Сбор нагрузок производится всегда, когда нужно рассчитать несущую способность строительных конструкций. В частности, для перекрытий нагрузки собираются с целью определения толщины, шага и сечения арматуры железобетонного перекрытия, сечения и шага балок деревянного перекрытия, вида, шага и номера металлических балок (швеллер, двутавр и т.д.).
Сбор нагрузок производится с учетом требований СНиПа 2.01.07-85* (или по новому СП 20.13330.2011) «Актуализированная редакция» [1].
Данное мероприятие для перекрытия жилого дома включает в себя следующую последовательность:
1. Определение веса «пирога» перекрытия.
В «пирог» входят: ограждающие конструкции (например, монолитная железобетонная плита), теплоизоляционные и пароизоляционные материалы, выравнивающие материалы (например, стяжка или наливной пол), покрытие пола (линолеум, паркет, ламинат и т.д.).
Для определения веса того или иного слоя нужно знать плотность материала и его толщину.
2. Определение временной нагрузки.
К временным нагрузкам относятся мебель, техника, люди, животные, т.е. все то, что способно двигаться или переставляться местами. Их нормативные значения можно найти в таблице 8.3. [1]. Например, для квартир жилых домов нормативное значение равномерно распределенной нагрузки составляет 150 кг/м2.
3. Определение расчетной нагрузки.
Делается это с помощью коэффициентов надежности по нагрузки, которые можно найти в том же СНиПе. Для веса строительных конструкций и грунтов — это таблица 7.1 [1]. Что касается равномерно распределенной временной нагрузки и нагрузки от материалов, то здесь коэффициент надежности берется в зависимости от нормативного значения по пункту 8.2.2 [1]. Так, по нему, если вес составляет менее 200 кг/м2 коэффициент равен 1,3, если равен или более 200 кг/м2 — 1,2. Также данный пункт регламентирует значение нормативной нагрузки от веса перегородок, которая должна равняться не менее 50 кг/м2.
4. Сложение.
В конце необходимо сложить все расчетные и нормативные значения с целью определения общего значения для дальнейшего использования их в расчете на несущую способность.
В случае сбора нагрузок на балку ситуация та же. Только после получения конечных значений их нужно будет преобразовать из кг/м2 в кг/м. Делается это с помощью умножения общей расчетной или нормативной нагрузки на величину пролета.
Для того, чтобы материал был более понятен, рассмотрим два примера. В первом примере соберем нагрузки на перекрытие, а во втором на балку.
А после рассмотрения примеров с целью экономии времени можно воспользоваться специальным калькулятором. Он позволяет в режиме онлайн собрать нагрузки на перекрытие, стены и балки перекрытия.
Пример 1. Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие жилого дома.
Имеется перекрытие, состоящее из следующих слоев:
1. Многопустотная железобетонная плита — 220 мм.
2. Цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) — 30 мм.
3. Утепленный линолеум.
На перекрытие опирается одна кирпичная перегородка.
Определим нагрузки, действующие на 1 м2 грузовой площади (кг/м2) перекрытия. Для наглядности весь процесс сбора нагрузок произведем в таблице.
Вид нагрузки
Норм.
Коэф.
Расч.
— железобетонная плита перекрытия (многопустотная) толщиной 220 мм
— цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) толщиной 30 мм
Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания
Требуется собрать нагрузки на монолитную плиту перекрытия жилого дома. Толщина плиты 200 мм. Состав пола представлен на рис. 1. Решение
Определим нормативные значения действующих нагрузок. Для удобства восприятия материала постоянные нагрузки будем обозначать индексом q, кратковременные — индексом ν, длительные — индексом p.
Жилые здания относятся ко II уровню ответственности, следовательно, коэффициент надежности по ответственности γн = 1,0. На этот коэффициент будем умножать значения всех нагрузок. (Для выбора коэффициента см. статью Коэффициент надежности по ответственности зданий и сооружений )
Сначала рассмотрим нагрузки от плиты перекрытия и конструкции пола. Эти нагрузки являются постоянными, т.к. действуют на всем протяжении эксплуатации здания.
1. Объемный вес железобетона равен 2500 кг/м3 (25 кН/м3). Толщина плиты δ1 = 200 мм = 0,2 м, тогда нормативное значение нагрузки от собственного веса плиты перекрытия составляет:
q1 = 25*δ1*γн = 25*0,2*1,0 = 5,0 кН/м2.
2. Нормативная нагрузка от звукоизоляционного слоя из экструдированного пенополистирола плотностью ρ2 = 35 кг/м3 (0,35 кН/м3) и толщиной δ2 = 30 мм = 0,03 м:
q2 = ρ2*δ2*γн = 0,35*0,03*1,0 = 0,01 кН/м2.
3. Нормативная нагрузка от цементно-песчаной стяжки плотностью ρ3 = 1800 кг/м3 (18 кН/м3) и толщиной δ3 = 40 мм = 0,04 м:
q3 = ρ3*δ3*γн = 18*0,04*1,0 = 0,72 кН/м2.
4. Нормативная нагрузка от плиты ДВП плотностью ρ4 = 800 кг/м3 (8 кН/м3) и толщиной δ4 = 5 мм = 0,005 м:
q4 = ρ4*δ4*γн = 8*0,005*1,0 = 0,04 кН/м2.
5. Нормативная нагрузка от паркетной доски плотностью ρ5 = 600 кг/м3 (6 кН/м3) и толщиной δ5 = 20 мм = 0,02 м:
q5 = ρ5*δ5*γн = 6*0,02*1,0 = 0,12 кН/м2.
Суммарная нормативная постоянная нагрузка составляет
Расчетное значение нагрузки получаем путем умножения ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке γt.
Теперь определим временные (кратковременные и длительные) нагрузки. Полное (кратковременное) нормативное значение нагрузки от людей и мебели (так называемая полезная нагрузка) для квартир жилых зданий составляет 1,5 кПа (1,5 кН/м2). Учитывая коэффициент надежности по ответственности здания γн = 1,0, итоговая кратковременная нагрузка от людей составляет:
ν1p = ν1*γt = 1,5*1,3 = 1,95 кН/м2.
Длительную нагрузку от людей и мебели получаем путем умножения ее полного значения на коэффициент 0,35, указанный в табл. 6, т.е:
р1 = 0,35*ν1 = 0,35*1,5 = 0,53 кН/м2;
р1р = р1*γt =0,53*1,3 = 0,69 кН/м2.
Полученные данные запишем в таблицу 1.
Помимо нагрузки от людей необходимо учесть нагрузки от перегородок. Поскольку мы проектируем современное здание со свободной планировкой и заранее не знаем расположение перегородок (нам известно лишь то, что они будут кирпичными толщиной 120 мм при высоте этажа 3,3 м), принимаем эквивалентную равномерно распределенную нагрузку с нормативным значением 0,5 кН/м2. С учетом коэффициента γн = 1,0 окончательное значение составит:
р2 = 0,5*γн = 0,5*1,9 =0,5 кН/м2.
При соответствующем обосновании в случае необходимости нормативная нагрузка от перегородок может приниматься и большего значения.
Коэффициент надежности по нагрузке γt = 1,3, поскольку перегородки выполняются на строительной площадке. Тогда расчетное значение нагрузки от перегородок составит:
р2р = р2*γt = 0,5*1,3 = 0,65 кН/м2.
(Для выбора плотности основных строй материалов см. статьи:
Для удобства все найденные значения запишем в таблицу сбора нагрузок (табл.1).
Таблица 1
Сбор нагрузок на плиту перекрытия
Сбор нагрузок на перекрытие жилого дома или гаража
Как правило посетителям моего сайта, едва-едва постигшим основы строймеха и сопромата, я советую при расчетах разного рода перекрытий жилых домов использовать расчетную плоскую равномерно распределенную нагрузку q = 400 кг/м 2 . Иногда, при деревянных и стальных балках, в это значение может входить и собственный вес перекрытия. А для железобетонных плит, имеющих достаточно большой собственный вес, значение расчетной нагрузки следует увеличить.
Такой подход позволяет максимально упростить и сократить расчеты и на выходе получить надежные перекрытия иногда с достаточно большим запасом прочности. Если такой запас кажется вам чрезмерным, то расчет следует выполнять более скрупулезно и начинать его следует со сбора и учета нагрузок.
Сбор нагрузок на любое перекрытие, будь то деревянное, стальное или железобетонное, начинается с четкого уяснения того, какие именно нагрузки на данное перекрытие могут действовать и для расчета по какой методике сбор нагрузок выполняется.
Далее будет рассматриваться сбор нагрузок для расчета по предельным состояниям, так как такой расчет наиболее часто используется для строительных конструкций в последнее время. Соответственно при расчетах по первой группе предельных состояний (при расчетах на прочность) используются расчетные значения нагрузок, а при расчетах по второй группе предельных состояний — нормативные значения нагрузок.
Конечно же сами по себе нагрузки, действующие на перекрытие, могут быть самыми разнообразными и сочетаний этих нагрузок может быть огромное множество.
Тем не менее ныне действующие нормативные документы, в частности СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия», значительно упрощают процесс сбора нагрузок (хотя на первый взгляд так не кажется). Так в нормативных документах для унификации расчетов все возможные виды нагрузок сводятся к обычным (как правило статическим) и особым (по большей части ударным).
Далее в данной статье особые нагрузки, к которым относятся взрывное или сейсмическое воздействия, значительные деформации оснований, нарушения в технологических процессах и пр., рассматриваться не будут. Все внимание будет уделено обычным нагрузкам, именуемым далее «нагрузки».
Классификация и учет сочетания нагрузок приводятся в отдельной статье, здесь же мы остановимся на основных видах временных нагрузок, действующих на перекрытия, в том числе лестницы и перила жилых зданий согласно СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» в связи с указанным в статье по ссылке причинам. Как и раньше свои комментарии я даю курсивом.
Таким образом данная статья — это скорее анализ изменений в актуализированной редакции СНиПа. Сразу отмечу, теперь значения нагрузок даются только в кН или кПа, значения в кгс или кгс/м 2 не приводятся.
3. Нагрузки от оборудования, людей, животных, складируемых материалов и изделий
3.1. Нормы данного раздела распространяются на нагрузки от людей, животных, оборудования, изделий, материалов, временных перегородок, действующие на перекрытия зданий и полы на грунтах.
Варианты загружения перекрытий этими нагрузками принимаются согласно предусмотренных условий возведения и эксплуатации зданий. Если на проектной стадии данных об этих условиях недостаточно, то при расчете конструкций и оснований нужно рассмотреть следующие варианты загружения отдельных перекрытий:
В СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» (далее СП) данные формулировки оставлены без изменений, а смысл их состоит в том, что для точного расчета например перекрытия в обычной спальне уже на стадии проектирования нужно знать, где и какой предмет мебели будет стоять, из какого материала он изготовлен, какие у него опоры и сколько вещей и какого веса на этом или в этом предмете мебели разместятся, где будет стоять бытовая техника, где будут находиться люди, возможно животные. и сколько их всего ожидается в данной спальне. А если это зал, где возможны различные торжества по случаю именин, свадеб и прочих праздников, то следует учесть ожидаемое количество гостей, объемы еды, поставленной на стол, выпитого спиртного и влияние этого спиртного на поведение гостей, ведь все это нагрузки на проектируемое перекрытие. А кроме того хозяйки не любят постоянства и завершенности, а любят перестановки, ремонты и даже перепланировки и эту особенность хозяек также нужно учитывать при расчетах.
Если проектировщик не в состоянии учесть все возможные временные нагрузки на перекрытие и их сочетания, часть из которых указана выше, то ему следует рассмотреть следующие варианты загружения перекрытия:
— сплошное загружение принятой нагрузкой;
Смысл данной достаточно короткой формулировки в том, что нет необходимости в точном учете всех временных нагрузок на перекрытие. Строительством люди занимаются уже тысячи лет. За это время большая часть возможных временных нагрузок на перекрытия уже определена, рассмотрены возможные сочетания данных нагрузок, все эти нагрузки приведены к статической равномерно распределенной (отсюда и «сплошное загружение») и на этом основании составлена соответствующая таблица, о ней речь ниже.
— неблагоприятное частичное загружение при расчете конструкций и оснований, чувствительных к такой схеме загружения;
Например в многопролетной ж/б плите перекрытия при загружении временной нагрузкой через пролет или через 2 пролета в незагруженных пролетах в верхней зоне сечения могут возникать растягивающие напряжения и на этот случай следует рассчитать арматуру в верхней зоне сечения. В других элементах конструкций при частичном загружении могут возникать дополнительные напряжения, которые также следует учитывать при расчетах.
Кроме того в процессе строительства возможно складирование строительных материалов на плитах перекрытия или полах по грунтам. Временная нагрузка от этих материалов может быть значительно больше временных нагрузок, действующих в процессе эксплуатации здания. Также под неблагоприятным частичным загружением может подразумеваться загружение сосредоточенными нагрузками.
— отсутствие временной нагрузки.
Для промышленных зданий, где разница временных нагрузок, действующих на перекрытия, может быть существенной, что в свою очередь влияет на напряжения в остальных элементах конструкции и на осадку основания в нагруженном и ненагруженном состоянии, данный пункт обязателен. При расчете перекрытий жилых домов, если значение временных нагрузок относительно небольшое — на ваше усмотрение.
При этом суммарная временная нагрузка на перекрытия многоэтажного здания при неблагоприятном частичном их загружении не должна превышать нагрузку при сплошном загружении перекрытий, определенную с учетом коэффициентов сочетаний ψn, значения которых вычисляются по формулам (3) и (4).
Вообще к малоэтажному частному строительству, которому и посвящен данный сайт, этот пункт никакого отношения не имеет и вникать в его смысл не обязательно. Тем не менее изложу свое видение: чем больше в здании этажей, тем меньше вероятность того, что временные нагрузки от складируемых на перекрытиях материалов будут больше временных эксплуатационных нагрузок. В целом в СП данный раздел оставлен практически без изменений, поменялись только номера формул.
Определение нагрузок от оборудования, складируемых материалов и изделий
3.2. Нагрузки от оборудования (в том числе транспортных средств, трубопроводов), складируемых материалов и изделий устанавливаются в строительном задании на основании технологических решений, в котором должны быть приведены:
а) возможные места расположения и габариты опор оборудования на каждом перекрытии и полах по грунту, размеры и расположение участков складирования и хранения материалов и изделий, места возможного сближения оборудования в процессе эксплуатации или перепланировки;
В малоэтажном частном строительстве, если вы одновременно являетесь и заказчиком и проектировщиком (нынешнее российское законодательство допускает не привлекать к проектированию малоэтажных частных домов компании, имеющие соответствующие лицензии), то строительное задание и технологические решения вам придется формулировать самому. Впрочем, никаких особых сложностей в этом нет.
В целом данные подпункты в СП оставлены без изменений.
б) нормативные значения нагрузок и коэффициенты надежности по нагрузке, принимаемые в соответствии с указаниями настоящих норм, нормативные значения инерционных сил и коэффициенты надежности по нагрузке для инерционных сил — для машин с динамическими нагрузками, а также другие необходимые характеристики.
Смысл данного подпункта в том, что составители стройзадания (техусловий) также соблюдают требования рассматриваемого нормативного документа, потому, роль инженера-составителя стройзадания можно взять на себя, если правильно пользоваться нормативными документами.
В целом данный подпункт в СП оставлен без изменений.
3.2.1. Если фактические нагрузки на перекрытия заменяются эквивалентными равномерно распределенными, то значение эквивалентных нагрузок нужно определять расчетом и назначать дифференцированно для различных конструктивных элементов (плит, второстепенных балок, ригелей, колонн, фундаментов). Принимаемые значения эквивалентных нагрузок должны обеспечивать несущую способность и жесткость элементов конструкций, требуемые по условиям их загружения фактическими нагрузками.
Согласно новой формулировке в СП этот подпункт значительно сократился. Теперь просто «допускается заменять фактические нагрузки эквивалентными равномерно распределенными», дифференциация для различных элементов конструкций не требуется. Последнее предложение по смыслу практически не изменилось.
Вообще фактические нагрузки на перекрытие могут быть как сосредоточенными, так и не равномерно распределенными (равномерно или неравномерно изменяющимися, приложенными не по всей площади перекрытия и т.п.), такие нагрузки в сочетание с постоянными, как правило равномерно распределенными просто так не включишь.
Конечно же расчет можно выполнять по фактическим нагрузкам, такой расчет будет более точным, однако на это потребуется гораздо больше времени, объемы вычислений вырастут многократно, а значит и увеличится вероятность ошибок при проведении подобных расчетов. Поэтому, если есть такая возможность, для упрощения расчетов фактические временные нагрузки заменяются эквивалентными равномерно распределенными, но при этом конечно же нельзя забывать о влиянии фактических нагрузок на конструкции. Например при действии на перекрытие нагрузки, равномерно изменяющейся от 0 до q, фактические опорные реакции будут отличаться от определенных при действии эквивалентной равномерно распределенной нагрузки. Примеры приведения нескольких симметричных сосредоточенных нагрузок к эквивалентной равномерно распределенной и равномерно изменяющихся симметричных нагрузок к эквивалентной равномерно распределенной представлены отдельно.
3.2.2. Полные нормативные значения эквивалентных равномерно распределенных нагрузок для плит и второстепенных балок производственных и складских помещений принимаются ≥ 3,0 кПа (300 кгс/м 2 ), для ригелей, колонн и фундаментов — ≥ 2,0 кПа (200 кгс/м 2 ).
Данный подпункт теперь перемещен в СП в подпункт 8.1.3 и дается в виде таблицы 8.1, дополненной нормативными значениями сосредоточенных нагрузок, определяемых по стройзаданию, но не менее 3 кН (300 кгс). Впрочем нормативные значения равномерно распределенных нагрузок также следует определять по стройзаданию, но при этом не менее указанных в п.3.2.2.
Для торговых складов введена дополнительная строка: нормативные значения равномерно распределенных нагрузок — ≥ 5 кПа (500 кгс/м 2 ), сосредоточенных нагрузок — ≥ 6 кН (600 кгс).
3.2.3. Учет перспективного увеличения нагрузок от оборудования и складируемых материалов допускается при технико-экономическом обосновании.
Данный подпункт оставлен в СП без изменений. Если коротко, то смысл его в том, что чем больше нагрузки на перекрытие, тем это перекрытие будет стоить дороже. И если вы еще не до конца определились, какие именно временные нагрузки будут действовать на ваше перекрытие, то лучше воспользоваться данной рекомендацией.
3.3. Нормативные значения веса оборудования (в том числе трубопроводов) определяются по стандартам или каталогам, а для нестандартного оборудования — по паспортным данным заводов-изготовителей или по рабочим чертежам.
В состав нагрузки от веса оборудования включают собственный вес установки или машины (в том числе вес привода, постоянных приспособлений, опорных устройств, вес подливок и подбетонок), вес изоляции, заполнителей оборудования, возможных при эксплуатации, наиболее тяжелой обрабатываемой детали, вес транспортируемого груза, соответствующий номинальной грузоподъемности и т. п.
Нагрузки от оборудования на перекрытия и полы на грунтах принимаются в зависимости от условий его размещения и возможного перемещения при эксплуатации. При этом предусматриваются мероприятия, исключающие необходимость усиления несущих конструкций, связанного с перемещением технологического оборудования во время монтажа или эксплуатации здания.
Число учитываемых одновременно погрузчиков или электрокаров и их размещение на перекрытии при расчете различных элементов принимается по строительному заданию на основании технологических решений.
Динамические воздействия вертикальных нагрузок от погрузчиков и электрокаров допускается учитывать умножением нормативных значений статических нагрузок на коэффициент динамичности kд = 1,2.
В целом весь этот пункт если и имеет отношение к жилищному строительству, то в основном к гаражам. В СП пункт оставлен без изменений. А вот значение коэффициента динамичности, указанного в данном пункте, я бы при расчетах перекрытия гаража на один-два автомобиля использовать не стал. Мне оно кажется заниженным, т.е. определенным с учетом относительно большого числа погрузчиков и(или) электрокаров и общей ожидаемой нагрузки на перекрытие.
Впрочем «допускается» не означает «следует». Потому при расчетах можно использовать и другое значение коэффициента динамичности. К тому же об обычных автомобилях в данном подпункте вообще ничего не говорится.
3.4. Коэффициенты надежности по нагрузке γn для веса оборудования приведены в таблице 2:
Таблица 506.1.(согласно таблице 2 СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»)
В целом в СП данный пункт оставлен без изменений, за исключением того, что это теперь таблица 8.2 и есть некоторые изменения в формулировках. Так теперь графа «Вес» называется «Оборудование и материалы», что в принципе логично, так как вес суспензий, шламов и сыпучих тел трудно отнести к оборудованию. Значения коэффициентов надежности не изменились.
Равномерно распределенные нагрузки
3.5. Нормативные значения (полное и пониженное) равномерно распределенных временных нагрузок на плиты перекрытий, лестницы и полы на грунтах приводятся в таблице 3:
1. Нагрузки, указанные в п. 8, учитываются на площади, не занятой оборудованием и материалами.
2. Нагрузки, указанные в п. 9, учитываются без снеговой нагрузки.
3. Нагрузки, указанные в п. 10, учитываются при расчете несущих конструкций балконов (лоджий) и участков стен в местах защемления этих конструкций. При расчете нижележащих участков стен, фундаментов и оснований нагрузки на балконы (лоджии) принимают равными нагрузкам примыкающих основных помещений зданий и снижают их с учетом указаний пп. 3.8 и 3.9.
4. Нормативные значения нагрузок для зданий и помещений, указанных в п. 3, 4, г, 5, 6, 11 и 14, принимают по строительному заданию на основании технологических решений.
В СП таблица имеет номер 8.3, пункт 2 таблицы дополнен. Теперь в него входят и «офисы». Пункт 3 также дополнен. Теперь в него входят помещения бытового обслуживания населения (ателье, парикмахерские, прачечные и т.п. Понятие «технические этажи» уточнено, теперь имеются в виду технические этажи общественных и жилых зданий, имеющих высоту менее 75 м. В пункте 4.б) появилось важное дополнение «и т.п.». Пункт 4.в) дополнен фитнес-центрами и бильярдными.
Однако главное изменение в том, что теперь пониженные значения нормативной нагрузки не приводятся, а есть отдельный пункт 8.2.3. гласящий:
«Пониженные нормативные значения равномерно распределенных нагрузок определяют путем умножения их нормативных значений на коэффициент 0.35 (см. пункт 4 таблицы). Пониженные нормативные значения не устанавливаются для нагрузок, указанных в п. 5, 8, 9 и 11.
В целом смысл предложенных изменений понятен. Теперь у каждого школьника по 2, а то и по 3 ЭВМ (мобильник, планшет иногда и ноутбук), перемножат, ничего с ними не сделается, а казенную бумагу нужно экономить. Вот только указание в скобках на пункт 4 таблицы имеет смысл только для людей, знакомых со старой редакцией, т.е. с таблицей, приведенной вСНиП 2.01.07-85*, а также здесь. Действительно, в п.4 таблицы старой редакции пониженные нормативные значения определялись умножением на 0.35. Однако теперь совершенно непонятно (во всяком случае мне), как определять пониженные значения для первых 3 весьма важных пунктов? Ведь в старой редакции для этого использовались совершенно различные коэффициенты.
Т.е. я конечно понимаю, что согласно новой редакции для всех временных равномерно распределенных нагрузок пониженные значения следует определять умножением на 0.35, кроме случаев, указанных в п. 5, 8, 9 и 11. Но все равно эта вставка в скобках лишняя и требует дополнительного редактирования.
Примечания к таблице оставлены без смысловых изменений.
3.6. Нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок принимаются в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Эти нагрузки можно учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа (50 кгс/м 2 ).
Данный пункт в СП оставлен без изменений. От себя же добавлю, что в последнем предложении речь идет явно не о кирпичных перегородках, которые тоже формально можно считать временными.
3.7. Коэффициенты надежности по нагрузке γn для равномерно распределенных нагрузок следует принимать:
γn = 1,3 — при полном нормативном значении 2 );
γn = 1,2 — при полном нормативном значении ≥ 2,0 кПа (200 кгс/м 2 ).
Коэффициент надежности по нагрузке от веса временных перегородок следует принимать в соответствии с указаниями п. 2.2.
Напомню, в п.2.2 речь идет о коэффициентах надежности по нагрузке для веса конструкций. В СП данный пункт оставлен без изменений за исключением того что идет ссылка на п.7.2. Значение коэффициента будет зависеть от веса и материала перегородок.
3.8. При расчете плит, ригелей, балок, а также колонн и фундаментов, воспринимающих нагрузки от одного перекрытия, полные нормативные значения нагрузок, указанные в таблице 3, следует снижать в зависимости от грузовой площади А, м 2 , рассчитываемого элемента путем умножения на коэффициент сочетания ψА, равный.
а) для помещений, указанных в п. 1, 2, 12.a) таблицы 3 (при А > A1 = 9 м 2 )
б) для помещений, указанных в п. 4, 11, 12.б) таблицы 3 (при А > А2 = 36 м 2 )
Примечание. При расчете стен, воспринимающих нагрузки от одного перекрытия, значения нагрузок следует снижать в зависимости от грузовой площади А рассчитываемых элементов (балок, плит), опирающихся на стены.
В СП содержание формул оставлено без изменений, но изменилось обозначение коэффициентов, теперь есть просто коэффициенты сочетания φ1 и φ2, нумерация формул — 8.1. и 8.2. В конце пункта примечания нет, а есть «стены» в общем списке конструкций перед колоннами и фундаментами.
Чтобы правильно пользоваться указаниями данного пункта, нужно хорошо понимать, что имеется в виду под грузовой площадью А. Например, при расчете деревянных или стальных балок перекрытия для помещений по п.1, устанавливаемых с шагом 1 м, грузовая площадь будет больше 9 м 2 только тогда, когда расчетная длина балок будет больше 9 м. Другое дело — монолитные плиты перекрытия с опиранием по контуру, в этом случае расчетная площадь плиты равна грузовой площади и например при А = 25 м 2 значение понижающего коэффициента составит ψА1 = 0.4 + 0.6/1.67 = 0.76. А расчетное значение временной равномерно распределенной нагрузки, эквивалентной нагрузкам от нескольких источников, составит q = 150·1.3·0.76 = 148.2 кгс/м 2 .
Как видим, чем больше грузовая площадь рассчитываемого элемента, тем больше возможностей уменьшить значение временной расчетной равномерно распределенной нагрузки. Тут, как и при учете сочетаний нагрузок вступает в дело теория вероятностей. Предполагается, что чем больше площадь, тем меньше вероятность неблагоприятного сочетания различных нагрузок, на основании которых и определяется эквивалентная равномерно распределенная нагрузка.
Самое главное изменение в данном пункте — формулировка «следует снижать» заменена на «допускается снижать», что делает этот пункт не обязательным. Т.е. соблюдение условий этого пункта — на ваше усмотрение.
3.9. При определении продольных усилий (нормальных напряжений) для расчета стен, колонн и фундаментов, воспринимающих нагрузки от двух и более перекрытий, полные нормативные значения нагрузок. указанные в таблице 3, следует снижать умножением на коэффициент сочетания ψn:
а) для помещений, указанных в п. 1, 2, 12.а таблицы 3
ψn1 = 0.4 + (ψA1 — 0.4)/√ n ; (3)
б) для помещений, указанных в поз 4, 11, 12, б,(4)
ψn2 = 0.5 + (ψA1 — 0.5)/√ n ; (4)
где ψA1, ψA2 — коэффициенты сочетания, определяемые в соответствии с п. 3.8;
n — общее число перекрытий (для помещений, указанных в таблице 3, п. 1, 2, 4, 11, 12.а), б)), нагрузки от которых учитываются при расчете рассматриваемого сечения стены, колонны, фундамента.
Примечание. При определении изгибающих моментов в колоннах и стенах следует учитывать снижение нагрузок для примыкающих к ним балок и ригелей в соответствии с указаниями п 3.8.
В СП содержание формул оставлено без изменений, но изменилось обозначение коэффициентов, теперь есть просто коэффициенты сочетания φ3 и φ4, нумерация формул — 8.3. и 8.4. В конце пункта примечания нет. Да и формулировка «примыкающих к ним балок» на мой взгляд не совсем удачная, примыкание и опирание — разные вещи.
И опять самое главное изменение в данном пункте — формулировка «следует снижать» заменена на «допускается снижать», что делает и этот пункт, являющийся логическим продолжением предыдущего, не обязательным. Т.е. соблюдение условий этого пункта — на ваше усмотрение.
В целом это второе значительное изменение в СП относительно СНиПа и опять оно связано с теорией вероятности.
Сосредоточенные нагрузки и нагрузки на перила
3.10. Несущие элементы перекрытий, покрытий, лестниц и балконов (лоджий) должны быть проверены на действие сосредоточенной вертикальной нагрузки, приложенной к рассматриваемому элементу, в неблагоприятном положении на квадратной площадке со сторонами не более 10 см (при отсутствии других временных нагрузок).
Нормативные значения сосредоточенных нагрузок (если в строительном задании на основании технологических решений не предусмотрены более высокие нормативные значения) следует принимать равными:
а) для перекрытий и лестниц — 1,5 кН (150 кгс);
б) для чердачных перекрытий, покрытий, балконов и террас — 1,0 кН (100 кгс);
в) для покрытий, по которым можно передвигаться только с помощью трапов и мостиков — 0,5 кН (50 кгс).
Элементы конструкций, рассчитанные с учетом местных нагрузок от оборудования и транспортных средств в период возведения и эксплуатации, допускается не проверять на указанную сосредоточенную нагрузку.
В СП данный пункт оставлен без изменений и является логическим продолжением п.3.2.1. Дело в том, что замена фактических сосредоточенных нагрузок эквивалентными равномерно распределенными приводит как минимум к изменению эпюры касательных напряжений и это следует учитывать при расчетах.
3.11. Нормативные значения горизонтальных нагрузок на поручни перил лестниц и балконов следует принимать равными:
а) для жилых зданий, дошкольных учреждений, санаториев, домов отдыха, больниц и других лечебных учреждений — 0,3 кН/м (30 кгс/м);
б) для трибун и спортивных залов — 1,5 кН/м (150 кгс/м);
в) для других зданий и помещений при отсутствии специальных требований — 0,8 кН/м (80 кгс/м).
Для обслуживающих площадок, мостиков, ограждений крыш, предназначенных для непродолжительного пребывания людей, нормативное значение горизонтальной сосредоточенной нагрузки на поручни перил следует принимать 0,3 кН (30 кгс) (в любом месте по длине поручня), если по строительному заданию на основании технологических решений не требуется большее значение нагрузки.
Для нагрузок, указанных в пп. 3.10 и 3.11, принимается коэффициент надежности по нагрузке γn = 1,2.
В СП данный пункт оставлен без изменений.
А теперь пришло время рассмотреть совершенно новый и очень важный раздел СП (и тут без цитирования СП уже не обойдешься):
8.4. Нагрузки от транспортных средств
8.4.1. Данный раздел регламентирует определение значений вертикальных строительных нагрузок на перекрытия, покрытия и полы по грунтам от колесных транспортных средств, передвигающихся свободно или по рельсовым путям.
В данном случае мне не совсем понятно определение «строительных». Если имеются в виду нагрузки в процессе строительства, а не эксплуатации, то из приводимой ниже таблицы 8.4 этого не следует.
Горизонтальные нагрузки от транспортных средств на элементы несущих конструкций также включаются в расчет, если это оговорено соответствующими нормами проектирования. В расчетные значения таких нагрузок входит собственный вес транспортных средств, а также полезные нагрузки, которые определяются по техническим параметрам согласно паспортной документации заводов-изготовителей. Вертикальные, горизонтальные нагрузки, их расположение и способы приложения нужно определять специальным расчетом в каждом конкретном случае.
Нормативные значения вертикальных эквивалентных равномерно распределенных нагрузок и местных сосредоточенных нагрузок на покрытия, перекрытия полы автостоянок по грунтам определяются по таблице 8.4.
Согласно данных этой таблицы нагрузки для автостоянок машин общим весом более 16 тс определяются по строительному заданию. Общим весом от 3 до 16 тс — тоже по строительному заданию, но не менее 5 кПа ( 500 кгс/м 2 ), 90 кН (9 тс) — для площадей парковки, не менее 7 кПа (700 кгс/м2), 100 кН (10 тс) — для пандусов и подъездных путей.
И только при расчете встроенных автостоянок для машин общим весом до 3 тс:
— для пандусов и подъездных путей qt = 5 кПа (500 кгс/м 2 ),
нормативная сосредоточенная нагрузка
Qt = 20 кН (2 тс) — для площадей парковки;
Qt = 25 кН (2.5 тс) — для пандусов и подъездных путей.
1. Общий вес включает собственный вес и максимальную полезную нагрузку.
2. Внутренние проезды за исключением пандусов относят к площадям парковки, если они недоступны для проезда постороннего автотранспорта.
Согласно буквенной индексации нагрузки от транспортных средств относятся к кратковременным нагрузкам.
8.4.2. При расчете плит перекрытий на продавливание, а также в других случаях учета местных воздействий в сочетание нагрузок наряду с равномерно распределенными нагрузками qt включаются две сосредоточенные нагрузки Qt/2, приложенные к квадратным площадкам со стороной 10 см (при общем весе до 3 тс), со стороной 20 см (при общем весе от 3 до 16 тс), расположенным на расстоянии 1.8 м друг от друга, в наиболее неблагоприятном возможном положении.
В СП не уточняется, что имеется в виду под расстоянием между площадками: расстояние между центрами тяжести площадок или расстояние в свету (между краями площадок). Впрочем большой проблемы в этом нет, если известны геометрические характеристики транспортного средства, в частности расстояние между передними и задними колесами — это и будут расстояния между площадками. А размер стороны площадки вытекает из возможной ширины шин.
Особо стоит отметить, что согласно СП данные сосредоточенные нагрузки включаются в сочетание совместно с эквивалентными равномерно распределенными. На мой взгляд, это достаточно жесткое требование, особенно если в гараже никаких нагрузок кроме автомобиля на перекрытие не будет, тем не менее его следует выполнять.
8.4.3. Допускается уточнять расчетные значения нагрузок по техническим данным транспортных средств.
На мой взгляд данная формулировка не совсем правильная. Здесь скорее следует вести речь о нормативных значениях нагрузки.
8.4.4. Пониженные значения равномерно распределенных нагрузок от транспортных средств устанавливаются умножением на коэффициент 0.35 (как и для всех остальных распределенных временных нагрузок).
8.4.5. Коэффициент надежности по нагрузке принимается γn = 1.2 для нагрузок, указанных в п.8.4.1.
Как видим, коэффициент надежности по нагрузке такой же, как для погрузчиков и электрокаров или в общем случае, как для равномерно распределенной нагрузки более 2 кПа. Да и метод определения пониженного нормативного значения такой же, как и в общем случае. Таким образом нагрузки от автотранспортных средств являются частным случаем временных нагрузок.
В данном разделе отсутствуют указания по применению коэффициента динамичности нагрузки (напомню для погрузчиков и электрокаров он составляет kд = 1.2). Одна из возможных причин — пункт 8.4.2.
Вот в принципе и все, что нужно знать о нагрузках и методах их учета на перекрытия жилых домов и гаражей. А как применить эти знания, мы рассмотрим отдельно.
Примечание: В некоторых случаях небходимо также учитывать влияние температурно климатических воздействий, т.е. возможное появление дополнительных напряжений в элементах конструкций при температурной деформации.
А еще у Вас есть уникальная возможность помочь автору материально. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью и адресом электронной почты. Если вы хотите задать вопрос, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Спасибо. Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье «Записаться на прием к доктору»
Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783
Для Украины — номер гривневой карты (Приватбанк) 5168 7422 0121 5641
Кошелек webmoney: R158114101090
Категории:
Расчет конструкций по нормативным документам . Нагрузки
Оценка пользователей:
Нет
Переходов на сайт:
3669
Комментарии:
Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье «Записаться на прием к доктору» (ссылка в шапке сайта).
Сбор нагрузок производится всегда, когда нужно рассчитать несущую способность строительных конструкций. В частности, для перекрытий нагрузки собираются с целью определения толщины, шага и сечения арматуры железобетонного перекрытия, сечения и шага балок деревянного перекрытия, вида, шага и номера металлических балок (швеллер, двутавр и т.д.).
