Варитнт 1

Вариант 2

0,15 С I

С=1 при oii25° С=0при oi>60°

1,25С

Рис. 3.1. Пример распределения снегового покрова на перекрытии

Рис. 3.2. Значения аэродинамических коэффициентов для зданий сложной конфигурации

"0,8 z 1 *0,8 X.

777777777777777777777?

верхности земли к снеговой нагрузке на покрытие с учетом его неравномерного распределения в зависимости от рельефа кровли (рис. 3.1).

Значения коэффициента с зависят от очертания покрытия и приве» дены в нормах на проектирование.

Ветровая нагрузка устанавливается на основании данных гидрометеорологических станций о скорости ветра на высоте 10 м от поверхности земли. По этим данным скоростные напоры ветра определяют по формуле

<?o = f/l6, (3.7)

где с -скорость ветра, м/с, определяемая статистической обработкой длительного наблюдения из условия ее повторения или превышения один раз за 5 лет (период повторяемости).

Значение нормативной ветровой нагрузки определяют по формуле

9н = 9о5 (3.8)

где <7о - нормативный скоростной напор ветра, определяемый по формуле (3.7), значения которого зависят от района расположения сооружения (см. прил. 2); ft -коэффициент на возрастание скоростного напора по высоте (прил. 3); с-аэродинамический коэффициент, принимаемый по нормам проектирования (рис. 3.2).

Гололедные нагрузки учитывают при проектировании воздушных линий электропередачи и связи, антенно-мачтовых устройств и других подобных сооружений. Гололедную нагрузку принимают по нормам проектирования (см. гл. 25).

Температурные воздействия, обусловленные изменением температуры окружающего воздуха и солнечной радиации, а также влиянием технологических температур (излучение технологического оборудования и изделий), учитывают при расчете в случае, когда они могут оказать влияние на прочность и деформативность конструкций. При расчете температурные воздействия учитывают в стадии возведения и в стадии эксплуатации конструкций.- Расчет производят: а) на возможную разность температур, возникающую в процессе эксплуатации конструкции с момента ее замыкания в статически неопределимую систему, называемую температурой замыкания; б) на перепад температуры по сечению элемента. Температурные воздействия определяются по СНиП 11-6-74 «Нагрузки и воздействия».

Величины сейсмических воздействий устанавливают по нормам в зависимости от балльности района возведения сооружения.

Воздействия иа подкрановые конструкции см. гл. 15.

В. Расчетные нагрузки и коэффициенты перегрузки (надежности по нагрузке). Коэффициент п учитывает изменчивость нагрузок, зависящую от ряда факторов, вследствие случайных отступлений от заданных условий нормальной эксплуатации. Коэффициенты надежности по нагрузке устанавливают после обработки статистических данных наблюдений за фактическими нагрузками, которые отмечены во время эксплуатации сооружений. Эти коэффициенты зависят от вида нагрузки, вследствие чего каждая нагрузка имеет свое значение коэффици-

ента. По СНиП П-6-74 и СТ СЭВ значения п для нагрузок от массы строительных конструкций принимаются в зависимости от способа их изготовления. Так, при заводском изготовлении элементов строительных конструкций и при постоянном значении плотности он принимается равным 1,1; при изготовлении в построечных условиях и колеблющемся значении плотности - 1,2-1,3; для металлических конструкций- 1,05. Если постоянная нагрузка оказывает благоприятное воздействие на работу сооружения (например, при проверке на опрокидывание, против всплытия, скольжения и т. п.), коэффициент принимают равным 0,9. Более подробно значения коэффициентов перегрузки приведены в СНиП П-6-74 и в соответствующих разделах учебника.

Коэффициенты перегрузки характеризуют только изменчивость нагрузок. Они не учитывают динамического воздействия нагрузки, которое характеризуется специальным коэффициентом динамичности, представляющим собой отношение наибольшего напряжения (прогиба) при динамическом воздействии к напряжению (прогибу) при статическом воздействии той же нагрузки. Коэффициенты не учитывают и перспективного возрастания нагрузки с течением времени, например возрастания временной нагрузки на подкрановые балки при изменении грузоподъемности кранов и т. п.

Г. Сочетание нагрузок. Нагрузки воздействуют на конструкции не раздельно, а в сочетании друг с другом.

Различают следующие сочетания нагрузок:

а) основные сочетания, состоящие из постоянных и временных длительных и кратковременных нагрузок и воздействий;

б) особые сочетания, состоящие из постоянных, временных длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок и воздействий.

Одновременное появление наибольших значений нескольких нагрузок менее вероятно, чем появление наибольшего значения одной; поэтому, чем сложнее сочетание, тем меньше вероятность появления наибольшего значения нагрузок в этом сочетании. Чрезвычайно малая вероятность одновременного появления нагрузок наибольшего значения учитывается на основании статистических данных и теории вероятности умножением расчетных значений нагрузок или соответствующих им усилий на коэффициент сочетания Яс1.

Согласно главе СНиП П-6-74 «Нагрузки и воздействия», при расчете конструкций на основные сочетания, включающие только одну кратковременную нагрузку, коэффициент сочетания Пс принимают равным единице. При расчете на основные сочетания, включающие не менее двух кратковременных нагрузок (воздействий), значения кратковременных нагрузок (воздействий) умножают на коэффициент сочетаний, равный 0,9.

При расчете конструкций и оснований на особые сочетания нагрузок и воздействий значения кратковременных нагрузок и воздействий или соответствующие им усилия умножают на коэффициент сочетания, равный 0,8 (кроме случаев, оговоренных в нормах проектирования зданий и сооружений в сейсмических районах)

3. Нормативные и расчетные сопротивления

А. Нормативные сопротивления. Основными характеристиками сопротивления материалов силовым воздействиям являются нормативные сопротивления /?" • в" устанавливаемые нормами проектирования строительных конструкций.

Механические свойства материалов изменчивы (см. гл. 2, § 1, п. 1), поэтому нормативные сопротивления устанавливают на основе статистической обработки показателей механических свойств материалов, выпускаемых нашей промышленностью. Значения нормативных сопротивлений устанавливают такими, чтобы обеспеченность их составляла не менее 0,95.

Значение нормативного сопротивления стали равно значению контрольной или браковочной характеристики, устанавливаемой соответствующими государственными стандартами и имеет обеспеченность не менее 0,95.

Для углеродистой стали и стали повышенной прочности (см. табл. 2.1) и алюминиевых сплавов за основную характеристику нормативного сопротивления принято значение предела текучести, поскольку при напряжениях, равных пределу текучести, в растянутых, изгибаемых и других элементах начинают развиваться пластические деформации, а сжатые элементы начинают терять устойчивость. Однако в случае, когда переход материала в пластическое состояние выражен нечетко (нет площадки текучести), как, например, в тросах, или когда значения показателей текучести близко подходят к временному сопротивлению (стали высокой прочности), а также в случаях, когда по характеру работы конструкций несущая способность определяется прочностью, а не пластичностью, за нормативное сопротивление принимают значение временного сопротивления. Таким образом, установлены два вида нормативных сопротивлений - по пределу текучести /?? = (Тт и временному сопротивлению RI=Ob.

В соответствии со стандартом значения предела текучести и временного сопротивления имеют обеспеченность в пределах 0,95-0,995. Поэтому для расчета металлических конструкций за нормативное сопротивление приняты значения предела текучести или временного сопротивления, установленные в ГОСТ на металлы. Значения стт и ств являются браковочными и при приемке проката контролируются.

Численные значения сТт и ств, являющиеся нормативными сопротивлениями, приведены в табл. 2.1.

Б. Расчетные сопротивления материала R и Rb определяют делением нормативного сопротивления на коэффициент надежности по материалу Ум:

/? = /??/Г„; /?в=/?в/т„. (3.9)

Коэффициент надежности по материалам ум. Значение механических свойств металлов проверяется на металлургических заводах выборочными испытаниями. Механические свойства металлов контролируют на малых образцах при кратковременном одноосном растяжении, фактически же металл работает длительное время в большеразмерных конструкциях при сложном напряженном состоянии. В прокатных профилях могут быть минусовые допуски. Возможно попадание в конструкции материала со свойствами ниже установленных в ГОСТе. Влияние этих факторов на снижение несущей способности конструкций учитывают коэффициентом надежности по материалам.

Таблица 3 1. Коэффициенты надежности по материалу для стального проката

• Для стали 14Г2АФ Vm=05.