Rodzaje obciążeń budynków i budowli. Obciążenia i oddziaływania na budynek. Mechanika konstrukcji Oddziaływanie na budynki i konstrukcje

A.E.Sutyagin 2017

Budynki (mieszkania)- część kultury ludzkiej. Sztuczny artefakt. Pojawia się wraz z osobą. Element humanizujący przyrodę.
Celem budynku jako takiego jest ochrona człowieka, ciała ludzkiego, jego zdrowia przed wpływem przyrody, przed wpływem zewnętrznych czynników naturalnych. A także stwórz odpowiednie siedlisko niezależnie od zewnętrznych wpływów klimatycznych.

Każdy budynek składa się przede wszystkim z konstrukcji wykonanych z tego czy innego materiału. jak również z różnych typów systemy inżynieryjne zaprojektowane z myślą o komfortowym środowisku i zaspokajaniu podstawowych potrzeb fizjologicznych człowieka.

Definicja pojęć - budynek i konstrukcja.
Budynek - przeznaczone na stały pobyt osób.
Budowa- nie są przeznaczone do stałego pobytu osób. Niezbędne do konkretnych zadań technologicznych.

Elementy budynku (konstrukcji).
Fundacja- przeniesienie obciążenia z całego budynku na naturalny fundament (grunt). („Korzeń budynku”).
Ściany- ochrona przed wpływem wiatru i ciepła.
Rama- szkielet budynku.
Podłogi- percepcja obciążenia od ludzi, mebli i sprzętu w budynku.
Dach- ochrona budynku przed opadami atmosferycznymi (śnieg, deszcz), nasłonecznieniem, wpływami termicznymi.

Liczba rodzajów i rodzajów części budowlanych jest tak zróżnicowana i w dużym stopniu zależy od przeznaczenia budynku. W tym artykule skupimy się na głównych punktach.

Konstrukcje budowlane dzielą się na konstrukcje nośne i zamykające.
Konstrukcje nośne- odbierać oddziaływania siłowe od innych części budynku i ruchomych ładunków (ludzi) i przekazywać je do podłoża (poprzez fundamenty). Opcje konstrukcje nośne przydzielane są wyłącznie na podstawie specjalistycznych obliczeń.
Murowanie(nienośne) - konstrukcje zaprojektowane w celu ochrony ludzi czynniki zewnętrzne oraz zapewnienie normalnego funkcjonowania budynku zgodnie z jego przeznaczeniem. Na przykład okna i drzwi.
Konstrukcje otaczające jako pierwsze dostrzegają wpływ sił i przekazują je na konstrukcje wsporcze. Trudno jest dokonać wyraźnej gradacji pomiędzy tymi strukturami. Zazwyczaj w budynkach (szczególnie w przeszłości) niektóre konstrukcje mogą łączyć funkcje konstrukcji nośnej i zamykającej.
Na przykład, murarstwo przez wiele stuleci - jest to zarówno ochrona przed wpływami termicznymi, jak i dobry element nośny.
W budynkach przemysłowych starają się te funkcje rozdzielić. (Na przykład ramy i płyty warstwowe).

Budynki i konstrukcje muszą wytrzymywać (wytrzymywać) obciążenia i uderzenia wymagane przez dokumenty regulacyjne.

Artykuł 7 ustawy federalnej N 384-FZ” Przepisy techniczne w sprawie bezpieczeństwa budynków i budowli” wprowadza tę koncepcję bezpieczeństwo mechaniczne budynki lub konstrukcje, a mianowicie:

„Konstrukcje budowlane oraz fundamenty budynku lub budowli muszą mieć taką wytrzymałość i stabilność, aby podczas budowy i eksploatacji nie istniało zagrożenie dla życia lub zdrowia ludzi, mienia osób lub osoby prawne, własność państwowa lub komunalna, środowisko, życia i zdrowia zwierząt i roślin w wyniku:

1) zniszczenie poszczególnych przewoźników konstrukcje budowlane lub ich części;

2) zniszczenie całego budynku, budowli lub jego części;

3) odkształcenie o niedopuszczalnych rozmiarach konstrukcji budowlanych, fundamentów budynku lub budowli oraz masywów geologicznych przyległego terytorium;

4) uszkodzenia części budynku lub budowli, sieci elektroenergetycznych lub systemów obudowy inżynieryjnej na skutek odkształcenia, przemieszczenia lub utraty stateczności nośnych konstrukcji budowlanych, w tym odchyleń od pionu.”

Obciążenia i uderzenia.

Masa- coś, co bezpośrednio wywiera siłę na element konstrukcyjny. Wpływy- coś, co powoduje (pośrednio) siły wewnętrzne lub odkształcenia konstrukcji.

Obciążenia od ciężaru konstrukcji nośnych i otaczających (statyczne)
. Obciążenia atmosferyczne (dynamiczne)
.. śnieżny
..deszczowy
.. wiatr (quasi-statyczny i dynamiczny)
.. lodowaty
.. temperatura (ekspozycja)
.. lód
.. fala (burza)
..magnetyczne i elektromagnetyczne
i inni.
. Skutki przemieszczeń skorupa Ziemska
..sejsmiczne (tektoniczne)
.. osiadanie (w wyniku nasiąkania gleby)
.. wpływ górnictwa
.. wpływ procesów sufuzji krasowej
.. Awaryjne (specjalne)
.. ogień (zawalenie się i uderzenie termiczne)
..kolizja z pojazdem)
..wybuchowy
..zawalenie się części budynku
.. Ładunki z rzadkich czynników naturalnych
.. huragany
.. tornada
..tsunami
itd.

Ładunki(do czego właściwie przeznaczony jest budynek)

Obciążenia od ciężaru ludzi (obciążenie „pod napięciem”) (quasi-statyczne)
. obciążenia od mebli i sprzętu AGD (quasi-statyczne)
. Obciążenia technologiczne (produkcja)
. Masa i efekty dynamiczne urządzeń produkcyjnych.
. Ładunki dźwigiem
. Ładunki z transportu wewnątrzsklepowego
. Ładunki z wind (itp.).
. Obciążenia procesowe temperaturowe
. Wysokie ciśnienie krwi(próżnia)
. Obciążenia technologiczne konstrukcji (mosty, dźwigi, tamy, tamy, lotniska itp.)

W zależności od charakteru uderzenia obciążenia dzieli się na
. krótkotrwały (powtarzający się lub epizodyczny)
. długoterminowy
. stały

Z punktu widzenia: czy obciążenia powodują siły dynamiczne w konstrukcjach.
. statyczny
. quasi-statyczny
. dynamiczny (pulsacyjny, udarowy, okresowy itp.)

Projektowa i eksploatacyjna wartość obciążenia. Przy projektowaniu konstrukcji nośnych dla różne rodzaje obliczenia wykorzystują kilka wartości tego samego obciążenia. Najmniej Przewidywana wartość(zwiększony) i znaczenie normatywne(operacyjny).

Kombinacja obciążeń. Każde obciążenie do obliczenia elementu budynku może zarówno obciążyć ten element, jak i rozładować ten element. Dlatego w obliczeniach wykorzystuje się pewną kombinację obciążeń, czyli taką, która maksymalnie obciąża obliczany element budynku.

Należy rozumieć, że wielkość obciążenia (zarówno użytecznego, jak i naturalnego) ma charakter losowy („lotny”). W dokumentacja regulacyjna określa się maksymalne przekroczone obciążenie, co jest mało prawdopodobne (choć możliwe) w całym okresie życia budynku (70-150 lat).

W związku z tym w przypadku struktur wyższy poziom odpowiedzialność (i odpowiednio dłuższa żywotność), wprowadza się rosnące współczynniki, przez które mnożone są „podstawowe” wartości obciążenia. (współczynnik niezawodności odpowiedzialności budowlanej od 1,1 do 1,2).

Więcej informacji na temat znaczenia niektórych rodzajów obciążeń można znaleźć w wykazie załączonej literatury.

LITERATURA

1. prawo federalne z dnia 30 grudnia 2009 r. N 384-FZ „Przepisy techniczne dotyczące bezpieczeństwa budynków i budowli”.

2. GOST 27751-2014 Niezawodność konstrukcji budowlanych i fundamentów. Podstawowe postanowienia.

3. SP 20.13330.2016 Obciążenia i uderzenia. Zaktualizowana wersja SNiP 2.01.07-85.

4. Obciążenia i oddziaływania na budynki i konstrukcje. V.N. Gordeev, A.I. Lantukh-Lyashchenko, V.A. Paszynski, A.V. Perelmuter, S.F. Pichugin; pod. wyd. ogólne. AV Perelmuter. Wydanie 3, poprawione. - M.: Wydawnictwo S, 2009.

Aby budynek był technicznie wykonalny, konieczna jest znajomość wpływów zewnętrznych postrzeganych przez budynek jako całość i jego oddzielne elementy(ryc. 11.2), które można podzielić na dwa typy: moc(obciążenia) i nie na siłę(wpływ środowiska).

Ryż. 11.2.

1 – trwałe i czasowe oddziaływania sił pionowych; 2 – wiatr; 3 – oddziaływania sił specjalnych (sejsmicznych i innych); 4 – wibracje; 5 – boczne parcie gruntu; 6 – parcie gruntu (opór); 7 – wilgotność gruntu; 8 - hałas; 9 – Promieniowanie słoneczne; 10 - opad atmosferyczny; 11 – stan atmosfery (zmienna temperatura i wilgotność, obecność zanieczyszczenia chemiczne)

Wpływ siły obejmuje Różne rodzaje masa:

• stała - z własnej masy elementów budynku, z nacisku gruntu na niego elementy podziemne;
• tymczasowy długo działające– od ciężaru sprzętu stacjonarnego, ładunku długoterminowo składowanego, ciężaru własnego przegród, które mogą przemieszczać się podczas przebudowy;
• krótkotrwałe - od masy ruchomego sprzętu, ludzi, mebli, śniegu, od działania wiatru na budynek;
• szczególne – od uderzeń sejsmicznych, uderzeń wynikających z awarii sprzętu.

Wpływy inne niż siła obejmują:

• skutki temperaturowe wpływające na warunki termiczne pomieszczeń, a także prowadzące do odkształceń temperaturowych, które są już efektami siłowymi;
• narażenie na wilgoć atmosferyczną i gruntową oraz na działanie pary wodnej zawartej w powietrzu wewnętrznym, powodujące zmiany właściwości materiałów, z których wykonane są konstrukcje budynku;
• ruch powietrza powodujący jego przenikanie do konstrukcji i pomieszczeń, zmieniając ich wilgotność i warunki termiczne;
• narażenie na bezpośrednie działanie promieni słonecznych, powodując zmianę właściwości fizyczne i techniczne warstwy powierzchniowe materiał konstrukcyjny, a także termiczny i tryb świetlny lokal;
• narażenie na agresywne zanieczyszczenia chemiczne zawarte w powietrzu, które mieszają się z deszczem lub wody gruntowe tworzą kwasy niszczące materiały (korozja);
• skutki biologiczne wywołane przez mikroorganizmy lub owady, prowadzące do zniszczenia konstrukcji i ich pogorszenia środowisko wewnętrzne lokal;
• narażenie na energię akustyczną (hałas) pochodzącą ze źródeł znajdujących się wewnątrz i na zewnątrz budynku, zakłócającą normalne warunki akustyczne w pomieszczeniu.

Zgodnie z wymienionymi obciążeniami i uderzeniami na budynki i ich konstrukcje nakładane są następujące wymagania.

• 1. Wytrzymałość– zdolność do wytrzymywania obciążeń bez zniszczenia.
• 2. Zrównoważony rozwój– zdolność konstrukcji do utrzymania równowagi pod obciążeniem zewnętrznym i wewnętrznym.
• 3. Sztywność– zdolność konstrukcji do przenoszenia obciążeń przy minimalnym wyprzedzeniu dane standardy deformacje.
• 4. Trwałość– zdolność budynku i jego konstrukcji do pełnienia swoich funkcji i zachowania swoich właściwości przez maksymalny okres użytkowania, na jaki są zaprojektowane. Trwałość zależy od następujących czynników:
  • pełzanie materiałów, tj. proces małych ciągłych odkształceń zachodzących w materiałach w warunkach długotrwałego działania obciążeń;
  • mrozoodporność materiałów, tj. zdolność mokrego materiału do wytrzymywania naprzemiennego zamrażania i rozmrażania;
  • odporność materiałów na wilgoć, tj. ich odporność na niszczące działanie wilgoci (zmiękczenie, pęcznienie, wypaczanie, rozwarstwianie, pękanie);
  • odporność na korozję, tj. odporność materiałów na zniszczenia spowodowane procesami chemicznymi i elektrochemicznymi;
  • biostabilność, tj. możliwości materiały organiczne są odporne na niszczycielskie działanie owadów i mikroorganizmów.

Trwałość zależy od maksymalnej żywotności budynków. Na podstawie tego kryterium budynki i budowle dzieli się na cztery stopnie:

• 1. – ponad 100 lat (konstrukcje główne, fundamenty, ściany zewnętrzne itp. wykonane są z materiałów o wysokiej odporności na wymienione rodzaje wpływów);
• 2. – od 50 do 100 lat;
• 3. – od 20 do 50 lat (konstrukcje nie mają wystarczającej trwałości, np. domy z drewnianymi ścianami zewnętrznymi);
• 4. – do 20 lat (budynki i budowle tymczasowe).

Żywotność zależy również od warunków, w jakich znajduje się budynek i konstrukcja, a także od jakości ich eksploatacji.

Najważniejszym wymaganiem dla budynków i budowli jest wymóg bezpieczeństwo przeciwpożarowe. W zależności od stopnia palności materiały budowlane dzielą się na trzy grupy:

• ogniotrwały(nie palić, nie tlić się ani nie zwęglać pod wpływem ognia lub wysoka temperatura);
• ognioodporne(pod wpływem ognia lub wysokiej temperatury trudno je zapalić, tlić się lub zwęglić, natomiast po usunięciu źródła ognia lub wysokiej temperatury palenie i tlenie ustają). Zazwyczaj są one zabezpieczone od zewnątrz materiałami ognioodpornymi;
• palny(pod wpływem otwartego ognia lub wysokiej temperatury palą się, tlą lub zwęglają, a po usunięciu źródła ognia lub temperatury palą się lub tlą w dalszym ciągu).

Granica odporności ogniowej konstrukcje budowlane określa się na podstawie czasu trwania (w minutach) odporności ogniowej do momentu utraty wytrzymałości lub stateczności, lub do powstania pęknięć, albo do momentu, gdy średnio wzrośnie temperatura na powierzchni konstrukcji po stronie przeciwnej do ognia, do ponad 140°C.

Budynki lub ich przegrody pomiędzy ścianami przeciwpożarowymi - przegrodami ogniowymi (ryc. 11.3), w zależności od stopnia palności ich konstrukcji, dzieli się na pięć stopni odporności ogniowej. Stopień odporności ogniowej budynków określa się Kody budowlane i zasady (SNiP) 21.01.97* " Bezpieczeństwo przeciwpożarowe budynki i budowle.”

Ryż. 11.3. Ściany ogniowe - zapory ogniowe(A) i strefy(B):

1 – ściana ogniowa; 2 – sufit ognioodporny; 3 – grzebień ognioodporny

Do I stopnia odporności ogniowej zalicza się budynki, których konstrukcje nośne i otaczające wykonane są z kamienia, betonu, cegły, z wykorzystaniem płyt lub blach z materiałów ognioodpornych. W budynkach o II klasie odporności ogniowej materiały są również wykonane z materiałów ognioodpornych, ale mają niższą granicę odporności ogniowej. W budynkach o III stopniu odporności ogniowej dopuszcza się stosowanie materiałów palnych do przegród i stropów. W budynkach o IV stopniu odporności ogniowej dozwolone jest stosowanie materiałów palnych o minimalnej granicy odporności ogniowej 15 minut dla wszystkich konstrukcji, z wyjątkiem ścian klatki schodowe. Klasa odporności ogniowej V obejmuje budynki tymczasowe. Granica odporności ogniowej ich konstrukcji nie jest znormalizowana. W budynkach o III, IV i V stopniu odporności ogniowej przewiduje się, że zostaną one przecięte ścianami ogniowymi i stropami ognioodpornymi na przegrody ograniczające obszar rozprzestrzeniania się ognia.

Podczas budowy i eksploatacji budynek doświadcza różnych obciążeń. Materiał samej konstrukcji jest odporny na te siły; naprężenia wewnętrzne. Zachowanie materiały budowlane i konstrukcje pod wpływem siły zewnętrzne i obciążenia są badane przez mechanikę konstrukcji.

Niektóre z tych sił działają na budynek w sposób ciągły i nazywane są obciążeniami stałymi, inne działają tylko w określonych okresach czasu i nazywane są obciążeniami tymczasowymi.

Stałe obciążenia obejmują ciężar własny budynku, na który składa się głównie ciężar tworzących go elementów konstrukcyjnych rama nośna. Ciężar własny działa stale w czasie i w kierunku od góry do dołu. Naturalnie, naprężenia w materiale konstrukcji nośnych w dolnej części budynku będą zawsze większe niż w górnej części. Docelowo całe oddziaływanie własnego ciężaru zostaje przeniesione na fundament, a za jego pośrednictwem na grunt fundamentowy. Jego ciężar własny zawsze był nie tylko stały, ale także głównym, głównym obciążeniem budynku.

Tylko w ostatnie lata budowniczowie i projektanci stanęli przed całkowicie nowy problem: nie jak bezpiecznie podeprzeć budynek na podłożu, ale jak go „przywiązać”, zakotwiczyć do podłoża, aby nie został wyrwany z podłoża przez inne oddziaływania, głównie siły wiatru. Stało się tak z powodu ciężaru własnego konstrukcji w wyniku zastosowania nowych i nowych materiałów o wysokiej wytrzymałości schematy projektowe stale się zmniejszała, a gabaryty budynków rosły. Zwiększyła się powierzchnia dotknięta wiatrem, czyli innymi słowy nawiewem budynku. I w końcu uderzenie wiatru stało się bardziej „ciężkie” niż uderzenie ciężaru budynku, a budynek zaczął mieć tendencję do unoszenia się nad ziemię.

jest jednym z głównych obciążeń tymczasowych. Wraz ze wzrostem wysokości wzrasta siła wiatru. Tak więc w środkowej części Rosji obciążenie wiatrem (prędkość wiatru) na wysokości do 10 m przyjmuje się jako równe 270 Pa, a na wysokości 100 m jest już równe 570 Pa. Na obszarach górskich i na wybrzeżach morskich oddziaływanie wiatru znacznie wzrasta. Na przykład w niektórych obszarach wybrzeży Arktyki i Primorye standardowa wartość ciśnienia wiatru na wysokości do 10 m wynosi 1 kPa. Po zawietrznej stronie budynku występuje rozrzedzona przestrzeń, która wytwarza podciśnienie - ssanie, co zwiększa ogólne działanie wiatru. Wiatr zmienia zarówno kierunek, jak i prędkość. Silne podmuchy wiatru powodują również szok, dynamiczny wpływ na budynek, co dodatkowo komplikuje warunki pracy konstrukcji.

Planistów miejskich spotkały duże niespodzianki, gdy zaczęli wznosić budynki w miastach duża liczba kondygnacji. Okazało się, że na ulicy, na której nigdy nie było wiatru silne wiatry, wraz z budową na nim wielopiętrowych budynków, zrobiło się bardzo wietrznie. Z punktu widzenia pieszego wiatr o prędkości 5 m/s staje się już dokuczliwy: trzepocze ubraniami i niszczy włosy. Jeśli prędkość jest nieco większa, wiatr już unosi kurz, wiruje kawałki papieru i robi się nieprzyjemnie. Wysoki budynek stanowi istotną barierę dla ruchu powietrza. Uderzając w tę barierę, wiatr rozbija się na kilka strumieni. Część z nich okrąża budynek, inne zbiegają w dół, a potem przy ziemi kierują się także do narożników budynku, gdzie obserwuje się najsilniejsze prądy powietrza, 2-3 razy większe niż wiatr, który w tym wieje. miejsce, gdyby nie było żadnego budynku. W bardzo wysokie budynki Siła wiatru u podstawy budynku może osiągnąć takie rozmiary, że zwala pieszych z nóg.

Amplituda oscylacji wysokie budynki sięga duże rozmiary, co negatywnie wpływa na samopoczucie ludzi. Skrzypienie, a czasem zgrzytanie stalowej ramy jednego z najwyższych budynków świata, International Trade Center w Nowym Jorku (jego wysokość wynosi 400 m), wywołuje niepokój wśród osób znajdujących się w budynku. Bardzo trudno jest przewidzieć i obliczyć z wyprzedzeniem wpływ wiatru podczas budowy wieżowców. Obecnie konstruktorzy uciekają się do eksperymentów w tunelu aerodynamicznym. Podobnie jak producenci samolotów! wdmuchują w nie modele przyszłych budynków i w pewnym stopniu uzyskują prawdziwy obraz prądów powietrza i ich siły.

dotyczy również obciążeń użytkowych. Szczególną uwagę należy zwrócić na wpływ obciążenia śniegiem na budynki o różnej wysokości. Na granicy górnej i dolnej części budynku tzw. worek na śnieg", gdzie wiatr zbiera całe zaspy śnieżne. Przy zmiennych temperaturach, gdy śnieg naprzemiennie topnieje i ponownie zamarza, a jednocześnie dostają się tu także cząstki zawieszone w powietrzu (kurz, sadza), śnieg, a dokładnie masy lodowe stają się szczególnie ciężkie i niebezpieczne. Pod wpływem wiatru pokrywa śnieżna opada nierównomiernie zarówno na dachy płaskie, jak i skośne, tworząc asymetryczne obciążenie, które powoduje dodatkowe naprężenia w konstrukcjach.

Tymczasowe odnosi się do (obciążenia osób, które będą przebywać w budynku, wyposażenie technologiczne, składowane materiały itp.).

Naprężenia powstają w budynku i na skutek uderzenia ciepło słoneczne i mróz. Efekt ten nazywa się temperaturowo-klimatyczny. Rozgrzewka promienie słoneczne, konstrukcje budowlane zwiększają swoją objętość i rozmiar. Chłodząc podczas mrozów, zmniejszają swoją objętość. Przy takim „oddychaniu” budynku w jego konstrukcjach powstają naprężenia. Jeżeli budynek posiada świetna długość naprężenia te mogą osiągnąć wysokie wartości przekraczające wartości dopuszczalne, a budynek zacznie się zawalać.

Podobne naprężenia w materiale konstrukcyjnym powstają, gdy nierówne osiadanie budynku, które mogą wystąpić nie tylko z powodu różnych nośność powodów, ale także dlatego duża różnica w nośności lub ciężarze własnym poszczególnych części budynku. Na przykład budynek ma część wielokondygnacyjną i jednopiętrową. W części wielokondygnacyjnej, na piętrach znajduje się ciężkie wyposażenie. Nacisk na podłoże od fundamentów części wielokondygnacyjnej będzie znacznie większy niż od fundamentów części jednokondygnacyjnej, co może powodować nierówne osiadanie budynku. Aby złagodzić dodatkowe naprężenia spowodowane działaniem osadów i temperatury, budynek jest „pocięty” na oddzielne przedziały za pomocą złącz dylatacyjnych.

Jeżeli budynek jest chroniony przed odkształceniami temperaturowymi, wówczas połączenie nazywa się złączem temperaturowym. Oddziela konstrukcje jednej części budynku od drugiej, z wyjątkiem fundamentów, ponieważ fundamenty znajdujące się w ziemi nie podlegają wpływom temperatury. Zatem, złącze dylatacyjne lokalizuje dodatkowe naprężenia w obrębie jednego przedziału, zapobiegając ich przenoszeniu do sąsiednich przedziałów, zapobiegając w ten sposób ich narastaniu i narastaniu.

Jeśli budynek jest chroniony przed deformacjami osadowymi, wówczas szew nazywa się osadowym. Oddziela całkowicie jedną część budynku od drugiej, łącznie z fundamentami, które dzięki takiemu łączeniu są w stanie przesuwać się jedna względem drugiej w płaszczyzna pionowa. Bez szwów pęknięcia mogłyby pojawić się w nieoczekiwanych miejscach i zagrozić wytrzymałości budynku.

Oprócz stałych i tymczasowych, istnieją również szczególne oddziaływania na budynki. Obejmują one:

• obciążenia sejsmiczne spowodowane trzęsieniem ziemi;
• efekty wybuchowe;
• obciążenia powstałe w wyniku wypadków lub awarii urządzeń technologicznych;
• oddziaływania nierównomiernych odkształceń podłoża podczas nasiąkania gruntów osiadających, rozmrażania gruntów wiecznej zmarzliny, na terenach górniczych i podczas zjawisk krasowych.

W zależności od miejsca przyłożenia sił obciążenia dzieli się na skoncentrowane (na przykład ciężar sprzętu) i równomiernie rozłożone (własny ciężar, śnieg itp.).

Ze względu na charakter oddziaływania obciążenia mogą być statyczne, tj. o stałej wartości w czasie, na przykład taki sam ciężar własny konstrukcji, oraz dynamiczne (uderzenia), na przykład podmuchy wiatru lub uderzenia ruchome części sprzęt (młoty, silniki itp.).

Tym samym budynek podlega różnorodnym obciążeniom pod względem wielkości, kierunku, charakteru oddziaływania i miejsca zastosowania (rys. 5). Może wystąpić kombinacja obciążeń, w wyniku której wszystkie będą działać w tym samym kierunku, wzmacniając się nawzajem.

Ryż. 5. Obciążenia i oddziaływania na budynek: 1 - wiatr; 2 - promieniowanie słoneczne; 3 - opady (deszcz, śnieg); 4 - wpływy atmosferyczne (temperatura, wilgotność, chemikalia); 5 - ładowność i masa własna; 6 - uderzenia specjalne; 7 - wibracje; 8 - wilgoć; 9 - ciśnienie gleby; 10 - hałas

To właśnie te niekorzystne kombinacje obciążeń są projektowane tak, aby wytrzymać konstrukcje budowlane. Standardowe wartości wszystkich sił działających na budynek podano w SNiP. Należy pamiętać, że oddziaływania na konstrukcje rozpoczynają się od momentu ich wytworzenia i trwają podczas transportu, wznoszenia budynku i jego eksploatacji.

Blagoveshchensky F.A., Bukina E.F. Projekty architektoniczne. - M., 1985.

MINISTERSTWO EDUKACJI I NAUKI FEDERACJI ROSYJSKIEJ

FSBEI HPE „UNIWERSYTET PAŃSTWOWY BASZKIRU”

INSTYTUT ZARZĄDZANIA I BEZPIECZEŃSTWA PRZEDSIĘBIORCZOŚCI

Katedra Ekonomii, Zarządzania i Finansów

TEST

Według tematu: Konserwacja budynki i konstrukcje

Temat: Rodzaje oddziaływań na budynki i konstrukcje

Ukończył: uczeń grupy EUKZO-01-09

Shagimardanova L.M.

Sprawdzone przez: Fedotov Yu.D.

Wstęp

Klasyfikacja obciążenia

Załaduj kombinacje

Wniosek

Wstęp

Podczas wznoszenia budynków i konstrukcji w pobliżu lub w pobliżu istniejących, występują dodatkowe deformacje wcześniej wybudowanych budynków i konstrukcji.

Doświadczenie pokazuje zaniedbanie specjalne warunki taka konstrukcja może prowadzić do pojawienia się pęknięć w ścianach wcześniej wybudowanych budynków, zniekształceń otworów i ciągi schodów, do przemieszczeń stropów, zniszczenia konstrukcji budowlanych tj. do zakłócenia normalnej pracy budynków, a czasami nawet do wypadków.

Kiedy na terenie zabudowanym planowana jest nowa budowa, klient i generalny projektant, przy zaangażowaniu zainteresowanych organizacji obsługujących otaczające budynki, muszą rozwiązać kwestię kontroli tych budynków w strefie oddziaływania nowej zabudowy.

Za budynek pobliski uważa się budynek istniejący, znajdujący się w strefie wpływu osiadania fundamentów nowego budynku lub w strefie wpływu prac przy budowie nowego budynku na deformację podłoża i konstrukcji budynku. istniejący. Strefa wpływu ustalana jest w procesie projektowania.

Klasyfikacja obciążenia

W zależności od czasu trwania obciążenia należy rozróżnić obciążenia stałe i tymczasowe (długotrwałe, krótkotrwałe, specjalne). Obciążenia powstałe podczas wytwarzania, przechowywania i transportu konstrukcji, a także podczas budowy konstrukcji, należy uwzględniać w obliczeniach jako obciążenia krótkotrwałe.

a) ciężar części konstrukcji, w tym ciężar konstrukcji nośnych i otaczających budynek;

b) ciężar i parcie gruntów (nasypów, zasypek), parcie skał.

Siły sprężające pozostające w konstrukcji lub fundamencie należy uwzględniać w obliczeniach jako siły od obciążeń stałych.

a) ciężar tymczasowych przegród, spoin i stóp pod urządzenia;

b) masę urządzeń stacjonarnych: maszyn, aparatów, silników, zbiorników, rurociągów z armaturą, częściami wsporczymi i izolacją, przenośników taśmowych, stałych maszyn dźwigowych wraz z ich linami i prowadnicami, a także masę cieczy i ciała stałe sprzęt do napełniania;

c) ciśnienie gazów, cieczy i ciał ziarnistych w zbiornikach i rurociągach, nadciśnienie oraz rozrzedzenie powietrza występujące podczas wentylacji kopalń;

d) ładunki na posadzki ze składowanych materiałów i urządzeń regałowych w magazynach, chłodniach, spichlerzach, księgozbiorach, archiwach i podobnych pomieszczeniach;

e) wpływy technologiczne temperatury ze sprzętu stacjonarnego;

f) ciężar warstwy wody na płaskich powierzchniach wypełnionych wodą;

g) masę osadów pyłów przemysłowych, jeżeli za pomocą odpowiednich środków nie wykluczono ich gromadzenia;

h) obciążenia od ludzi, zwierząt, sprzętu na podłogach budynków mieszkalnych, użyteczności publicznej i rolniczych o obniżonych wartościach normalnych.

i) obciążenia pionowe od suwnic i suwnic o obniżonej wartości standardowej, ustalane poprzez pomnożenie pełnej wartości standardowej obciążenia pionowego od jednej suwnicy w każdym przęśle budynku przez współczynnik: 0,5 - dla grup trybów pracy suwnic 4K- 6 tys.; 0,6 - dla grupy trybów pracy dźwigu 7K; 0,7 - dla grupy trybów pracy dźwigu 8K. Grupy trybów pracy dźwigu są akceptowane zgodnie z GOST 25546-82;

j) obciążenia śniegiem o obniżonej wartości obliczeniowej, określone poprzez pomnożenie pełnej wartości obliczeniowej przez współczynnik 0,5.

k) wpływy klimatyczne temperatury o obniżonych wartościach standardowych, określone zgodnie z instrukcjami zawartymi w paragrafach. 8,2-8,6 pod warunkiem q1 = q2 = q3 = q4 = q5 = 0, DI = DVII = 0;

l) oddziaływania spowodowane deformacjami podłoża, którym nie towarzyszy zasadnicza zmiana struktury gleby, a także rozmrożeniem gleb wiecznej zmarzliny;

m) uderzenia wywołane zmianami wilgotności, skurczem i pełzaniem materiałów.

Na obszarach z Średnia temperatura Styczeń minus 5°C i więcej (zgodnie z mapą 5 załącznika 5 do SNiP 2.01.07-85*) nie ustala się obciążeń śniegiem o obniżonej wartości obliczeniowej.

a) obciążenia od sprzętu powstałe w trybach rozruchu, przejściowych i testowych, a także podczas jego przestawiania lub wymiany;

b) ciężar ludzi, materiałów naprawczych w obszarach konserwacji i naprawy sprzętu;

c) obciążenia od ludzi, zwierząt, urządzeń znajdujących się na podłogach budynków mieszkalnych, użyteczności publicznej i rolniczych o pełnych wartościach normalnych, z wyjątkiem obciążeń określonych w pkt. 1.7, a, b, d, e;

d) ładunki z ruchomych urządzeń dźwigowych i transportowych (wózki widłowe, pojazdy elektryczne, układnice, wciągniki, a także z suwnic i suwnic o pełnych wartościach normatywnych);

e) obciążenia śniegiem o pełnej wartości obliczeniowej;

f) wpływ temperatury na klimat przy pełnej wartości standardowej;

g) obciążenia wiatrem;

h) ładunki lodowe.

a) oddziaływania sejsmiczne;

b) efekty wybuchowe;

c) obciążenia spowodowane nagłymi zakłóceniami proces technologiczny, tymczasowa awaria lub awaria sprzętu;

d) oddziaływania spowodowane deformacją podłoża, której towarzyszy radykalna zmiana struktury gleby (w przypadku nasiąkania gruntów osiadających) lub jej osiadaniem na terenach górniczych i obszarach krasowych.

Załaduj kombinacje

Obliczanie konstrukcji i fundamentów wg stany graniczne Pierwszą i drugą grupę należy wykonywać uwzględniając niekorzystne kombinacje obciążeń lub odpowiadających im wysiłków.

Kombinacje te ustalono na podstawie analizy realne opcje jednoczesne działanie różnych obciążeń dla rozpatrywanego etapu eksploatacji konstrukcji lub fundamentu.

W zależności od branego pod uwagę składu obciążenia należy dokonać rozróżnienia pomiędzy:

a) główne kombinacje obciążeń, składające się z obciążeń stałych, długoterminowych i krótkotrwałych,

b) specjalne kombinacje obciążeń, składające się z obciążeń stałych, długotrwałych, krótkotrwałych i jednego z obciążeń specjalnych.

Obciążenia użytkowe o dwóch wartościach norm należy uwzględnić w kombinacjach jako długoterminowe – przy uwzględnieniu obniżonej wartości normy, jako krótkoterminowe – przy uwzględnieniu pełnej wartości normy.

W specjalnych kombinacjach obciążeń, w tym skutków wybuchowych lub obciążeń powstałych na skutek zderzenia pojazdów z częściami konstrukcji, można nie uwzględniać obciążeń krótkotrwałych określonych w p. 1.8.

Uwzględniając kombinacje obejmujące obciążenia stałe i co najmniej dwa obciążenia użytkowe, obliczone wartości obciążeń użytkowych lub odpowiadających im sił należy pomnożyć przez współczynniki kombinacji równe:

w podstawowych kombinacjach dla obciążeń długotrwałych y1 = 0,95; dla krótkotrwałego y2 = 0,9:

w specjalnych kombinacjach dla obciążeń długotrwałych y1 = 0,95; dla krótkotrwałego y2 = 0,8, z wyjątkiem przypadków określonych w normach projektowych dla konstrukcji obszary sejsmiczne oraz w innych normach dotyczących projektowania konstrukcji i fundamentów. W takim przypadku obciążenie specjalne należy przyjąć bez redukcji.

W głównych kombinacjach, biorąc pod uwagę trzy lub więcej obciążeń krótkotrwałych, ich obliczone wartości można pomnożyć przez współczynnik kombinacji y2, przyjęty dla pierwszego (w zależności od stopnia wpływu) obciążenia krótkotrwałego - 1,0, dla drugiego - 0,8, dla reszty - 0,6.

Uwzględniając kombinacje obciążeń, należy uwzględnić jedno obciążenie tymczasowe:

a) ładunek określonego rodzaju z jednego źródła (ciśnienie lub podciśnienie w kontenerze, obciążenie śniegiem, wiatrem, lodem, wpływy temperatury i klimatu, ładunek z jednej ładowarki, pojazd elektryczny, suwnica lub suwnica);

b) ładować z kilku źródeł, jeśli takowe są współdziałanie uwzględnione w normach i projektowych wartościach obciążeń (obciążenie od sprzętu, ludzi i składowanych materiałów na jednej lub kilku kondygnacjach, z uwzględnieniem współczynników yA i yn; obciążenie z kilku suwnic lub suwnic, z uwzględnieniem współczynnika y ; obciążenie wiatrem lodowym

Metody zwalczania oddziaływań na budynki i budowle

Projektując inżynieryjne zabezpieczenie przed osuwiskami i procesami osuwiskowymi należy rozważyć możliwość zastosowania następujących środków i konstrukcji mających na celu zapobieganie i stabilizację tych procesów:

zmiana topografii zbocza w celu zwiększenia jego stabilności;

regulacja przepływu wody powierzchniowe wykorzystanie pionowego układu terytorium, projektowanie systemu drenaż powierzchniowy, zapobieganie infiltracji wody do gleby i procesom erozji;

sztuczne obniżanie poziomu wód gruntowych;

agroleśnictwo;

konsolidacja gleby;

konstrukcje oporowe;

Należy zapewnić konstrukcje oporowe, aby zapobiec przesuwaniu się, zawaleniom, osuwiskom i zwałowaniom gleby, jeżeli zmiana topografii zbocza (zbocza) jest niemożliwa lub ekonomicznie nieopłacalna.

Konstrukcje oporowe stosowane są w następujących typach:

ściany nośne - w celu wzmocnienia zwisających gzymsów skalnych;

przypory – pojedyncze podpory osadzone w stabilnych warstwach gruntu w celu podparcia poszczególnych mas skalnych;

pasy - masywne konstrukcje podpierające niestabilne zbocza;

ściany licowe - w celu ochrony gleby przed wietrzeniem i kruszeniem;

wypełnienia (uszczelniające puste przestrzenie powstałe w wyniku opadów na zboczach) - dla ochrony gleby skaliste przed wietrzeniem i dalszym zniszczeniem;

mocowania kotwowe - jako samodzielna konstrukcja oporowa (z płytki bazowe, belki itp.) w formie mocowania pojedynczych bloków skalnych do stałej masy na skalistych zboczach (zboczach).

Konstrukcje zatrzymujące śnieg należy umieszczać w strefie lawinowej w sposób ciągły lub rzędy przekrojowe do bocznych granic obszaru zlewni lawinowej. Górny rząd konstrukcji powinien być instalowany w odległości nie większej niż 15 m w dół zbocza od najwyższego położenia linii lawinowej (lub od linii płotów odśnieżających lub kolktafeli). Rzędy konstrukcji odśnieżających należy układać prostopadle do kierunku osuwania się pokrywy śnieżnej.

Konstrukcje hamujące lawinę należy projektować tak, aby zmniejszała lub całkowicie tłumiła prędkość lawin na wentylatorach aluwialnych w strefie zalegania lawiny, gdzie nachylenie zbocza jest mniejsze niż 23°. W niektórych przypadkach, gdy chroniony obiekt znajduje się w strefie inicjacji lawiny, a lawina ma krótką drogę rozpędzenia, możliwe jest zlokalizowanie konstrukcji hamujących lawinę na zboczach o nachyleniu większym niż 23°.

Wniosek

Do wyboru optymalna opcja zabezpieczenia inżynieryjne, rozwiązania i środki techniczne i technologiczne muszą być uzasadnione i zawierać ocenę skutków ekonomicznych, społecznych i środowiskowych wprowadzenia lub rezygnacji z opcji.

Opcje podlegają uzasadnieniu i ocenie rozwiązania techniczne i czynności, ich kolejność, termin realizacji, a także zasady utrzymania stworzone systemy i kompleksy ochronne.

Obliczenia związane z odpowiednimi uzasadnieniami muszą być oparte na materiałach źródłowych o jednakowej dokładności, szczegółowości i wiarygodności, na jednym Ramy prawne, ten sam stopień opracowania opcji, identyczny zakres kosztów i uwzględnionych wyników. Porównanie opcji w przypadku różnic w wynikach ich realizacji powinno uwzględniać koszty niezbędne do doprowadzenia opcji do porównywalnej postaci.

Przy ustalaniu efektu ekonomicznego ochrony inżynieryjnej wielkość szkody musi uwzględniać straty powstałe w wyniku narażenia na działanie niebezpieczne procesy geologiczne oraz koszty kompensowania skutków tych oddziaływań. Straty dla poszczególnych obiektów ustalane są według wartości środków trwałych średniorocznie, a dla terytoriów – na podstawie konkretne straty oraz obszar zagrożonego terytorium, z uwzględnieniem czasu trwania okresu odnowy biologicznej i okresu realizacji ochrony inżynieryjnej.

Zapobiegnięte szkody należy podsumować na wszystkich terytoriach i strukturach, niezależnie od granic podziału administracyjno-terytorialnego.

Wykaz używanej literatury

1.wiceprezes Ananyev, A.D. Geologia inżynierska Potapowa. M: Wyżej. Szk. 2010

2.S.B. Uchow, V.V. Semenow, S.N. Czernyszew Mechanika gruntów, fundamenty, fundamenty. M: Wysoki. Szk. 2009

.W I. Temczenko, A. A. Lapidus, O.N. Technologia Terentyjewa procesy budowlane M: Wysoki. Szk. 2008

.W I. Telichenko, A.A. Lapidus, O.M. Terentiew, V.V. Sokołowski Technologia budowy budynków i budowli M: Vys. Szk. 2010

.SNiP 2.01.15-90 Inżynierska ochrona terytoriów, budynków i budowli przed niebezpiecznymi obciążeniami geologicznymi.

Podczas projektowania należy wziąć pod uwagę wszystko, czemu budynek musi się oprzeć, aby nie stracić swoich właściwości użytkowych i wytrzymałościowych. Obciążenia uważa się za zewnętrzne siły mechaniczne działające na budynek, a uderzenia za zjawiska wewnętrzne. Aby wyjaśnić tę kwestię, sklasyfikowajmy wszystkie obciążenia i uderzenia według następujących kryteriów.

Według czasu działania:

• stała - ciężar własny konstrukcji, masa i parcie gruntu w nasypach lub zasypkach;
• długoterminowe - masa sprzętu, przegród, mebli, ludzi, obciążenie śniegiem obejmuje to również uderzenia spowodowane skurczem i pełzaniem materiałów budowlanych;
• krótkotrwałe - wpływy klimatyczne temperatury, wiatru i lodu, a także związane ze zmianami wilgotności, promieniowania słonecznego;
• specjalne - znormalizowane obciążenia i uderzenia (na przykład sejsmiczne, pożarowe itp.).

Wśród projektantów istnieje również termin ładunek, którego znaczenie to dokumenty regulacyjne nie jest ustalony, ale termin ten istnieje w praktyce budowlanej. Przez obciążenie użytkowe rozumiemy sumę niektórych obciążeń tymczasowych, które zawsze występują w budynku: ludzi, mebli, sprzętu. Przykładowo dla budynku mieszkalnego jest to 150...200 kg/m2 (1,5...2 MPa), a dla budynku biurowego - 300...600 kg/m2 (3...6 MPa).

Ze względu na charakter pracy:

• statyczne - ciężar własny konstrukcji, pokrywa śnieżna, wyposażenie;
• dynamiczny - wibracje, podmuch wiatru.

Według miejsca zastosowania wysiłku:

• skoncentrowany - sprzęt, meble;
• równomiernie rozłożony - masa konstrukcji, pokrywa śnieżna.

Ze względu na charakter wpływu:

• obciążenia siłowe (mechaniczne) to obciążenia wywołujące siły reakcji; wszystkie powyższe przykłady dotyczą tych obciążeń;
• uderzenia inne niż siła:
• zmiany temperatury powietrza zewnętrznego, co powoduje liniowe odkształcenia temperaturowe konstrukcji budowlanych;
• przepływy pary wilgoci z pomieszczeń - wpływają na materiał ogrodzeń zewnętrznych;
• wilgoć atmosferyczna i gruntowa, agresywne chemicznie wpływy środowiska;
• Promieniowanie słoneczne;
• promieniowanie elektromagnetyczne, hałas itp. mające wpływ na zdrowie człowieka.

Wszystkie obciążenia mocy są uwzględniane w obliczeniach inżynierskich. Podczas projektowania należy koniecznie uwzględnić wpływ uderzeń innych niż siła. Zobaczmy na przykład, jak temperatura wpływa na konstrukcję. Faktem jest, że pod wpływem temperatury konstrukcja ma tendencję do kurczenia się lub rozszerzania, tj. zmienić rozmiar. Zapobiegają temu inne struktury, z którymi ta struktura jest powiązana. W konsekwencji w miejscach interakcji struktur powstają siły reakcji, które należy zaabsorbować. Również w długich budynkach konieczne jest zapewnienie szczelin.

Obliczeniom podlegają także inne wpływy: obliczenia przepuszczalności pary, obliczenia termotechniczne itp.