Виды нагрузок и воздействий, характеристические и расчетные значения нагрузок и воздействий.
В процессе эксплуатации конструкции подвергаются различным нагрузкам и воздействиям.
Работа конструкции, а следовательно, и особенности ее расчета
во многом зависят от природы, характера и продолжительности воздействий. Так, при взрыве следует учитывать влияние скорости нагружения на свойства материала; при воздействии низких температур - повышенную опасность хрупкого разрушения; при продолжительном воздействии - ползучесть материала.
Классификация нагрузок и воздействий. По своей природе нагрузки и воздействия подразделяют на:
· нагрузки от собственного веса конструкций;
· технологические нагрузки (вес оборудования, складируемых материалов, людей, давление жидкостей, газов, сыпучих материалов и т.д.);
· атмосферные нагрузки (снег, ветер, гололед);
· температурные (технологические и климатические) воздейст
вия;
· монтажные нагрузки;
· сейсмические и взрывные воздействия;
· аварийные нагрузки, возникающие при резком нарушении технологического процесса, поломках оборудования, обрывах проводов линий электропередачи и Т.д.
Все эти нагрузки и воздействия вызывают в конструкциях усилия и перемещения и могут быть отнесены к прямым воздействиям. Кроме них на конструкции могут влиять биологические (гниение), химические (коррозия), радиационные. и другие воздействия.
Эти воздействия приводят к изменению свойств материала (снижению ударной вязкости при радиационном воздействии), меняют параметры работы элементов (уменьшение толщины элементов, повышение концентрации напряжений при коррозии) и в итоге влияют на несущую способность и долговечность конструкций. Такие воздействия называют косвенными.
|
|
|
Под характером воздействия будем понимать скорость и частоту
приложения нагрузок. По этому признаку нагрузки подразделяют на статические, динамические и переменные многократно повторяющиеся.
При статических нагрузках скорость нагружения равна нулю или настолько мала, что вызываемые ими инерционные силы в расчете можно не учитывать и использовать методы статики сооружений.
При динамических нагрузках скорость нагружения высока и вызываемые ими инерционные силы необходимо учитывать при расчете конструкций. В этих случаях используются методы динамики сооружений. Нормы на проектирование стальных конструкций допускают учитывать влияние динамического характера нагрузок путем умножения статической нагрузки на коэффициент динамичности, устанавливаемый на основании теоретических или экспериментальных исследований.
При воздействии переменных многократно повторяющихся нагрузок в конструкциях могут возникнуть усталостные разрушения. В этом случае конструкции необходимо проверить на выносливость .
|
|
|
В зависимости от продолжительности действия нагрузки делят на постоянные и временные. Временные нагрузки в свою очередь подразделяют на длительные, кратковременные и особые.
Постоянными нагрузками называют такие, которые действуют на конструкцию постоянно: собственный вес строительных конструкций, давление грунта, воздействие предварительного напряжения конструкций и т.п.
Длительными нагрузками называют такие, которые действуют на конструкцию продолжительное время (но могут и отсутствовать): вес технологического оборудования, вес складируемых грузов, давление жидкостей и газов в резервуарах и трубопроводах.
Кратковременными нагрузками называют нагрузки, действующие непродолжительное время: снег, ветер, подвижные краны, нагрузки, возникающие при транспортировке, монтаже, ремонтах и испытаниях конструкций, температурные климатические воздействия и Т.д. Для некоторых кратковременных нагрузок принимают два значения: полное и пониженное. При полном значении нагрузку рассматривают как кратковременную, при пониженном - как длительную. Это делают при расчете конструкций с учетом длительности воздействия нагрузок.
|
|
|
Особые нагрузки - это нагрузки, которые могут появиться в исключительных случаях: сейсмические воздействия, аварийные нарушения технологического процесса, резкие просадки грунтов.
Нормативные и расчетные нагрузки. Все нагрузки в той или иной степени случайны и при математическом описании могут быть представлены в виде случайных величин (например, собственный вес конструкций) или случайных функций времени (например, ветер). Однако при расчете конструкций по предельным состояниям мы принимаем детерминированные значения нагрузок. Поэтому для обеспечения необходимого уровня надежности при расчете конструкций по первой группе предельных состояний следует принимать максимальные значения нагрузок с высокой степенью обеспеченности. При расчете по второй группе предельных состояний, т.е. в условиях нормальной эксплуатации, обеспеченность может быть ниже.
Основные положения по расчету устанавливают два значения нагрузок: нормативные и расчетные.
Нагрузки, отвечающие условиям нормальной эксплуатации, называют нормативными. Их величину устанавливают в нормах проектирования , оговаривают в техническом задании или определяют по проектным значениям геометрических параметров оборудования или конструкций.
|
|
|
Нормативные нагрузки от собственного веса конструкций и оборудования принимают при среднем значении параметров. Например, нормативные нагрузки от веса покрытия определяют при номинальной толщине слоев (настила, утеплителя, гидроизоляции и т. д.) И средней плотности материалов.
Нормативные атмосферные нагрузки определяют по результатам наблюдений, проводимых на метеостанциях. Значения этих нагрузок меняются в широких пределах и зависят от географического района. Вся территория России разделена на шесть снеговых и восемь ветровых районов, для каждого из которых установлено свое значение нормативных нагрузок.
Нормативная снеговая нагрузка принята как средняя из ежегодных максимумов. Снеговая нагрузка на покрытиях зданий зависит от конструкции кровли: на крутых кровлях снег "сползает", у препятствий (фонари, перепады высот) образуются снеговые мешки и т. д.
Для перехода от веса снегового покрова земли к нагрузке на покрытие вводят коэффициент 
. Полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия s определяют по формуле 
Сочетания нагрузок. Как правило, на сооружение действует не одна, а несколько нагрузок. При расчете конструкций необходимо выбрать наиболее неблагоприятное их сочетание, позволяющее получить в каждом элементе максимальное из возможных усилие. Однако вероятность одновременного воздействия на сооружение всех возможных расчетных нагрузок очень мала, и если мы запроектируем сооружение на такую комбинацию нагрузок, то оно будет иметь излишние запасы несущей способности. Поэтому в нормах на проектирование установлены две категории расчетных сочетаний нагрузок:
. основные сочетания, состоящие из постоянных, длительных и
кратковременных нагрузок;
. особые сочетания, включающие кроме постоянных, длительных и кратковременных нагрузок одну из особых нагрузок.
Расчет удобно проводить на каждую нагрузку отдельно, а затем определять наиболее неблагоприятное сочетаний усилий.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 1828; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!