При расчёте строительных конструкций нагрузки и воздействия принимают по СНиП 2.01.07–85 «Нагрузки и воздействия»; М., 1986.
В зависимости от продолжительности действия нагрузки делят на постоянные и временные.
Постоянные нагрузки – собственный вес конструкции и/или сооружения, давление грунтов, воздействие предварительного напряжения.
Временные нагрузки делятся на длительные, кратковременные и особые.
Временные длительные – вес перегородок и стационарного оборудования; нагрузки от людей, животных и снега; от мостовых и подвижных кранов; температурные воздействия и др.
Кратковременные – нагрузки от подвижного подъёмно-транспортного оборудования; снеговые и гололёдные; ветровые; нагрузки при изготовлении, транспортировке и монтаже и др.
Особые нагрузки – сейсмические и взрывного воздействия; вызываемые резким нарушением технологического процесса, неисправностью или поломкой оборудования; из-за неравномерной осадки основания здания или сооружения и др.
Величины нагрузок, устанавливаемые нормами, называются нормативными (gn). Для постоянных нагрузок они принимаются исходя из геометрических размеров с учётом нормативных значений удельного веса материалов. Для атмосферных нагрузок (снеговой, ветровой и др.) – по результатам средних ежегодных наблюдений для данного региона.
Расчётная нагрузка (g) вычисляется по формуле:
g = gn · γf ;
где γf – коэффициент надёжности по нагрузке.
При расчётах по первой группе предельных состояний γf обычно больше 1. Так, при определении нагрузок от веса конструкций заводского изготовления:
γf = 1,05 (для металлических конструкций);
γf = 1,1 (для бетонных (при удельной массе ≥ 1600 кг/ м3), железобетонных, каменных и деревянных конструкций; грунтов в природном залегании);
γf = 1,2 (для бетонных (при удельной массе < 1600 кг/ м3) и изоляционных конструкций; выравнивающих и отделочных слоёв, выполненных в заводских условиях;
γf = 1,3 (для тех же конструкций на строительной площадке);
γf = 1,15 (для насыпных грунтов);
γf = 1,4 или 1,6 (для снеговой нагрузки);
γf = 1,4 (для ветровой нагрузки).
Расчёт всех конструкций по деформациям и перемещениям, а железобетонных по раскрытию и закрытию трещин (вторая группа предельных состояний) производят с γf = 1. При расчёте по образованию трещин γf > 1 или γf = 1 (в зависимости от требований, предъявляемых к железобетонной конструкции).
При эксплуатации все нагрузки и силовые воздействия могут быть в различных сочетаниях. Расчёт конструкций должен производиться для наиболее неблагоприятного реально возможного их сочетания.
Различают два вида сочетаний нагрузок.
1. Основные сочетания, состоящие из постоянных, временных длительных и возможных кратковременных нагрузок.
2. Особые сочетания – то же плюс одна из особых нагрузок.
Вероятность одновременного появления наибольших значений нагрузок или усилий учитывается коэффициентом сочетания γlc.Так, при расчёте на основные сочетания и учёте только одной временной нагрузки коэффициент сочетания γl c = 1. При учёте двух и более временных нагрузок длительные нагрузки умножаются на γl c = 0,95, а кратковременные – на γl c = 0,9.
4. Нормативные и расчётные сопротивления материалов
Нормативные сопротивления (Rn) устанавливаются нормами проектирования и характеризуют сопротивление материала основным воздействиям.
Расчётное сопротивление (R) вычисляется по формуле:
R = Rn · γm ;
где γm – коэффициент надёжности по материалу, учитывающий возможность отклонения сопротивлений материалов от нормативных значений в неблагоприятную сторону.
При расчёте по первой группе предельных состояний:
γm = 1,025–1,15 (для стального проката);
γb c = 1,3 (для бетона при сжатии);
γb t = 1,5 (для бетона при растяжении);
γs = 1,05–1,2 (для арматуры);
γ t = 1,7 – 5,5 (для древесины);
Для железобетонных конструкций по второй группе предельных состояний коэффициент надёжности γm = 1.