1 июня 2016 г.

Нагрузки. Что такое нормативные / расчетные нагрузки ?


Нормативные нагрузки - то нагрузки qn (Fn), соответствующие условиям нормальной эксплуатации конструкций, зданий и сооружений. Они отражают результаты многолетних климатических наблюдений (например, снеговая и ветровая нагрузки), паспортные характеристики оборудования (например, вертикальные и горизонтальные усилия от мостовых кранов), номинальный вес конструкций, материалов, технологического оборудования и т.д. 
Кстати, нормативный объемный вес тяжелого бетона равен 24 кН/м3 , стали – 78,5кН/м3 , а железобетона – 25 кН/м3 . 

Расчетные  нагрузки.  Реальные нагрузки могут отличаться от нормативных в большую или меньшую стороны. Например, снеговая нагрузка может превысить нормативную в особо снежную зиму, а нагрузка от собственного веса железобетонного элемента может превысить нормативную вследствие неточности изготовления или увеличения плотности бетона по сравнению с проектными. Все эти отклонения учитываются коэффициентом надежности по нагрузке γf . Умножая на него нормативную нагрузку, получают расчетную нагрузку: qn× γf = q (или Fn × γf = F). Чем больше вероятность изменения (изменчивость) нагрузки, тем выше значение γf : самое высокое (1,4) – для снеговой и ветровой нагрузки, самое низкое (1,05) – для собственного веса металлических конструкций. Для веса железобетонных конструкций из тяжелого бетона γf = 1,1. Когда то коэффициент надежности по нагрузке назывался коэффициентом перегрузки – термином более понятным, но не совсем точным. Дело в том, что в целом ряде случаев неблагоприятным является отклонение нагрузки не в большую, а в меньшую сторону, т.е. не перегрузка, а недогрузка. Тогда назначают γf < 1 (например, для собственного веса конструкции при расчете ее на устойчивость от опрокидывания или сдвига). 

Когда используют нормативные и расчетные нагрузки ? 
Потеря несущей способности конструкций (прочности, устойчивости и т.п.) чревата тяжелыми последствиями, поэтому в расчете по 1-й группе предельных состояний используют не только расчетные сопротивления материалов (взятые с запасом по отношению к нормативным), но и расчетные нагрузки (также взятые с запасом по отношению к нормативным). Короче говоря, запасы вводят с двух сторон. При расчете по 2-й группе (деформации, трещиностойкость) используют нормативные нагрузки. Исключение составляют элементы 1-й категории трещиностойкости, которые по образованию трещин рассчитывают на воздействие расчетных нагрузок – образование трещин в них приводит к утрате эксплуатационных свойств.