Виды нагрузок или в чем сила, сопромат?

Знание - сила, а знание сил - залог долгой жизни для человека, замыслившего расчет строительных конструкций.

В данном случае имеются в виду физические силы, а всякие там силы духа, мысли, третьего глаза и тому подобные не рассматриваются. Во всяком случае до тех пор, пока телепаты и экстрасенсы не начнут вместо подъемных механизмов работать на стойках народного хозяйства, силой мысли перемещая панели и плиты перекрытия, а не ложки и стаканы в различных телешоу.

Вот только и с физическими силами далеко не все просто и понятно, как хотелось бы. Для начала все, что нас окружает и даже входит в наш состав, можно представить в виде физических сил, а физические силы принято делить на внешние и внутренние. При этом внешние силы называются нагрузками, а внутренние силы - напряжениями. Причем в зависимости от характера решаемой задачи внешние силы могут рассматриваться как внутренние и наоборот. Делать это относительно легко и незаметно для стороннего наблюдателя позволяет сила мысли, в частности закон равнодействия сил, сформулированный Ньютоном. Смысл этого закона сводится к тому, что сила противодействия равна по значению силе действия и направлена в противоположную сторону. Этот закон позволяет относительно легко составлять и решать уравнения равновесия для системы сил.

Определение нагрузки на конструкции в вопросах и ответах

Простота хуже воровства. Как ни странно, но эта пословица очень хорошо применима к основам сопромата. Дело в том, что основные положения теоретической механики и теории сопротивления материалов настолько просты, я бы даже сказал, интуитивно понятны, что в такую простоту очень трудно поверить. А вот даже ботаника, которую дети начинают изучать чуть ли не с первого класса, на мой взгляд куда более сложная и менее понятная вещь, не говоря уже о всяких там биологиях, анатомиях, психологии и прочих премудростях.

Вот, к примеру, возьмем человека. Существо сложное, высокоорганизованное с гипертрофированно развитым мозгом. Один человек способен запомнить дословно содержание книги после единственного прочтения, другой человек не способен запомнить имя соседа по лестничной клетке, с которым каждое утро здоровается на протяжении 20 лет. Одни люди имеют прекрасное телосложение, никогда ни чем не болеют, ведут активный образ жизни и умирают в 40 лет от сердечного приступа. Другие люди с самого рождения ассоциируются только со смертью, имеют огромное количество врожденных и приобретенных болячек, не могут даже передвигаться самостоятельно и доживают до 100 лет.

Сколько весит шкаф

Как правило вопросами: "Сколько весит шкаф, сколько весит диван, кровать или мебель вообще?" чаще задаются грузчики, которым эту самую мебель приходится загружать, выгружать и поднимать на различные этажи. Тем не менее подобные вопросы могут быть актуальными и для человека, планирующего установку мебели в помещении с перекрытием, прочность которого неизвестна.

Конечно же ответ на вопрос: "Сколько весит шкаф или диван?" может дать только производитель или продавец. Но не производитель, ни продавец вам не скажут, сколько эти или другие виды мебели будут весить в нагруженном состоянии и как именно эта нагрузка будет передаваться на перекрытие.

Попробуем немного разобраться в этом вопросе.

Сбор нагрузок на перекрытие жилого дома или гаража

Как правило посетителям моего сайта, едва-едва постигшим основы строймеха и сопромата, я советую при расчетах разного рода перекрытий жилых домов использовать расчетную плоскую равномерно распределенную нагрузку q = 400 кг/м². Иногда, при деревянных и стальных балках, в это значение может входить и собственный вес перекрытия. А для железобетонных плит, имеющих достаточно большой собственный вес, значение расчетной нагрузки следует увеличить.

Такой подход позволяет максимально упростить и сократить расчеты и на выходе получить надежные перекрытия иногда с достаточно большим запасом прочности. Если такой запас кажется вам чрезмерным, то расчет следует выполнять более скрупулезно и начинать его следует со сбора и учета нагрузок.

Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие по деревянным балкам

На мой взгляд, расчет деревянных балок - заняние куда более простое и понятное по сравнению с определением нагрузок, действующих на рассчитываемые деревянные балки. Т.е. для того, чтобы выполнить этот самый расчет, достаточно знать основы сопромата и несколько формул, на все расчеты может уйти несколько минут. А вот сбор нагрузок, действующих на рассматриваемую деревянную балку -это занятие не из простых.

Дело в том, что уже на стадии проектирования для более менее точных расчетов необходимо знать не только состав пирога перекрытия, представляющего собой постоянную нагрузку, но и все возможные длительные и кратковременные нагрузки. Т.е. если это перекрытие жилого дома, то где и какая будет стоять мебель, сколько в этой и на этой мебели будет всего храниться и располагаться, какие на это перекрытие будут нагрузки от людей (и домашних животных) и т.п.

Классификация и учет нагрузок согласно нормативных документов, общие положения

Расчет любых строительных конструкций начинается с выбора расчетной схемы (расчетной модели) и сбора (учета) нагрузок. А так как нагрузки могут быть самыми разнообразными и к тому же их может быть много, то учет нагрузок может представлять определенные трудности.

Избежать этих трудностей очень просто - все возможные нагрузки можно рассматривать как постоянные, соответственно полностью учитывать их при расчетах. Таким образом вы получите дополнительный запас прочности (нельзя сказать, чтобы очень уж большой). Ну а для тех, кого данные трудности не пугают и написана данная статья.

При расчете по предельным состояниям для сбора нагрузок раньше использовался СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия". В данном нормативном документе достаточно подробно описаны основные виды нагрузок и учет их возможного сочетания. Но время идет и относительно недавно (12.02.2016) был актуализирован новый нормативный документ СП 20.13330.2011 "Нагрузки и воздействия". Именно этим документом следует пользоваться при сборе нагрузок.

Нагрузка от чугунной ванны на перекрытие

Чугунная ванна, как впрочем и любая другая, будет создавать нагрузку на перекрытие. При заполнении ванны водой и людьми эта нагрузка будет увеличиваться, что следует учитывать при расчете перекрытия на возможную нагрузку.

С точки зрения СП 20.13330.2011 "Нагрузки и воздействия" чугунная ванна является оборудованием (в частности санитарно-техническим оборудованием со всеми входящими и выходящими трубопроводами). Согласно п.3.3 указанного СП: "Нормативные значения веса оборудования (в том числе трубопроводов) определяются по стандартам или каталогам, а для нестандартного оборудования - по паспортным данным заводов-изготовителей или по рабочим чертежам."

Классификация и учет нагрузок по СП 20.13330.2016, общие положения

Все течет, все изменяется. Вроде бы относительно недавно, в 2016 году был введен в действие новый СП.20.13330.2011, но не прошло и двух лет, ему на смену пришел СП 20.13330.2016. И это все та же актуализированная редакция СНиП 2.01.07.85* "Нагрузки и воздействия".

Тенденции частоты смены действия актуализированных редакций неприятно поражают. Если так пойдет и дальше, то и ежемесячное обновление СП уже не за горами. Тем не менее проектировщикам следует рассчитывать конструкции с учетом требований ныне актуальных нормативных документов. Поэтому ниже мы рассмотрим изменения в СП 20.13330.2016 относительно СП 20.13330.2011, влияющие на расчеты малоэтажных жилых зданий.

Определение снеговой нагрузки на навес возле дома

Сейчас строить возле дома капитальный гараж для машины вовсе не обязательно. Краска у современных машин водостойкая, машина ремонтируется на СТО, а не дома, да и меняется на новую раз в 5-10 лет. Поэтому все чаще автовладельцы пристраивают к дому навес для автомобиля - дешево, удобно, практично. Да и просто навесы для обедов на свежем воздухе делаются людьми все чаще.

Сделать такой навес в принципе не сложно, а вот рассчитать его и в частности определить снеговую нагрузку на навес, примыкающий к дому, несколько сложнее, так как в месте перепада высот может образовываться снеговой мешок. А нагрузка от этого мешка будет зависеть от нескольких параметров.

Пониженное значение снеговой нагрузки

Согласно действующим нормативным документам при расчетах констукций допускается использовать пониженное значение снеговой нагрузки при определенных условиях.

С учетом того, что согласно новых норм пониженное значение снеговой нагрузки в два раза меньше полного значения (раньше составляло 0.7 от полной нагрузки), появляется соблазн использовать при расчетах именно пониженное значение снеговой нагрузки. Я против этого не возражаю, но сначала нужно разобраться, при каких именно условиях возможен расчет с использованием пониженного значения снеговой нагрузки.