su ubrzanja takvih pomaka beznačajna. Kao rezultat toga, ravnoteža između vanjskih i unutarnjih sila u bilo koje vrijeme tijekom djelovanja statičkog opterećenja ostaje nepromijenjena.

Statički uključuje trajna i dugotrajna opterećenja, ponekad kratkotrajna opterećenja.

Jednom davno, faktor sigurnosti za opterećenje nazvan je faktor preopterećenja - termin razumljiviji, ali ne sasvim precizan. Činjenica je da u određenom broju slučajeva odstupanje opterećenja nije nepovoljno, već prema dolje, tj. ne preopteretiti, ali pod opterećenjem. Onda imenovati gf < 1 (например, для собственного веса конструкции при расчете ее на устойчивость от опрокидывания или сдвига).

190. Kada se koriste dizajni i regulatorna opterećenja?

Kao što je već navedeno u odgovoru 26, gubitak nosivost  konstrukcije (čvrstoća, stabilnost, itd.) imaju teške posljedice, te pri izračunavanju 1. grupe graničnih stanja koriste ne samo izračunati otpor materijala (uz marginu u odnosu na standard), već i izračunata opterećenja (također uzeta s marginom) u vezi sa regulatornim). Ukratko, zalihe se ubrizgavaju sa dvije strane.

Pri izračunavanju 2. grupe (deformacija, otpornost na pucanje) koristite regulatorno opterećenje. Izuzetak su elementi prve kategorije otpornosti na pucanje, koji, na osnovu formiranja pukotina, računaju na utjecaj projektnih opterećenja - formiranje pukotina u njima dovodi do gubitka svojstava svojstava.

191. U koju svrhu je teret podijeljen na konstantnu, dugoročnu i kratkoročnu?

Trajanje uticaja opterećenja na čvrstoću i deformabilnost bilo kojeg materijala, a posebno betona (vidi Poglavlje 1). Dakle, cjelokupno opterećenje je podijeljeno na dva dijela: stalni i privremeni, i privremeni, zauzvrat, dugi i kratkoročni. Štaviše, konstantni i dugotrajni znoj se obično kombinira (sabira) kao opterećenja koja djeluju dugo vremena. Stalna opterećenja su ona koja postoje tokom “života” zgrade ili objekta: vlastita težina nosivih i zaštitnih konstrukcija, težina ili bočni pritisak tla, itd. Odvajanje privremenih opterećenja od dugoročnih i kratkoročnih je uvjetno; Nema akcije, tako da je u svakom konkretnom slučaju potrebno pozvati se na Standarde dizajna.

192. Duga ili kratka je snow load?

Sve zavisi od geografskog područja. U južnim dijelovima snijega ima malo i ne drži se dugo, dakle tamo gdje standardno opterećenje snijegom ne prelazi 7 kPa, sve se to naziva kratkoročnim. U sjevernim krajevima, snježni pokrivač može trajati 6 ... 8 mjeseci ili čak i više, međutim opterećenje snijegom postupno raste tijekom zime, kako padavine padaju, pa se dio opterećenja smatra dugoročnim, a dijelom kratkoročnim (Sl. 97). Štoviše, što je veća debljina snježnog pokrivača, to je veći udio dugotrajnog opterećenja.

193. Kako uzeti u obzir trajanje opterećenja prilikom projektovanja armiranobetonskih konstrukcija?

Prilikom provjere čvrstoće izračunatog otpora betona Rb (Rbt) pomnoženo sa koeficijentom radnih uslova gb2. Ako postoje trajna, dugoročna i kratkotrajna opterećenja (osim za takozvana "kratkotrajna" opterećenja, tj. Vrlo kratkoročna - vjetar, kran, transport, itd.), gb2  = 0.9. Ako ima mnogo "kratkih akcija", onda se one sažimaju sa ostalima, i Rb(Rbt) pomnožite sa gb2  = 1.1. Na primjer, u jednoj priči zgrada okvira  opterećenja od vjetra i mostnih dizalica (tj. opterećenja "kratkog trajanja") djeluju na stupove, ali ne djeluju na nosače okvira (grede, rešetke), stoga se vijci izračunavaju iz gb2  = 0.9, a kolone se izračunavaju dva puta: jednom sa gb2  = 1.1 za puna opterećenja ( Fii), a drugi put - sa gb2  = 0,9 za djelovanje istog opterećenja, ali minus kran i opterećenje vjetrom ( FI). Ako Ni< 0,82Nii, može se ograničiti na izračunavanje samo opterećenja Fii  (ovde ispod N podrazumeva bilo koji napor - moment savijanja, uzdužne i poprečne sile, dobijene iz statičkog proračuna pri izlaganju FIi Fii).

Sa izračunatom otpornošću armature na kompresiju Rsc  Situacija je upravo suprotna: što duže opterećenje djeluje, to je veća konačna stišljivost betona sbu, što je veća otpornost na pritisak od čelika (vidi pitanje 27). Stoga, ako se pretpostavlja za beton gb2  = 0,9, zatim vrijednost Rscmože se povećati sa 400 na 500 MPa (ako klasa armature dozvoljava). Prilikom provjere čvrstoće konstrukcija u fazi transporta i instalacije, kada je opterećenje (mrtva težina) vrlo kratko, uzmite gb2  = 1.1 Rsc  Smanjena je na 330 MPa, budući da je granična stišljivost betona u ovom slučaju vrlo mala (vidi i pitanje 82).

Što duže opterećenje djeluje, to je veća puzanje betona, veći je pomak elementa i šire pukotine. Ova okolnost se uzima u obzir posebnim koeficijentima: pri određivanju uslovne kritične sile Ncru izračunu komprimiranih elemenata - koeficijent jl, pri određivanju otklona elemenata savijanja - koeficijenata jb  i n, pri određivanju širine otvaranja pukotine - koeficijentom n. Pri izračunavanju otvaranja pukotine, pored toga, koristi se i koeficijent. jlkoji uzima u obzir dodatno narušavanje adhezije armature na beton na obje strane pukotine pri produženom opterećenju, što dovodi do povećanja širine otvora pukotine.

194. Šta je nepovoljna kombinacija opterećenja?

Ovo je kombinacija koja uzrokuje maksimalne (modulo) sile u opasnim dijelovima. Ne postoji opšti recept za određivanje nepovoljnih kombinacija, u svakom slučaju je potrebno pristupiti pojedinačno. Na primjer, u statičkom proračunu jednokatnog poprečnog okvira proizvodna zgrada Potrebno je izabrati pravce opterećenja vetra i krana, koji uzrokuju maksimalne apsolutne momente savijanja u izračunatim presjecima regala. Postoje i slučajevi kada je udar jednog od opterećenja povoljan, jer smanjuje napor u poprečnim presjecima. Na primjer, bočni pritisak tekućine djeluje na zidove produbljenog spremnika iznutra, a izvana oslobađa bočni pritisak tla. Stoga su ovdje nepovoljne dvije kombinacije: 1) pritisak tla u odsustvu tekućine i 2) pritisak tekućine u odsustvu punjenja tla (ova kombinacija se događa prije stavljanja objekta u pogon: prije punjenja spremnik je napunjen tekućinom i podvrgnut ispitivanju nepropusnosti).

195. Šta su faktori kombinacije opterećenja?

Vjerovatnoća istovremenog djelovanja svih najnepovoljnijih privremenih opterećenja je mala (na primjer, maksimalni snježni pokrivač u kombinaciji s maksimalnim pritiskom glave brzine, maksimalnim opterećenjem krana, itd.). Pored toga, trajanje njihove istovremene izloženosti je beznačajno (a gore navedeno je primijećeno da što je opterećenje kraće, strukture će im biti otpornije). Obe ove okolnosti omogućuju da se donekle smanji veličina privremenih opterećenja množenjem njihovih vrijednosti kombinacionim faktorom y(pod uvjetom da broj kratkotrajnih opterećenja nije manji od dva): za dugotrajna opterećenja y= 0,95, za kratkoročno y= 0,9.

U izračunu preklapanja višekatne zgrade  kombinacije privremenih opterećenja uzimaju u obzir malo drugačije. Sa povećanjem teretnog prostora podne konstrukcije (grede ili vijka, vidi pitanje 197), vjerovatnoća istovremenog djelovanja na strukturu maksimalnog privremenog ravnomjerno raspoređenog opterećenja na cijelom teretnom prostoru smanjuje se, dakle u nekim slučajevima (stambeni prostori, učionice, etaže itd) privremena opterećenja pomnožena kombinacijama faktora redukcije yA.

Također je smanjena vjerovatnoća istovremenog djelovanja maksimalnih privremeno ravnomjerno raspoređenih opterećenja na podove svih etaža, što se uzima u obzir pri izračunavanju stupova, zidova i temelja pomoću faktora kombinacije yn. Formule za određivanje yA  i yn  date su u Standardima dizajna "Opterećenja i uticaji".

Sve gore navedeno se odnosi na glavna kombinacija  sastoji se od konstantnih, dugih i kratkotrajnih opterećenja. For specijalna kombinacijakoji, osim gore navedenog, uključuje i poseban opterećenja (eksplozivni, hitni, itd. efekti), veličina kontinuiranih opterećenja pomnožena sa y  = 0.95, kratkoročno y = 0,8.

Privremena dugotrajna opterećenja uključuju: težinu stacionarne opreme; aparati, alatni strojevi, motori, kao i težina tekućina i krutina koje ispunjavaju opremu; opterećenja na podovima od uskladištenih materijala u skladištima knjiga, skladištima, bibliotekama, hladnjacima i sličnim prostorijama. Privremena kratkotrajna opterećenja uključuju: opterećenja od mase ljudi, snijega, vjetra, dizalica, kao i opterećenja koja se javljaju tijekom montaže i popravke konstrukcije.

Posebna opterećenja mogu nastati uslijed seizmičkih i eksplozivnih efekata ili kao posljedica ometanja tehnoloških procesa. U slučajevima kada je potrebno uzeti u obzir uticaj trajanja opterećenja na deformacije i formiranje pukotina, dio kratkoročnih opterećenja se smatra dugotrajnim opterećenjima. To je od 30 do 60% snijega, od 50 do 70% od ukupnog opterećenja mostnih dizalica, dio opterećenja od mase ljudi. Ova opterećenja su povezana sa dugoročnim, zbog činjenice da mogu djelovati dovoljno dugo za ispoljavanje deformacija puzanja, koje povećavaju progib i širinu otvora pukotine.

Proračun konstrukcija za drugu grupu graničnih stanja provodi se na utjecaj projektnih opterećenja na yf = 1, pri čemu se uzima u obzir manji rizik nastanka ovih uvjeta za zgrade i objekte.

Kombinirana opterećenja. Pri upravljanju zgradama, sva opterećenja mogu djelovati u različitim kombinacijama. Proračun konstrukcija treba izvesti za najnepovoljnije moguće kombinacije. Standardima su uspostavljene dvije vrste kombinacija opterećenja: glavna - trajna, dugoročna i kratkotrajna opterećenja; posebno - trajno, dugo, kratkoročno i jedno od posebnih opterećenja. Vjerojatnost istovremene pojave najvećih opterećenja uzima se u obzir kod koeficijenata kombinacija and1 i .2. Ako glavna kombinacija uključuje konstantu i jedno vrijeme (dugo ili kratkoročno), tada se uzimaju koeficijenti kombinacija jednaki 1; uzevši u obzir dva ili više privremenih opterećenja, potonji se množe sa F1 = 0,95 za dugotrajna opterećenja i za F2 = 0,9 za kratkoročne opterećenja, budući da se smatra malo vjerojatnim da istodobno dostižu najviše izračunate vrijednosti.

Stepen odgovornosti zgrada procjenjuje se prema veličini materijalne i socijalne štete u slučaju njihovog prijevremenog uništenja. Prilikom projektovanja, stepen odgovornosti zgrada uzima se u obzir množenjem projektnog opterećenja sa faktorom pouzdanosti prema destinaciji, uzimajući u zavisnosti od klase odgovornosti zgrada. Za objekte i objekte klase I od posebno značajnog ekonomskog značaja (glavne zgrade termoelektrana, nuklearne elektrane, televizijske kule) γn = 1; za objekte II klase - objekti od značajnog ekonomskog značaja (objekti industrijske i civilne gradnje, koji nisu uključeni u klasu I) γn = 0,95; za konstrukcije III klase ograničenog ekonomskog značaja (jednokatne stambene zgrade, skladišta), γn = 0,9.

Navedite klasifikaciju opterećenja ovisno o trajanju njihovog djelovanja na SC.

Klasifikacija opterećenja.

4.1. Navedite klasifikaciju opterećenja ovisno o trajanju njihovog djelovanja na SC.

4.2. Koja su opterećenja konstantna? Navedite primjere takvih opterećenja.

4.3. Koja opterećenja su privremena? Navedite primjere takvih opterećenja.

4.4. Koja opterećenja su duga? Navedite primjere takvih opterećenja.

4.5. Koja opterećenja su kratkotrajna? Navedite primjere takvih opterećenja.

4.6. Koja su posebna opterećenja? Navedite primjere takvih opterećenja.

Ovisno o trajanju opterećenja podijeljena je na trajno i privremeno. Privremena opterećenja se, pak, dijele na dugačke, kratkoročne, posebne.

4.2. Koja su opterećenja konstantna? Navedite primjere takvih opterećenja.

Konstantna opterećenja  Težina nosivih i ogradnih konstrukcija objekta je gravitacione prirode.

Konstantne su opterećenja od težine ležajnih i ogradnih struktura zgrada i konstrukcija, masa i pritisak tla, efekti prednaprezanja armiranobetonskih konstrukcija.

4.3. Koja opterećenja su privremena? Navedite primjere takvih opterećenja.

Privremena opterećenja se dijele na dugačke, kratkoročne, posebne.

4.4. Koja opterećenja su duga? Navedite primjere takvih opterećenja.

Trajni su opterećenja od težine stacionarne opreme na podovima - mašine, aparati, motori, rezervoari, itd.; pritisak gasova, tečnosti, rastresitih tela u kontejnerima; load in skladištahladnjake, biblioteke arhiva i slične zgrade i strukture; zakonski dio privremenog opterećenja u stambene zgradekancelarijski i kućni prostor; dugotrajne tehnološke efekte iz stacionarne opreme; opterećenja od jedne viseće ili pojedinačne mostne dizalice pomnožena sa određenim faktorima.

4.5. Koja opterećenja su kratkotrajna? Navedite primjere takvih opterećenja.

Kratkotrajna opterećenja su od težine ljudi, dijelova, materijala u područjima održavanja i popravke opreme - prolaza i drugih područja bez opreme; dio opterećenja na podovima stambenih i javnih zgrada; opterećenja koja proizlaze iz proizvodnje, transporta i ugradnje elemenata konstrukcije; opterećenja od visećih i mostnih kranova koji se koriste u izgradnji ili radu zgrada i objekata; opterećenje snijegom i vjetrom; temperaturne klimatske efekte.

4.6. Koja su posebna opterećenja? Navedite primjere takvih opterećenja.

Posebna opterećenja uključuju: seizmičke i eksplozivne efekte; opterećenja uzrokovana kvarom ili kvarom opreme i oštrim kršenjem tehnološkog procesa (na primjer, sa naglim povećanjem ili smanjenjem temperature, itd.); efekte neujednačenih deformacija podloge, praćene temeljnom promjenom strukture tla (na primjer, deformacija slijeganja tla za vrijeme namakanja ili trajnog tlaka za vrijeme odmrzavanja), itd.

5.1. Šta se podrazumeva pod normativnom vrednošću tereta?

5.2. Šta se podrazumeva pod izračunatom vrednošću opterećenja?

5.3. Kako odrediti standardne vrijednosti konstantna opterećenja?

5.4. Kako odrediti normativne vrijednosti privremenih opterećenja?

5.5. Kako odrediti izračunate vrijednosti trajnih i privremenih opterećenja?

5.6. Šta se uzima kao normativni otpor strukturnih građevinskih materijala?

5.7. Kako se određuje izračunati otpornost građevinskih materijala?

5.8. Koji otpori (norma ili rassch.) Se koriste u proračunima osiguravajućeg društva za 1. grupu PS?

5.9. Koji otpori (norma ili rassch.) Se koriste u proračunima Velike Britanije za 2. grupu PS?

5.10. Koja opterećenja (norma ili rassch.) Koriste se pri izračunavanju osiguravajućeg društva za prvu grupu PS?

5.11. Koja opterećenja (norma ili rassch.) Koriste se pri izračunavanju osiguravajućeg društva za 2. grupu PS?

5.1. Šta se podrazumeva pod normativnom vrednošću tereta?

U proračunima se koriste normativne i izračunate vrijednosti opterećenja. Utvrđene su normama najvećih vrijednosti opterećenja koje mogu djelovati na strukturu tijekom normalnog rada, nazivaju se regulatorne.

Stvarno opterećenje zbog različitih okolnosti može se razlikovati od standarda u većem ili manjem smjeru. Ovo odstupanje se uzima u obzir kod faktora sigurnosti opterećenja.

Regulatorna privremena tehnološka i instalaciona opterećenja su postavljena prema

najviše vrednosti za normalnu upotrebu

5.2. Šta se podrazumeva pod izračunatom vrednošću opterećenja?

Izračunata vrijednost opterećenja je granična (maksimalna ili minimalna) vrijednost opterećenja tijekom životnog vijeka objekta;

5.3. Kako odrediti normativne vrijednosti trajnih opterećenja?