Расчет нагрузок на перекрытие: Сбор нагрузок на перекрытие и балки онлайн

Расчет нагрузки плит перекрытий

Железобетонные монолитные плиты перекрытия являются популярными и по сей день. И определенную сложность для тех, кто затеял бетонирование перекрытия, представляет проведение расчетов, определяющих, какой заказать бетон и какую арматуру. Такие расчеты состоят из нескольких этапов. Их суть – подобрать класс арматуры, класс бетона и такие геометрические параметры, которые бы исключили разрушение плиты при воздействии на неё максимально допустимых нагрузок.

Рассмотрим основные этапы расчетов:

1. Определяем расчетную длину плиты. Расчетная длина – это расстояние между несущими стенами. Таким образом, для определения необходимых параметров, вам необходимо измерить расстояние от стены до стены, что несложно сделать при помощи рулетки. Проще всего рассчитать однопролетную плиту перекрытия, опирающуюся на две несущих стены. 
2. Определение класса бетона, арматуры и геометрических параметров плиты. Здесь нужно произвести расчет, учитывая размеры здания и допустимую нагрузку, оказываемую на плиту. Например, для жилых зданий средних размеров принимаются такие значения: высота – 10 см ширина – 100 см, класс арматуры – А400, а бетона – В20.
3. Определяем нагрузку на плиту. Нагрузки на плиту могут иметь самый разнообразный характер. Если говорить о строительной механике, то все, что установлено на балке неподвижно, подвешено или приклеено на ней, относится к постоянным нагрузкам. А все, что ходит, ездит или как-то двигается создает нагрузку динамическую. И динамические нагрузки, как правило – явление временное, но его также следует учитывать при проектировании.

Чаще всего, перекрытия, установленные в жилых домах, рассчитываются на нагрузку, равную 400 кг/м2. Если плита имеет высоту в 10 см, то её собственный вес добавит к данной нагрузке ещё 250 кг/м2, а стяжка с уложенной на неё керамической плиткой могут добавить ещё порядка 100 кг/м2.

Таким образом, чтобы рассчитать максимально допустимую нагрузку на перекрытие, необходимо умножить полученные значения на коэффициент надежности, равный 1.2. Таким образом, допустимая нагрузка на плиту составляет: q = 1.2 (400 + 100 + 250) = 900 кг/м2.

Это лишь основные расчеты, проводимые профессиональными проектировщиками. Но они дают возможность понять саму суть процесса проектирования перекрытий.

Нагрузка на плиты перекрытия: примеры расчета, максимально допустимые

Для обустройства перекрытий между этажами, а также при строительстве частных объектов применяются железобетонные панели с полостями. Они являются связующим элементом в сборных и сборно-монолитных строениях, обеспечивая их устойчивость. Главная характеристика – нагрузка на плиту перекрытия. Она определяется на этапе проектирования здания. До начала строительных работ следует выполнить расчеты и оценить нагрузочную способность основы.

Ошибка в расчетах отрицательно повлияет на прочностные характеристики строения.

Нагрузка на пустотную пелиту перекрытия

Виды пустотных панелей перекрытия

Панели с продольными полостями применяют при сооружении перекрытий в жилых зданиях, а также строениях промышленного назначения.

Железобетонные панели отличаются по следующим признакам:

• размерам пустот;
• форме полостей;
• наружным габаритам.

В зависимости от размера поперечного сечения пустот железобетонная продукция классифицируется следующим образом:

• изделия с каналами цилиндрической формы диаметром 15,9 см. Панели маркируются обозначением 1ПК, 1 ПКТ, 1 ПКК, 4ПК, ПБ;
• продукция с кругами полостями диаметром 14 см, произведенная из тяжелых марок бетонной смеси, обозначается 2ПК, 2ПКТ, 2ПКК;
• пустотелые панели с каналами диаметром 12,7 см. Они маркируются обозначением 3ПК, 3ПКТ и 3ПКК;
• круглопустотные панели с уменьшенным до 11,4 см диаметром полости. Применяются для малоэтажного строительства и обозначаются 7ПК.

Виды плит и конструкция перекрытия

Панели для межэтажных оснований отличаются формой продольных отверстий, которая может быть выполнены в виде различных фигур:

• круга;
• эллипса;
• восьмигранника.

По согласованию с заказчиком стандарт допускает выпуск продукции с отверстиями, форма которых отличается от указанных. Каналы могут иметь вытянутую или грушеобразную форму.

Круглопустотная продукция отличается также габаритами

:

• длиной, которая составляет 2,4–12 м;
• шириной, находящейся в интервале 1м3,6 м;
• толщиной, составляющей 16–30 см.

По требованию потребителя предприятие-изготовитель может выпускать нестандартную продукцию, отличающуюся размерами.

Основные характеристики пустотных панелей перекрытий

Плиты с полостями пользуются популярностью в строительной отрасли благодаря своим эксплуатационным характеристикам.

Расчет на продавливание плиты межэтажного перекрытия

Главные моменты:

• расширенный типоразмерный ряд продукции. Габариты могут подбираться для каждого объекта индивидуально, в зависимости от расстояния между стенами;
• уменьшенная масса облегченной продукции (от 0,8 до 8,6 т). Масса варьируется в зависимости от плотности бетона и размеров;
• допустимая нагрузка на плиту перекрытия, равная 3–12,5 кПа. Это главный эксплуатационный параметр, определяющий несущую способность изделий;
• марка бетонного раствора, который применялся для заливки панелей. Для изготовления подойдут бетонные составы с маркировкой от М200 до М400;
• стандартный интервал между продольными осями полостей, составляющий 13,9-23,3 см. Расстояние определяется типоразмером и толщиной продукции;
• марка и тип применяемой арматуры. В зависимости от типоразмера изделия, используются стальные прутки в напряженном или ненапряженном состоянии.

Подбирая изделия, нужно учитывать их вес, который должен соответствовать прочностным характеристикам фундамента.

Как маркируются плиты пустотные

Государственный стандарт регламентирует требования по маркировке продукции. Маркировка содержит буквенно-цифровое обозначение.

Маркировка пустотных плит перекрытия

По нему определяется следующая информация

:

• типоразмер панели;
• габариты;
• предельная нагрузка на плиту перекрытия.

Маркировка также может содержать информацию по типу применяемого бетона.

На примере изделия, которое обозначается аббревиатурой ПК 38-10-8, рассмотрим расшифровку:

• ПК – эта аббревиатура обозначает межэтажную панель с круглыми полостями, изготовленную опалубочным методом;
• 38 – длина изделия, составляющая 3780 мм и округленная до 38 дециметров;
• 10 – указанная в дециметрах округленная ширина, фактический размер составляет 990 мм;
• 8 – цифра, указывающая, сколько выдерживает плита перекрытия килопаскалей. Это изделие способно выдерживать 800 кг на квадратный метр поверхности.

При выполнении проектных работ следует обращать внимание на индекс в маркировке изделий, чтобы избежать ошибок. Подбирать изделия необходимо по размеру, уровню максимальной нагрузки и конструктивным особенностям.

Преимущества и слабые стороны плит с полостями

Плиты перекрытия с полостями

Пустотелые плиты популярны благодаря комплексу достоинств:

• небольшому весу. При равных размерах они обладают высокой прочностью и успешно конкурируют с цельными панелями, которые имеют большой вес, соответственно увеличивая воздействие на стены и фундамент строения;
• уменьшенной цене. По сравнению с цельными аналогами, для изготовления пустотелых изделий требуется уменьшенное количество бетонного раствора, что позволяет обеспечить снижение сметной стоимости строительных работ;
• способности поглощать шумы и теплоизолировать помещение. Это достигается за счет конструктивных особенностей, связанных с наличием в бетонном массиве продольных каналов;
• повышенному качеству промышленно изготовленной продукции. Особенности конструкции, размеры и вес не позволяют кустарно изготавливать панели;
• возможности ускоренного монтажа. Установка выполняется намного быстрее, чем сооружение цельной железобетонной конструкции;
• многообразию габаритов. Это позволяет использовать стандартизированную продукцию для строительства сложных перекрытий.

К преимуществам изделий также относятся:

• возможность использования внутреннего пространства для прокладки различных инженерных сетей;
• повышенный запас прочности продукции, выпущенной на специализированных предприятиях;
• стойкость к вибрационному воздействию, перепадам температур и повышенной влажности;
• возможность использования в районах с повышенной до 9 баллов сейсмической активностью;
• ровная поверхность, благодаря которой уменьшается трудоемкость отделочных мероприятий.

Изделия не подвержены усадке, имеют минимальные отклонения размеров и устойчивы к воздействию коррозии.

Пустотные плиты перекрытия

Имеются также и недостатки:

• потребность в использовании грузоподъемного оборудования для выполнения работ по их установке. Это повышает общий объем затрат, а также требует наличия свободной площадки для установки подъемного крана;
• необходимость выполнения прочностных расчетов. Важно правильно рассчитать значения статической и динамической нагрузки. Массивные бетонные покрытия не стоит устанавливать на стены старых зданий.

Для установки перекрытия необходимо сформировать армопояс по верхнему уровню стен.

Расчет нагрузки на плиту перекрытия

Расчетным путем несложно определить, какую нагрузку выдерживают плиты перекрытия. Для этого необходимо:

• начертить пространственную схему здания;
• рассчитать вес, действующий на несущую основу;
• вычислить нагрузки, разделив общее усилие на количество плит.

Определяя массу, необходимо просуммировать вес стяжки, перегородок, утеплителя, а также находящейся в помещении мебели.

Рассмотрим методику расчета на примере панели с обозначением ПК 60.15-8, которая весит 2,85 т:

1. Рассчитаем несущую площадь – 6х15=9 м².
2. Вычислим нагрузку на единицу площади – 2,85:9=0,316 т.
3. Отнимем от нормативного значения собственный вес 0,8-0,316=0,484 т.
4. Вычислим вес мебели, стяжки, полов и перегородок на единицу площади – 0,3 т.
5. Сопоставимый результат с расчетным значением 0,484-0,3=0,184 т.

Многопустотная плита перекрытия ПК 60.15-8

Полученная разница, равная 184 кг, подтверждает наличие запаса прочности.

Плита перекрытия – нагрузка на м

²

Методика расчета позволяет определить нагрузочную способность изделия.

Рассмотрим алгоритм вычисления на примере панели ПК 23.15-8 весом 1,18 т:

1. Рассчитаем площадь, умножив длину на ширину – 2,3х1,5=3,45 м².
2. Определим максимальную загрузочную способность – 3,45х0,8=2,76т.
3. Отнимем массу изделия – 2,76-1,18=1,58 т.
4. Рассчитаем вес покрытия и стяжки, который составит, например, 0,2 т на 1 м².
5. Вычислим нагрузку на поверхность от веса пола – 3,45х0,2=0,69 т.
6. Определим запас прочности – 1,58-0,69=0,89 т.

Фактическая нагрузка на квадратный метр определяется путем деления полученного значения на площадь 890 кг:3,45 м2= 257 кг. Это меньше расчетного показателя, составляющего 800 кг/м2.

Максимальная нагрузка на плиту перекрытия в точке приложения усилий

Предельное значение статической нагрузки, которое может прилагаться в одной точке, определяется с коэффициентом запаса, равным 1,3. Для этого необходимо нормативный показатель 0,8 т/м² умножить на коэффициент запаса. Полученное значение составляет – 0,8х1,3=1,04 т. При динамической нагрузке, действующей в одной точке, коэффициент запаса следует увеличить до 1,5.

Нагрузка на плиту перекрытия в панельном доме старой постройки

Определяя, какой вес выдерживает плита перекрытия в квартире старого дома, следует учитывать ряд факторов:

• нагрузочную способность стен;
• состояние строительных конструкций;
• целостность арматуры.

При размещении в зданиях старой застройки тяжелой мебели и ванн увеличенного объема, необходимо рассчитать, какое предельное усилие могут выдержать плиты и стены строения. Воспользуйтесь услугами специалистов. Они выполнят расчеты и определят величину предельно допустимых и постоянно действующих усилий. Профессионально выполненные расчеты позволят избежать проблемных ситуаций.

Расчет полезной нагрузки на пустотную плиту перекрытия

Бетонные пустотные плиты уже много лет используют для обустройства межэтажных перекрытий при строительстве зданий из любых строительных материалов: железобетонных панелей, стеновых блоков (газобетонных, пенобетонных, газосиликатных), а также при возведении монолитных или кирпичных сооружений. Нагрузка на пустотную плиту перекрытия – одна из основных характеристик таких изделий, которую необходимо учитывать уже на этапе проектирования будущего строения. Неправильный расчет этого параметра негативно скажется на прочности и долговечности всего строения.

Разновидности пустотных плит перекрытия

Пустотные плиты наиболее широко применяют при обустройстве перекрытий при строительстве жилых домов, общественных и промышленных сооружений. Толщина таких панелей составляет 160, 220, 260 или 300 мм. По типу отверстий (пустот) изделия бывают:

• с круглыми отверстиями;
• с пустотами овальной формы;
• с отверстиями грушевидной формы;
• с формой и размерами пустот, которые регламентируются техусловиями и специальными стандартами.

Самые востребованные на современном строительном рынке – изделия с толщиной 220 мм и отверстиями цилиндрической формы, так как они рассчитаны на значительные нагрузки на каждую пустотную плиту перекрытия, а ГОСТ предусматривает их применение для обустройства перекрытий практически всех типов зданий. Различают три типа таких конструкционных изделий:

• Плиты с цилиндрическими пустотами Ø=159 мм (маркируют символами 1ПК).
• Изделия с круглыми отверстиями Ø=140 мм (2ПК), которые изготавливают только из тяжелых видов бетона.
• Панели с пустотами Ø=127 мм (3ПК).

На заметку! Для малоэтажного индивидуального строительства допустимо применение панелей толщиной 16 см и отверстиями Ø=114 мм. Важный момент, который надо учитывать, выбирая изделие такого типа, уже на этапе проектирования сооружения – максимальная нагрузка, которую выдержит плита.

Характеристики пустотных плит перекрытий

К основным техническим характеристикам пустотных плит относятся:

• Геометрические размеры (стандартные: длина – от 2,4 до 12 м; ширина – от 1,0 до 3,6 м; толщина – от 160 до 300 мм). По желанию заказчика производитель может изготовить нестандартные панели (но только при строгом соблюдении всех требований ГОСТа).
• Масса (от 800 до 8600 кг в зависимости от размеров панели и плотности бетона).
• Допустимая нагрузка на плиту перекрытия (от 3 до 12,5 кПа).
• Тип бетона, который использовали при изготовлении (тяжелый, легкий, плотный силикатный).
• Нормированное расстояние между центрами отверстий от 139 до 233 мм (зависит от типа и толщины изделия).
• Минимальное количество сторон, на которые должна опираться панель перекрытия (2, 3 или 4).
• Расположение пустот в плите (параллельно длине либо ширине). Для панелей, предназначенных для опоры на 2 или 3 стороны, пустоты необходимо обустраивать только параллельно длине изделия. Для плит, опирающихся на 4 стороны, возможно расположение отверстий параллельно как длине, так и ширине.

• Арматура, использованная при изготовлении (напрягаемая или ненапрягаемая).
• Технологические выпуски арматуры (если таковые предусмотрены проектным заданием).

Маркировка пустотных плит

Марка панели состоит из нескольких групп букв и цифр, разделенных дефисами. Первая часть – тип плиты, ее геометрические размеры в дециметрах (округленные до целого числа), количество сторон опоры, на которое рассчитана панель. Вторая часть – расчетная нагрузка на плиту в кПа (1 кПа = 100 кг/м²).

Внимание! В маркировке указана расчетная, равномерно распределенная нагрузка на бетонное перекрытие (без учета собственной массы изделия).

Дополнительно в маркировке указывают тип бетона, примененного для изготовления (Л – легкий; С – плотный силикатный; тяжелый бетон индексом не обозначают), а также дополнительные характеристики (например, сейсмологическую устойчивость).

Например, если на плиту нанесена маркировка 1ПК66.15-8, то это расшифровывается следующим образом:

1ПК – толщина панели – 220 мм, пустоты Ø=159 мм и она предназначена для установки с опорой на две стороны.

66.15 – длина составляет 6600 мм, ширина – 1500 мм.

8 – нагрузка на плиту перекрытия, которая составляет 8 кПа (800 кг/м²).

Отсутствие в конце маркировки буквенного индекса указывает на то, что для изготовления был применен тяжелый бетон.

Еще один пример маркировки: 2ПКТ90.12-6-С7. Итак, по порядку:

2ПКТ – панель толщиной 220 мм с пустотами Ø=140 мм, предназначенная для установки с упором на три стороны (ПКК означает необходимость установки панели на четыре стороны опоры).

90.12 – длина – 9 м, ширина – 1,2 м.

6 – расчетная нагрузка 6 кПа (600 кг/м²).

С – означает, что она изготовлена из силикатного (плотного) бетона.

7 – панель может быть использована в регионах с сейсмологической активностью до 7 баллов.

Достоинства и недостатки пустотных плит

По сравнению со сплошными аналогами пустотные панели обладают рядом несомненных преимуществ:

• Меньшей массой по сравнению со сплошными аналогами, причем без потери надежности и прочности. Это значительно уменьшает нагрузки на фундамент и несущие стены. При монтаже можно использовать технику меньшей грузоподъемности.
• Меньшей стоимостью, так как для их изготовления необходимо значительно меньшее количество строительного материала.
• Более высокой тепло- и звукоизоляцией (за счет пустот в «теле» изделия).
• Отверстия могут быть использованы для прокладки различных инженерных коммуникаций.
• Изготовление плит осуществляют только на крупных заводах, оснащенных современным высокотехнологичным оборудованием (производство их в кустарных условиях, практически, невозможно). Поэтому можно быть уверенным в соответствии изделия заявленным техническим характеристикам (согласно ГОСТ).

• Многообразие стандартных типоразмеров позволяет осуществлять строительство сооружений самых различных конфигураций (доборные элементы перекрытий можно изготовить из стандартных панелей или заказать у производителя).
• Быстрый монтаж перекрытия по сравнению с обустройством монолитной железобетонной конструкции.

К недостаткам таких плит можно отнести:

• Возможность монтажа только с применением грузоподъемной техники, что приводит к удорожанию постройки при индивидуальном строительстве жилого дома. Необходимость свободного места на частном участке для маневрирования подъемного крана при монтаже перекрытий.

На заметку! Деревянные перекрытия, которые очень популярны в индивидуальном строительстве, устанавливают на балки, для монтажа которых также необходимо применение техники достаточной грузоподъемности.

• При использовании стеновых блоков необходимо обустройство железобетонного армопояса.

• Невозможность изготовления своими руками.

Примерный расчет предельной нагрузки на пустотную плиту перекрытия

Для того чтобы самостоятельно рассчитать, какую максимальную нагрузку могут выдерживать плиты перекрытия, которые вы планируете использовать при строительстве, необходимо учесть все моменты. Допустим, что для обустройства перекрытий вы хотите использовать панели 1ПК63.12-8 (то есть, величина расчетной нагрузки, которую выдерживает одно изделие, составляет 800 кг/м²: для дальнейших расчетов обозначим ее буквой Q₀). Рассчитав сумму всех динамических, статических и распределенных нагрузок (от веса самой плиты; от людей и животных, мебели и бытовой техники; от стяжки, утеплителя, финишного напольного покрытия и перегородок), которую обозначаем QΣ, можно определить, какую нагрузку выдерживает ваша конкретная плита. Основной момент, на который надо обратить внимание: в результате всех расчетов (разумеется, с учетом повышающего коэффициента прочности) должно получиться, что QΣ ≤ Q₀.

Для того чтобы определить равномерно распределенную нагрузку от собственного веса плиты, необходимо знать ее массу (M). Можно воспользоваться либо величиной массы, указанной в сертификате завода-изготовителя (если его предоставили в месте продажи), либо справочной величиной из таблицы ГОСТ-а, которая составлена для изделий, изготовленных из тяжелых видов бетона со средней плотностью 2500 кг/м³. В нашем случае справочный вес плиты составляет 2400 кг.

Сначала вычисляем площадь плиты: S = L⨯H = 6,3⨯1,2 = 7,56 м². Тогда нагрузка от собственного веса (Q₁) составит: Q₁ = M:S = 2400:7,56 = 317,46 ≈ 318 кг/м².

В некоторых строительных справочниках рекомендуют при расчетах использовать суммарное усредненное значение полезной нагрузки на перекрытие жилых помещений – Q₂=400 кг/м².

Тогда суммарная нагрузка, которую необходимо выдерживать плите перекрытия, составит:

QΣ = Q₁ + Q₂ = 318 + 400 = 718 кг/м² ˂ 800 кг/м², то есть основной момент QΣ ≤ Q₀ соблюден и выбранная плита пригодна для обустройства перекрытий жилых помещений.

Для точных расчетов будут необходимы значения удельной плотности (стяжки, теплоизолятора, финишного покрытия), значение нагрузки от перегородок, вес мебели и бытовой техники и так далее. Нормативные показатели нагрузок (Qн) и коэффициенты надежности (Үн) указаны в соответствующих СНИП-ах.

В заключении

На современном строительном рынке представлены пустотелые плиты с расчетными нагрузками от 300 до 1250 кг/м². Если подойти к моменту расчета необходимой предельной нагрузки ответственно, то можно выбрать изделие, удовлетворяющее именно вашим требованиям, не переплачивая за излишнюю прочность.

Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания

 

 

Требуется собрать нагрузки на монолитную плиту перекрытия жилого дома. Толщина плиты 200 мм. Состав пола представлен на рис. 1.

Решение

Определим нормативные значения действующих нагрузок. Для удобства восприятия материала постоянные нагрузки будем обозначать индексом q, кратковременные — индексом ν, длительные — индексом p.

Жилые здания относятся ко II уровню ответственности, следовательно, коэффициент надежности по ответственности γн = 1,0. На этот коэффициент будем умножать значения всех нагрузок. (Для выбора коэффициента см. статью Коэффициент надежности по ответственности зданий и сооружений)

Сначала рассмотрим нагрузки от плиты перекрытия и конструкции пола.  Эти нагрузки являются постоянными, т.к. действуют на всем протяжении эксплуатации здания.

1. Объемный вес железобетона равен 2500 кг/м3 (25 кН/м3). Толщина плиты δ1 = 200 мм = 0,2 м, тогда нормативное значение нагрузки от собственного веса плиты перекрытия составляет:

q1 = 25*δ1*γн = 25*0,2*1,0 = 5,0 кН/м2.

2. Нормативная нагрузка от звукоизоляционного слоя из экструдированного пенополистирола плотностью ρ2 = 35 кг/м3 (0,35 кН/м3) и толщиной δ2 = 30 мм = 0,03 м:

q2 = ρ2*δ2*γн = 0,35*0,03*1,0 = 0,01 кН/м2.

3. Нормативная нагрузка от цементно-песчаной стяжки плотностью ρ3 = 1800 кг/м3 (18 кН/м3) и толщиной δ3 = 40 мм = 0,04 м:

q3 = ρ3*δ3*γн = 18*0,04*1,0 = 0,72 кН/м2.

4. Нормативная нагрузка от плиты ДВП плотностью ρ4 = 800 кг/м3 (8 кН/м3) и толщиной δ4 = 5 мм = 0,005 м:

q4 = ρ4*δ4*γн = 8*0,005*1,0 = 0,04 кН/м2.

5. Нормативная нагрузка от паркетной доски плотностью ρ5 = 600 кг/м3 (6 кН/м3) и толщиной δ5 = 20 мм = 0,02 м:

q5 = ρ5*δ5*γн = 6*0,02*1,0 = 0,12 кН/м2.

Суммарная нормативная постоянная нагрузка составляет

q = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 = 5 + 0,01 + 0,72 + 0,04 + 0,12 +5,89 кН/м2.

Расчетное значение нагрузки получаем путем умножения ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке γt.

Теперь определим временные (кратковременные и длительные) нагрузки. Полное (кратковременное) нормативное значение нагрузки от людей и мебели (так называемая полезная нагрузка) для квартир жилых зданий составляет 1,5 кПа (1,5 кН/м2). Учитывая коэффициент надежности по ответственности здания γн = 1,0, итоговая кратковременная нагрузка от людей составляет:

ν1p = ν1*γt = 1,5*1,3 = 1,95 кН/м2.

Длительную нагрузку от людей и мебели получаем путем умножения ее полного значения на коэффициент 0,35, указанный в табл. 6, т.е:

р1 = 0,35*ν1 = 0,35*1,5 = 0,53 кН/м2;

р1р = р1*γt =0,53*1,3 = 0,69 кН/м2.

 

Полученные данные запишем в таблицу 1.

Помимо нагрузки от людей необходимо учесть нагрузки от перегородок. Поскольку мы проектируем современное здание со свободной планировкой и заранее не знаем расположение перегородок (нам известно лишь то, что они будут кирпичными толщиной 120 мм при высоте этажа 3,3 м), принимаем эквивалентную равномерно распределенную нагрузку с нормативным значением 0,5 кН/м2. С учетом коэффициента γн = 1,0 окончательное значение составит:

р2 = 0,5*γн = 0,5*1,9 =0,5 кН/м2.

При соответствующем обосновании в случае необходимости нормативная нагрузка от перегородок может приниматься и большего значения.

Коэффициент надежности по нагрузке γt = 1,3, поскольку перегородки выполняются на строительной площадке. Тогда расчетное значение нагрузки от перегородок составит:

р2р = р2*γt = 0,5*1,3 = 0,65 кН/м2.

(Для выбора плотности основных строй материалов см. статьи:

1. Классификация нагрузок по продолжительности действия.
2. Плотность стройматериалов по данным СНиП II-3-79

Для удобства все найденные значения запишем в таблицу сбора нагрузок (табл.1).

 Таблица 1

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Вид нагрузки	Норм. кН/м2	Коэф. γt	Расч. кН/м2
Постоянная нагрузка
1. Ж.б. плита	5,0	1,1	5,5
2. Пенополистирол	0,01	1,3	0,013
3. Цем — песч. стяжка	0,72	1,3	0,94
4. Плита ДВП	0,04	1,1	0,044
5. Паркетная доска	0,12	1,1	0,132
Всего:	5,89		6,63
Временная нагрузка
1. Полезная нагрузка
кратковременная ν1	1,5	1,3	1,95
длительная р1	0,53	1,3	0,69
2. Перегородки (длительная) р2	0,5	1,3	0,65

 

В нашем примере сейсмические, взрывные и т.п. воздействия (т. е. особые нагрузки) отсутствуют. Следовательно, будем рассматривать основные сочетания нагрузок.

I сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и пола) + полезная (кратковременная).

При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициенты Ψl, Ψt вводить не следует.

Тогда qI = q + ν1 = 5,89 + 1,5 = 7,39, кН/м2;

qIр = qp + ν1p = 6,63 + 1,95 = 8,58 кН/м2.

II вариант: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и пола) + полезная (кратковременная) + нагрузка от перегородок (длительная).

Для основных сочетаний коэффициент сочетаний длительных нагрузок Ψl принимается: для первой (по степени влияния) длительной нагрузки — 1,0, для остальных — 0,95. Коэффициент Ψt для кратковременных нагрузок принимается: для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки — 1,0, для второй — 0,9, для остальных — 0,7.

Поскольку во II сочетании присутствует одна кратковременная и одна длительная нагрузка, то коэффициенты Ψl и Ψt = 1,0.

qII = q + ν1 + p2 = 5,89 + 1,5 + 0,5 =7,89 кН/м2;

qIIр = qр + ν1р + p2р = 6,63+ 1,95 + 0,65 =9,23 кН/м2.

Совершенно очевидно, что II основное сочетание дает наибольшие значения нормативной и расчетной нагрузки.

Смотрите также:

 

Примеры:

 

Расчет нагрузок на перекрытие — услуги инженера-конструктора в Москве

Расчет нагрузок на перекрытие — это комплекс работ, выполняемый для выявления допустимой статистической и динамической нагрузки, которую способна выдержать конструкция без ухудшения технических параметров. К примеру, установка нового оборудования в промышленных зданиях или торговых центрах утяжеляет несущие конструкции и приводит к их последующим деформациям. Если вес такой техники превышает допустимую нагрузку, то необходимо разработать специальный проект усиления элементов. Только после расчета нагрузок на плиты и балки можно устанавливать объекты со сверхнормативным весом.

Расчеты по нагрузкам производит инженер-конструктор.

Для чего требуются расчеты нагрузок?

Данная процедура актуальна для любых помещений – жилых домов, офисных, административных и общественных зданий. Она позволяет:

• Установить остаточную несущую способность конструкции при реставрации или капитальном ремонте здания;
• Не допустить разрушения объекта;
• Выявить запас прочности несущих конструкций;
• Установить размеры конструкций, которые необходимо заложить при проектировании;
• Создать проект усиления устаревших элементов.

Расчет актуален при изменении назначения объекта или перепланировке, а также при увеличении нагрузок на железобетонную монолитную плиту или деревянную балку перекрытия.

Существуют разные формулы расчета нагрузок в торговых центрах, складах, панельных домах, многоэтажных паркингах и различных металлоконструкциях. Научно-Производственное Предприятие «Альянс Строителей и Инженеров» имеет многолетний опыт в проведении любой сложной экспертизы. Наши квалифицированные специалисты рассчитают точную нагрузку перекрытий на балкон, чердак, от сухой стяжки полов, перегородок и других элементов. Они учитывают все мельчайшие детали, предоставляя точный и объективный результат в минимальные сроки. Такая комплексная экспертиза незаменима на этапе проектирования, строительно-монтажных работ и может помочь при покупке объекта недвижимости или решении споров между заказчиком и исполнителем.

Почему стоит выбрать именно нашу компанию?

ООО «НПП АСИ» ставит своим приоритетом интересы клиента, выполняя поставленные задачи на высоком уровне. Индивидуальный подход, оперативная работа, доступные расценки и гарантии на выполняемые процедуры — далеко не единственные наши преимущества. При заказе расчета нагрузок на фундаменты, монолитные конструкции, швеллер, балку из бруса/досок или плиту согласовываются все сроки и особенности будущих мероприятий. Мы гарантируем своевременное получение результатов в виде детального отчета с профессиональными рекомендациями по устранению рисков, нарушений и дефектов строительства. Официальное заключение обладает юридической силой и может использоваться в суде для решения спорных вопросов и конфликтов между двумя сторонами.

Если вам требуется качественная проверка строительных работ или вы сами занимаетесь строительством объектов, позвоните специалистам Научно-Производственного Предприятия «Альянс Строителей и Инженеров» или оставьте заявку на сайте. Мы обладаем всеми необходимыми допусками и лицензиями для выполнения экспертизы любой сложности. Компания завоевала репутацию надежного и добросовестного партнера, а наши услуги высоко ценятся среди клиентов в Москве. Мы работаем с разными заказчиками и готовы предложить выгодные условия сотрудничества!

Расчет нагрузок на плиту перекрытия

Строительство, ремонт, перепланировка, переоборудование помещений всегда сопровождается необходимостью расчета допустимых нагрузок. Особенно часто этой услугой пользуются владельцы недвижимости при смене собственника или арендатора. Невозможно превратить торговые площади в производственные цеха, не производя предварительно расчет нагрузок на плиту перекрытия.

Установка нового оборудования, утяжеляющего несущие конструкции, может реально создавать опасность образования деформаций, угрожающих здоровью и жизни людей. В лучшем случае может потребоваться косметический ремонт, а при плохом сценарии переоборудование может закончиться катастрофой.

Особенности расчета нагрузок при смене назначения здания

Расчетные нагрузки на несущие конструкции, в том числе и на перекрытия, заложены в проекте. Далеко не всегда есть в наличии такая информация. Особенно это касается зданий советского периода, в технической документации которых кроме поэтажного и БТИ плана больше ничего нет.

Для размещения на плите перекрытия промышленного оборудования, считать только плиту не достаточно. Следует собирать все нагрузки и воздействия, в том числе их сочетания. Можно сказать, пересчитывать здание заново. А для этого требуется информация по геологии и конструкциям всего здания. Предстоит выполнить:

• Геологические изыскания;
• Определение несущей способности грунта;
• Детальное обследование несущих и ограждающих конструкций;
• Сбор всех нагрузок, поверочный расчет.

Только после поверочных расчетов допускается возможность установки в помещениях объекты со сверхнормативным весом. Если вес оборудования превышает расчетную нагрузку, то для этого разрабатывается специальный проект усиления несущих конструкций, в том числе разрабатывается схема расположения объекта на перекрытии и проектируется под него разгрузочная рама для перераспределения сосредоточенной нагрузки. Если же объект издает повышенную механическую вибрацию, то разрабатываются мероприятия по ее гашению.

Нормативная нагрузка на плиты перекрытий в жилых зданиях.

В современном строительстве надежность зданий играет второстепенную роль. Застройщик, в целях экономии, вряд ли будет проектировать жилой дом с превышением нормы силовой нагрузки на перекрытие. Это обусловлено, установленным законом, небольшим сроком гарантии на строительные конструкции от застройщика всего 5 (пять) лет, а уж пять лет дом простоит. Так, что ответственность за надежность конструкций жилых зданий, через пять лет эксплуатации, находится на балансе его жильцов (собственников) и управляющей компании. Следует отдавать себе отчет, стоит ли загружать полы сверх нормы, в том числе вырубать проемы в несущей стене без усиления. Это чревато серьезными последствиями, в том числе грозит приличными штрафами, вплоть до лишения прав собственности на недвижимость в судебном порядке.

Какие же нормы нагрузок на перекрытия в жилых домах?

Любые расчетные нагрузки определяются произведением их нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке.

Коэффициент надежности для жилых зданий равен единице — 1, так как здание по назначению жилое относятся ко (II) второму уровню ответственности (см. СП 20.13330.2011 п.4.2)

В этом же своде правил в п. 8.2.1 указано, что на плиты перекрытий в помещениях жилых зданий установлены нормативные значения равномерно распределенных нагрузок не менее 1,5 кПа, что равняется 150 кгс на 1м². Для тех, кто не знает кгс — это килограмм-силы. В общем 150 кг/м² предельно допустимая распределенная нагрузка на перекрытия в жилых зданиях.

считаем нагрузку и подбираем материалы для строительства

Монолитная плита перекрытия всегда была хороша тем, что изготавливается без применения подъемных кранов – все работы ведутся прямо на месте. Но при всех очевидных преимуществах сегодня многие отказываются от такого варианта из-за того, что без специальных навыков и онлайн-программ достаточно сложно точно определить такие важные параметры, как сечение арматуры и площадь нагрузки.

В этой статье мы поможем вам изучить расчет плиты перекрытия и его нюансы, а также познакомим с основными данными и документами. Современные онлайн-калькуляторы – дело хорошее, но если речь идет о таком ответственном моменте, как перекрытие жилого дома, советуем вам перестраховаться и лично все пересчитать!

Давайте начнем с того, что монолитная железобетонная плита перекрытия – это конструкция, которая лежит на четырех несущих стенах, т. е. опирается по своему контуру.

И не всегда плита перекрытия представляет собой правильный четырехугольник. Тем более, что сегодня проекты жилых домов отличаются вычурностью и многообразием сложных форм.

В этой статье мы научим вас рассчитывать нагрузку на 1 кв. метр плиты, а общую нагрузку вам нужно будет вычислять по математическим формулам. Если сложно – разбейте площадь плиты на отдельные геометрические фигуры, рассчитайте нагрузку каждой, затем просто суммируйте.

Теперь рассмотрим такие основные понятия, как физическая и проектная длина плиты. Т.е. физическая длина перекрытия может быть любой, а вот расчетная длина балки уже имеет другое значение. Ею называют минимальное расстояние между наиболее удаленными соседними стенами. По факту физическая длина плиты всегда длиннее, чем проектная длина.

Вот хороший видео-урок о том, как производится расчет монолитной плиты перекрытия:

Важный момент: несущий элемент плиты может быть как шарнирная бесконсольная балка, так и балка жесткого защемления на опорах. Мы будем приводить пример расчета плиты на бесконсольную балку, т.к. такая встречается чаще.

Чтобы рассчитать всю плиту перекрытия, нужно рассчитать один ее метр для начала. Профессиональные строители используют для этого специальную формулу. Так, высота плиты всегда значится как h, а ширина как b. Давайте рассчитаем плиту с такими параметрами: h=10 см, b=100 см. Для этого вам нужно будет познакомиться с такими формулами:

Плиту перекрытия легче всего рассчитать, если она имеет квадратную форму и если вы знаете, какая нагрузка запланирована. При этом какая-то часть нагрузки будет считаться длительной, которую определяет количество мебели, техники и этажности, а другая – кратковременной, как строительное оборудование во время стройки.

Кроме того, плита перекрытия должна выдерживать и другого рода нагрузки, как статистические и динамические, при этом сосредоточенная нагрузка всегда измеряется в килограммах или в ньютонах (например, нужно будет ставить тяжелую мебель) и распределительная нагрузка, измеряемая в килограммах и силе. Конкретно сам расчет плиты перекрытия всегда нацелен на определение распределительный нагрузки.

Вот ценные рекомендации, какой должна быть нагрузка на плиту перекрытия в плане расчета на изгиб:

Еще один немаловажный момент, который тоже нужно учитывать: на какие стены будет опираться монолитная плита перекрытия? На кирпичные, каменные, бетонные, пенобетонные, газобетонные или из шлакоблока? Вот почему так важно рассчитать плиту не только с позиции нагрузки на нее, но и с точки зрения ее собственного веса. Особенно если ее устанавливают на недостаточно прочные материалы.

Сам расчет плиты перекрытия, если мы говорим о жилом доме, всегда нацелен на нахождение распределительной нагрузки. Она рассчитывается по формуле: q1=400 кг/м². Но к этому значению добавьте вес самой плиты перекрытия, а это обычно 250 кг/м², а бетонная стяжка и чистовой пол дадут еще дополнительные 100 кг/м². Итого имеем 750 кг/м².

Учитывайте при этом, что изгибающее напряжение плиты, которая по своему контуру опирается на стены, всегда приходится на ее центр.

Именно монолитную плиту перекрытия, в отличие от деревянных или металлических балок, рассчитывают по поперечному сечению. Ведь бетон само по себе – неоднородный материал, и его предел прочности, текучести и других механических характеристик имеет значительный разброс.

Что удивительно, даже при изготовлении образцов из бетона, даже из одного замеса получаются разные результаты. Ведь здесь много зависит от таких факторов, как загрязненность и плотности замеса, способов уплотнения и других технологических факторов, даже так называемой активности цемента.

При расчете монолитной плиты перекрытия всегда учитывается и класс бетона, и класс арматуры. Само сопротивление бетона принимается всегда на значение, на какое идет сопротивление арматуры. Т.е., по сути, на растяжение работает именно арматура. Сразу оговоримся, что здесь существует несколько расчетных схем, которые учитывают разные факторы. Например, силы, которые определяют основные параметры поперечного сечения по формулам, или расчет относительно центра тяжести сечения.

Разрушение в плитах перекрытия происходит тогда, когда арматура достигает своего предела прочности при растяжении или текучести. Т.е. почти все зависит от нее. Второй момент, если прочность бетона уменьшается в 2 раза, тогда и несущая способность армирования плиты уменьшается с 90 на 82%. Поэтому доверимся формулам:

Происходит армирование при помощи обвязки арматуры из сварной сетки. Ваша главная задача – рассчитать процент армирования поперечного профиля продольными стержнями арматуры.

Как вы наверняка не раз замечали, самые распространенные ее виды сечения – это геометрические фигуры: форма круга, прямоугольника, трапеции. А расчет самой площади сечения происходит по двум противоположным углам, т.е. по диагонали. Кроме того, учитывайте, что определенную прочность плите перекрытия придает также дополнительное армирование:

Если рассчитывать арматуру по контуру, тогда вы должны выбрать определенную площадь и просчитывать ее последовательно. Далее, на самом объекте проще рассчитывать сечение, если взять ограниченной замкнутой объект, как прямоугольник, круг или эллипс и производить расчет в два этапа: с использованием формирования внешнего и внутреннего контура.

Например, если вы рассчитываете армирование прямоугольного монолитного перекрытия в форме прямоугольника, тогда нужно отметить первую точку в вершине одного из углов, затем отметить вторую и произвести расчет всей площади.

Согласно СНиПам 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» сопротивление растягивающим усилиям в отношении арматуры А400 составляет Rs=3600 кгс/см², или 355 МПа, а вот для бетона класса B20 значение Rb=117кгс/см² или 11.5 МПа:

Согласно нашим вычислениям, для армирования 1 погонного метра понадобится 5 стержней с сечением 14 мм и с ячейкой 200 мм. Тогда площадь сечения арматуры будет равняться 7.69 см². Чтобы обеспечить надежность по поводу прогиба, высоту плиты завышают до 130-140 мм, тогда сечение арматуры составляет 4-5 стержней по 16 мм.

Итак, зная такие параметры, как необходимая марка бетона, тип и сечение арматуры, которые нужны для плиты перекрытия, вы можете быть уверены в ее надежности и качестве.

Расчет рабочих нагрузок | JLC Онлайн

Q: Как лучше всего рассчитать временные нагрузки на каркас пола в доме?

A: Джон Болонья, инженер-конструктор компании Coastal Engineering Co., Орлеан, Массачусетс, отвечает : IRC определяет временные нагрузки как «нагрузки, возникающие в результате использования здания или другой конструкции. и не включают строительные или экологические нагрузки, такие как ветровая нагрузка, снеговая нагрузка, дождевая нагрузка, землетрясение, наводнение или статическая нагрузка.Проще говоря, временная нагрузка на полы в доме включает вашего клиента (вес тела вашего клиента и любых других тел в комнате), мебель, бытовую технику и все остальное, что клиент кладет на пол.

Требования к временной нагрузке на перекрытие взяты непосредственно из кодовой книги. В таблице R301.5 (или в таблице 5301.5 строительных норм штата Массачусетс, в моей юрисдикции) перечислены минимальные равномерно распределенные временные нагрузки для жилищного строительства в различных ситуациях. Для жилых домов на одну и две семьи кодекс определяет равномерную временную нагрузку в 40 фунтов на квадратный фут (40 фунтов на квадратный фут) для «комнат, кроме спальных комнат (спален)» и настилов.Кодекс также определяет минимальную равномерную нагрузку 30 фунтов на квадратный фут для спальных комнат (которые вряд ли будут испытывать живые нагрузки, такие как, скажем, гостиная), 20 фунтов на квадратный фут для необитаемых чердаков и 50 фунтов на квадратный фут для этажей «гаража для легковых автомобилей».

Обратите внимание, что в некоторых представленных на рынке программных продуктах для проектирования деревянных изделий используются коммерческие кодовые значения. Поэтому, если вы используете это программное обеспечение для расчета каркаса пола, результатом будет более консервативный дизайн, включающий более надежные элементы каркаса.

Ключевая фраза здесь — «минимальные требования». Если вы или ваш клиент хотите установить специальное оборудование, такое как большая гидромассажная ванна, которое может быть особенно тяжелым, рекомендуется проконсультироваться с инженером, чтобы выбрать подходящий размер пола.

Для длинных пролетов балок прогиб часто является основным фактором, определяющим конструкцию. Учет прогиба может привести к получению более глубоких секций (более крупных балок) для поддержания пределов прогиба, предписанных нормами. И хотя нормативные строительные нормы и правила учитывают прогиб (как и консервированные программы, используемые поставщиками пиломатериалов), другие факторы, такие как вибрация пола и длительная ползучесть, также должны приниматься во внимание для больших пролетов балок.Ползучесть — это постоянное провисание или прогиб, которое может развиться в элементах каркаса пола после длительного воздействия на них нагрузки. Точно так же большие открытые комнаты (с длинными пролетами балок) могут использоваться по-разному, что может вызвать проблемы с вибрацией. Тихо сидящего человека может раздражать чья-то физическая активность на том же этаже.

Эти более тонкие, но не менее важные проблемы, однако, не прописаны в коде. Если когда-либо возникнет вопрос, подходит ли конкретная конструкция для обработки всех необходимых нагрузок, проконсультируйтесь с инженером.

Расчеты нагрузки на перекрытие помогают принимать правильные решения при установке стеллажа

Расчет нагрузки на перекрытие помогает принимать правильные решения при установке стеллажа

На каждом этаже склада есть ограничение — максимальное количество фунтов на квадратный фут. К сожалению, слишком часто компании превышают эту максимальную нагрузку на пол, что приводит к разрушению складских полов. Расчеты нагрузки на пол помогут вам принять более правильные решения по установке стеллажа. А если неправильно рассчитать, на руках будет дорогостоящий ремонт.

Оценка нагрузки на пол — это оценка бетонного основания, а не фальшпола. Однако при расчете нагрузки на пол следует учитывать вес фальшпола.

Формула нагрузки на пол

Нагрузка на перекрытие составляет: (вес машины + (15 фунтов / фут2 x 0,5 svc чистый) + (10 фунтов / фут2 x общая площадь) / общая площадь

Нагрузка на пол не должна превышать 240 кг / м2 (50 фунтов / фут2) с припуском на перегородку 100 кг / м2 (20 фунтов / фут2) при общей номинальной нагрузке на пол 340 кг / м2 (70 фунтов / фут2).

При внедрении платформы для промышленного оборудования (антресоли) многие неопытные поставщики сосредотачиваются на продаже оборудования, не следя за тем, чтобы владельцы складов не перегружали пол здания. Слишком большой вес приводит к растрескиванию пола или возникновению опасных нарушений OSHA, вплоть до травм или смерти сотрудников. Наши партнеры по складированию в HOJ Innovations являются экспертами в области погрузочно-разгрузочных работ и складских решений. Они видели катастрофы, когда пол был построен неправильно, когда не учитывались вес платформы и ее груза.

Если вы хотите, чтобы кто-то помог или дважды проверил грузоподъемность вашего пола, позвоните им.

Они рады помочь!

801-266-8881

Типичный пол часто состоит из бетона толщиной в полфута и выдерживает нагрузку 25 000 фунтов. При загрузке пола тоннами оборудования необходимо заранее знать фактическую вместимость на квадратный фут. Не устанавливайте антресоли или другое тяжелое оборудование в вашем распределительном центре или на складе, не зная точных характеристик пола и пола объекта.В противном случае вам может грозить дорогой и опасный ремонт.

Вместимость этажа

Вместимость перекрытия зависит от толщины бетона, а также от степени сжатия почвы под плитой. Знание грузоподъемности платформы и расстояния между колоннами платформы — два важных показателя. Внутренние колонны платформы всегда будут нести наибольший вес, поскольку они поддерживают большую часть площади платформы в квадратных футах. Если плита может выдерживать нагрузки на внутренние колонны, то внешние колонны должны быть достаточно прочными.

На складах и в распределительных центрах плита первого этажа имеет решающее значение для эффективного функционирования объекта. Тем не менее, остается значительное недоразумение относительно спецификации, дизайна и конструкции. Спецификации по-прежнему часто слишком расплывчаты и обременительны для надлежащего рентабельного строительства с противоречивыми требованиями. Это приводит к плохой работе пола, поэтому обязательно поговорите с со специалистом в Hoj.

Хотя качество строительства в последние годы несколько улучшилось с появлением новых технологий и материалов, пол часто по-прежнему считается частью земляных работ.Строители пола находятся в заведомо низкоквалифицированном и высококонкурентном секторе промышленности. Сами по себе новые методы привели к некоторым трудностям, плохому планированию и непониманию конкретных характеристик.

Перед тем, как определить точную вместимость стеллажа для поддонов, обсуждение возможностей загрузки пола всегда начинается. Консультации с квалифицированной командой инженеров важны для правильного выбора конструкции и обращения с материалами.

Узнайте, как WarehouseOS может улучшить ваши складские операции

Сравнение стеллажа для трубок и обычного стеллажа

Одним из недавних решений, решающих ряд проблем, связанных с транспортировкой материалов, является система Tube Rack. Такой подход обеспечивает более прочную, безопасную и разумную альтернативу обычным стеллажным системам. Это инженерное усовершенствование, которое приводит к снижению подъема от опорной плиты к плите на на 50 процентов. Это значительно снижает требования к конструкции подъема перекрытий на всех объектах, включая общественные. Используйте Tube Racking для всех решений для хранения, таких как системы AS / RS. Ваш пол будет вам благодарен.

1.2: Структурные нагрузки и система нагружения

2.1.4.1 Дождевые нагрузки

Дождевые нагрузки — это нагрузки из-за скопившейся массы воды на крыше во время ливня или сильных осадков. Этот процесс, называемый пондингом, в основном происходит на плоских крышах и крышах с уклоном менее 0 °.25 дюймов / фут. Заливка крыш возникает, когда сток после атмосферных осадков меньше количества воды, удерживаемой на крыше. Вода, скопившаяся на плоской или малоскатной крыше во время ливня, может создать большую нагрузку на конструкцию. Поэтому это необходимо учитывать при проектировании здания. Совет Международного кодекса требует, чтобы на крышах с парапетами были первичные и вторичные водостоки. Первичный водосток собирает воду с крыши и направляет ее в канализацию, а вторичный сток служит резервным на случай засорения первичного водостока.На рисунке 2.3 изображена крыша и эти дренажные системы. Раздел 8.3 стандарта ASCE7-16 определяет следующее уравнение для расчета дождевых нагрузок на неотклоненную крышу в случае, если основной слив заблокирован:

где

• R = дождевая нагрузка на неотклоненную крышу в фунтах на кв. Дюйм или кН / м ² .
• d _s = глубина воды на неотклоненной крыше до входа во вторичную дренажную систему (т.е.е. статический напор) в дюймах или мм.
• d _h = дополнительная глубина воды на неотклоненной крыше над входом во вторичную дренажную систему (т. Е. Гидравлический напор) в дюймах или мм. Это зависит от скорости потока, размера дренажа и площади дренажа каждого дренажа.

Расход Q в галлонах в минуту можно рассчитать следующим образом:

Q (галлонов в минуту) = 0,0104 Ai

где

• A = площадь крыши в квадратных футах, осушаемая дренажной системой.
• и = 100 лет, 1 час. интенсивность осадков в дюймах в час для местоположения здания, указанного в правилах водоснабжения.

Рис. 2.3. Водосточная система с крыши (адаптировано из Международного совета по кодам).

2.

1.4.2 Ветровые нагрузки

Ветровые нагрузки — это нагрузки, действующие на конструкции ветровым потоком. Ветровые силы были причиной многих структурных нарушений в истории, особенно в прибрежных регионах. Скорость и направление ветрового потока непрерывно меняются, что затрудняет точное прогнозирование давления ветра на существующие конструкции.Это объясняет причину значительных усилий по исследованию влияния и оценки силы ветра. На рисунке 2.4 показано типичное распределение ветровой нагрузки на конструкцию. Основываясь на принципе Бернулли, взаимосвязь между динамическим давлением ветра и скоростью ветра может быть выражена следующим образом при визуализации потока ветра как потока жидкости:

где

• q = атмосферное динамическое давление ветра в фунтах на квадратный фут.
• ρ = массовая плотность воздуха.
• V = скорость ветра в милях в час.

Базовая скорость ветра для определенных мест в континентальной части США может быть получена из основной контурной карты скорости в ASCE 7-16 .

Предполагая, что удельный вес воздуха для стандартной атмосферы составляет 0,07651 фунт / фут ³ и подставляя это значение в ранее указанное уравнение 2.1, можно использовать следующее уравнение для статического давления ветра:

Для определения величины скорости ветра и его давления на различных высотах над уровнем земли прибор ASCE 7-16 модифицировал уравнение 2.2 путем введения некоторых факторов, учитывающих высоту сооружения над уровнем земли, важность сооружения для жизни и имущества человека, а также топографию его расположения, а именно:

где

K _z = коэффициент скоростного давления, который зависит от высоты конструкции и условий воздействия. Значения K _z перечислены в таблице 2.4.

K _zt = топографический фактор, который учитывает увеличение скорости ветра из-за внезапных изменений топографии там, где есть холмы и откосы. Этот коэффициент равен единице для зданий на ровной местности и увеличивается с высотой.

K _d = коэффициент направленности ветра. Он учитывает уменьшенную вероятность максимального ветра, идущего с любого заданного направления, и уменьшенную вероятность развития максимального давления при любом направлении ветра, наиболее неблагоприятном для конструкции. Для конструкций, подверженных только ветровым нагрузкам, K _d = 1; для конструкций, подвергающихся другим нагрузкам, помимо ветровой, значения K _d приведены в таблице 2.5.

• K _e = коэффициент высоты земли. Согласно разделу 26.9 в ASCE 7-16 , это выражается как K _e = 1 для всех отметок.
• V = скорость ветра, измеренная на высоте z над уровнем земли.

Три условия воздействия, классифицированные как B, C и D в таблице 2.4, определены с точки зрения шероховатости поверхности следующим образом:

Воздействие B: Шероховатость поверхности для этой категории включает городские и пригородные зоны, деревянные участки или другую местность с близко расположенными препятствиями. Эта категория применяется к зданиям со средней высотой крыши ≤ 30 футов (9,1 м), если поверхность простирается против ветра на расстояние более 1500 футов. Для зданий со средней высотой крыши более 30 футов (9,1 м) эта категория будет применяться, если шероховатость поверхности с наветренной стороны превышает 2600 футов (792 м) или в 20 раз превышает высоту здания, в зависимости от того, что больше.

Экспозиция C: Экспозиция C применяется там, где преобладает шероховатость поверхности C. Шероховатость поверхности C включает открытую местность с разбросанными препятствиями высотой менее 30 футов.

Воздействие D: Шероховатость поверхности для этой категории включает квартиры, гладкие илистые отмели, солончаки, сплошной лед, свободные участки и водные поверхности. Воздействие D применяется, когда шероховатость поверхности D простирается против ветра на расстояние более 5000 футов или в 20 раз больше высоты здания, в зависимости от того, что больше. Это также применимо, если шероховатость поверхности с наветренной стороны равна B или C, и площадка находится в пределах 600 футов (183 м) или 20-кратной высоты здания, в зависимости от того, что больше.

Таблица 2.4. Коэффициент воздействия скоростного давления, K _z , как указано в ASCE 7-16 .

Таблица 2.5. Коэффициент направленности ветра, K _d , как указано в ASCE 7-16 .

Тип конструкции	К d
Основная система сопротивления ветру (MWFRS) Комплектующие и облицовка	0.85 0,85
Арочные крыши	0,85
Дымоходы, резервуары и аналогичные конструкции Площадь Шестиугольный Круглый	0. 9 0,95 0,95
Сплошные отдельно стоящие стены и сплошные отдельно стоящие и прикрепленные вывески	0,85
Открытые вывески и решетчатые каркасы	0,85
Фермерские башни Треугольная, квадратная, прямоугольная Все прочие сечения	0.85 0,95

Чтобы получить окончательное внешнее давление для расчета конструкций, уравнение 2.3 дополнительно модифицируется следующим образом:

где

• P _z = расчетное ветровое давление на поверхность конструкции на высоте z над уровнем земли. Он увеличивается с высотой на наветренной стене, но остается постоянным с высотой на подветренной и боковых стенах.
• G = коэффициент воздействия порыва. G = 0,85 для жестких конструкций с собственной частотой ≥ 1 Гц. Коэффициенты порывов ветра для гибких конструкций рассчитываются с использованием уравнений в ASCE 7-16 .
• C _p = коэффициент внешнего давления. Это часть внешнего давления на наветренные стены, подветренные стены, боковые стены и крышу. Значения C _p представлены в таблицах 2.6 и 2.7.

Чтобы вычислить ветровую нагрузку, которая будет использоваться при проектировании стержня, объедините внешнее и внутреннее давление ветра следующим образом:

где

GC _pi = коэффициент внутреннего давления из ASCE 7-16 .

Рис. 2.4. Типичное распределение ветра на стенах конструкции и крыше.

Таблица 2.6. Коэффициент давления на стенку, C _p , как указано в ASCE 7-16 .

Примечания:

1. Положительные и отрицательные знаки указывают на давление ветра, действующее по направлению к поверхностям и от них.

2. L — это размер здания, перпендикулярный направлению ветра, а B — размер, параллельный направлению ветра.

Таблица 2.7. Коэффициенты давления на крышу, C _p , для использования с q _h , как указано в ASCE 7-16 .

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Двухэтажное здание, показанное на рисунке 2.5 — это начальная школа, расположенная на ровной местности в пригороде, со скоростью ветра 102 миль в час и категорией воздействия B. Какое давление скорости ветра на высоте крыши для основной системы сопротивления ветровой силе (MWFRS)?

Рис. 2.5. Двухэтажное здание.

Решение

Средняя высота крыши ч = 20 футов

В таблице 26. 10-1 из ASCE 7-16 указано, что если категория воздействия — B и коэффициент воздействия скоростного давления для ч = 20 ′, то K _z = 0.7.

Коэффициент топографии из раздела 26.8.2 ASCE 7-16 составляет K _zt = 1,0.

Коэффициент направленности ветра для MWFRS, согласно таблице 26.6-1 в ASCE 7-16 , составляет K _d = 0,85.

Используя уравнение 2.3, скоростное давление на высоте 20 футов для MWFRS составляет:

В некоторых географических регионах сила, оказываемая скопившимся снегом и льдом на крышах зданий, может быть довольно огромной и может привести к разрушению конструкции, если не будет учтена при проектировании конструкции.

Предлагаемые расчетные значения снеговых нагрузок приведены в нормах и проектных спецификациях. Основой для расчета снеговых нагрузок является так называемая снеговая нагрузка на грунт. Снеговая нагрузка на грунт определяется Международными строительными нормами (IBC) как вес снега на поверхности земли. Снеговые нагрузки на грунт для различных частей США можно получить из контурных карт в ASCE 7-16 . Некоторые типичные значения снеговых нагрузок на грунт из этого стандарта представлены в таблице 2.8. После того, как эти нагрузки для требуемых географических областей установлены, их необходимо изменить для конкретных условий, чтобы получить снеговую нагрузку для проектирования конструкций.

В соответствии с ASCE 7-16 расчетные снеговые нагрузки для плоских и наклонных крыш можно получить с помощью следующих уравнений:

где

• р _f = расчетная снеговая нагрузка на плоскую крышу.
• р _с = расчетная снеговая нагрузка для скатной крыши.
• р _г = снеговая нагрузка на грунт.
• I = фактор важности. См. Таблицу 2.9 для значений коэффициента важности в зависимости от категории здания.
• C _e = коэффициент воздействия. См. Таблицу 2.10 для значений коэффициента воздействия в зависимости от категории местности.
• C _t = тепловой коэффициент. См. Таблицу 2.11 для типичных значений.
• C _s = коэффициент наклона.Значения C _s приведены в разделах с 7.4.1 по 7.4.4 ASCE 7-16 , в зависимости от различных факторов.

Таблица 2.8. Типичные снеговые нагрузки на грунт, указанные в ASCE 7-16.

Расположение	Нагрузка (PSF)
Ланкастер, Пенсильвания Якутат, АК Нью-Йорк, NY Сан-Франциско, Калифорния Чикаго, Иллинойс Таллахасси, Флорида	30 150 30 5 25 0

Таблица 2.9. Коэффициент значимости снеговой нагрузки Is, как указано в ASCE 7-16.

Категория риска конструкции	Фактор важности
Я II III IV	0.8 1,0 1,1 1,2

Таблица 2.10. Коэффициент воздействия, C _e , как указано в ASCE 7-16 .

Таблица 2.11. Тепловой коэффициент, C _t , как указано в ASCE 7-16 .

Температурные условия	Температурный коэффициент
Все конструкции, кроме указанных ниже	1.0
Конструкции, поддерживаемые чуть выше точки замерзания, и другие конструкции с холодными вентилируемыми крышами, в которых термическое сопротивление (R-значение) между вентилируемым и отапливаемым помещениями превышает 25 ° F × h × ft 2 / Btu (4,4 K × м 2 / Вт)	1,1
Неотапливаемые и открытые конструкции	1.2
Сооружения намеренно удерживаются ниже нуля	1,3
Теплицы с непрерывным обогревом с крышей, имеющей тепловое сопротивление (значение R) менее 2,0 ° F × в × фут 2 / BTU	0,85

Пример 2.4

Одноэтажный отапливаемый жилой дом, расположенный в пригородной зоне Ланкастера, штат Пенсильвания, считается частично незащищенным. Крыша дома с уклоном 1 на 20, без нависающего карниза. Какова расчетная снеговая нагрузка на крышу?

Решение

Согласно рис. 7.2-1 в ASCE 7-16 , снеговая нагрузка на грунт для Ланкастера, штат Пенсильвания, составляет

.

р _г = 30 фунтов на квадратный дюйм.

Поскольку 30 psf> 20 psf, доплата за дождь на снегу не требуется.

Чтобы найти уклон крыши, используйте θ = arctan

.

Согласно ASCE 7-16 , поскольку 2,86 ° <15 °, крыша считается пологой. В таблице 7.3-2 в ASCE 7-16 указано, что тепловой коэффициент для обогреваемой конструкции составляет C _t = 1,0 (см. Таблицу 2.11).

Согласно таблице 7.3-1 в ASCE 7-16 , коэффициент воздействия для частично открытой местности категории B составляет C _e = 1.0 (см. Таблицу 2.10).

В таблице 1.5-2 в ASCE 7-16 указано, что фактор важности I _s = 1,0 для категории риска II (см. Таблицу 2.9).

Согласно уравнению 2.6 снеговая нагрузка на плоскую крышу составляет:

Так как 21 фунт / фут> 20 I _с = (20 фунт / фут) (1) = 20 фунт / кв. Дюйм. Таким образом, расчетная снеговая нагрузка на плоскую крышу составляет 21 фунт / фут.

2.1.4.4 Сейсмические нагрузки

Смещение грунта, вызванное сейсмическими силами во многих географических регионах мира, может быть весьма значительным и часто повреждает конструкции.Это особенно заметно в регионах вблизи активных геологических разломов. Таким образом, большинство строительных норм и правил требуют, чтобы конструкции были спроектированы с учетом сейсмических сил в таких областях, где вероятны землетрясения. Стандарт ASCE 7-16 предоставляет множество аналитических методов для оценки сейсмических сил при проектировании конструкций. Один из этих методов анализа, который будет описан в этом разделе, называется процедурой эквивалентной боковой силы (ELF). Боковой сдвиг основания V и боковая сейсмическая сила на любом уровне, вычисленные с помощью ELF, показаны на рисунке 2.6. Согласно процедуре, общий статический поперечный сдвиг основания, V , в определенном направлении для здания определяется следующим выражением:

где

V = поперечный сдвиг основания здания. Расчетное значение В должно удовлетворять следующему условию:

Вт = эффективный сейсмический вес здания. Он включает в себя полную статическую нагрузку здания, его постоянного оборудования и перегородок.

T = основной естественный период здания, который зависит от массы и жесткости конструкции. Он рассчитывается по следующей эмпирической формуле:

C _t = коэффициент периода строительства. Значение C _t = 0,028 для рам из конструкционной стали, стойких к моменту, 0,016 для жестких железобетонных рам и 0,02 для большинства других конструкций (см. Таблицу 2.12).

ℎ _n = высота самого высокого уровня здания, а x = 0.8 для жестких стальных рам, 0,9 для жестких железобетонных рам и 0,75 для других систем.

Таблица 2.12. C _t значений для различных структурных систем.

Конструкционная система	C т	х
Рамы, сопротивляющиеся моменту стальные Рамы с эксцентриситетом (EBF) Все прочие конструкционные системы	0.028 0,03 0,02	0,8 0,75 0,75

S _DI = расчетное спектральное ускорение. Он оценивается с помощью сейсмической карты, которая обеспечивает расчетную интенсивность землетрясения для конструкций в местах с T = 1 секунда.

S _DS = расчетное спектральное ускорение.Он рассчитывается с использованием сейсмической карты, которая обеспечивает расчетную интенсивность землетрясения для конструкций с T = 0,2 секунды.

R = коэффициент модификации ответа. Это объясняет способность структурной системы противостоять сейсмическим силам. Значения R для нескольких распространенных систем представлены в таблице 2.13.

I = фактор важности. Это мера последствий для жизни человека и материального ущерба в случае выхода конструкции из строя.Значение фактора важности равно 1 для офисных зданий, но равняется 1,5 для больниц, полицейских участков и других общественных зданий, где в случае разрушения конструкции ожидается большая гибель людей или повреждение имущества.

Таблица 2.13. Коэффициент модификации ответа, R, как указано в ASCE 7-16.

Система сейсмостойкости	Р
Системы несущих стен Обычные железобетонные стены с поперечным разрезом Обычные стены, армированные сдвигом по камню Стены с легким каркасом (холоднокатаная сталь), обшитые конструкционными панелями, устойчивыми к сдвигу, или стальными листами	4 2
Строительные каркасные системы Обычные железобетонные стены с поперечным разрезом Обычные стены, армированные сдвигом по камню Рамы стальные, ограниченные продольным изгибом	5 2 8
Моментостойкие каркасные системы Стальные рамы с особым моментом Стальные обычные моментные рамы Моментные рамы обычные железобетонные	8 3

После того, как общая сейсмическая статическая поперечная поперечная сила сдвига основания в заданном направлении для конструкции была вычислена, следующим шагом будет определение поперечной сейсмической силы, которая будет приложена к каждому уровню пола, используя следующее уравнение:

где

F _x = боковая сейсмическая сила, приложенная к уровню x .

W _i и W _x = эффективные сейсмические веса на уровнях i и x .

ℎ _i и ℎ _x = высота от основания конструкции до этажей на уровнях i и x .

= суммирование произведения W _i и по всей структуре.

k = показатель распределения, связанный с основным естественным периодом конструкции.Для T ≤ 0,5 с, k = 1,0, а для T ≥ 2,5 с k = 2,0. Для T , лежащего между 0,5 и 2,5 с, k может быть вычислено с использованием следующего соотношения:

Рис. 2.6. Процедура эквивалентной боковой силы

Пример 2.5

Пятиэтажное офисное стальное здание, показанное на Рисунке 2.7, укреплено по бокам стальными каркасами, устойчивыми к особым моментам, и его размеры в плане 75 на 100 футов.Здание находится в Нью-Йорке. Используя процедуру эквивалентной боковой силы ASCE 7-16 , определите поперечную силу, которая будет приложена к четвертому этажу конструкции. Статическая нагрузка на крышу составляет 32 фунта на квадратный фут, статическая нагрузка на перекрытие (включая нагрузку на перегородку) составляет 80 фунтов на квадратный фут, а снеговая нагрузка на плоскую крышу составляет 40 фунтов на квадратный фут. Не обращайте внимания на вес облицовки. Расчетные параметры спектрального ускорения: S _DS = 0,28 и S _{D 1} = 0.11.

Рис. 2.7. Пятиэтажное офисное здание.

Решение

S _DS = 0,28 и S _{D 1} = 0,11 (дано).

R = 8 для стальной рамы со специальным моментом сопротивления (см. Таблицу 2.13).

Офисное здание относится к категории риска занятости II, поэтому I _e = 1,0 (см. Таблицу 2.9).

Рассчитайте приблизительный фундаментальный естественный период здания T _a .

C _t = 0,028 и x = 0,8 (из таблицы 2.12 для стальных рам, сопротивляющихся моменту).

ℎ _n = Высота крыши = 52,5 фута

Определите статическую нагрузку на каждом уровне. Поскольку снеговая нагрузка на плоскую крышу, указанная для офисного здания, превышает 30 фунтов на квадратный фут, 20% снеговой нагрузки должны быть включены в расчеты сейсмической статической нагрузки.

Вес, присвоенный уровню крыши:

W _крыша = (32 фунта на фут) (75 футов) (100 футов) + (20%) (40 фунтов на квадратный фут) (75 футов) (100 футов) = 300000 фунтов

Вес, присвоенный всем остальным уровням, следующий:

W _i = (80 фунтов на квадратный фут) (75 футов) (100 футов) = 600000 фунтов

Общая статическая нагрузка составляет:

Вт _Всего = 300000 фунтов + (4) (600000 фунтов) = 2700 кг

Расчет коэффициента сейсмической реакции C _s .

Следовательно, C _с = 0,021> 0,01

Определите сейсмический сдвиг основания V .

В = C _с Вт = (0,021) (2700 тысяч фунтов) = 56,7 тыс.

Рассчитайте боковую силу, приложенную к четвертому этажу.

2.1.4.5 Гидростатическое давление и давление земли

Опорные конструкции должны быть спроектированы таким образом, чтобы не допускать опрокидывания и скольжения, вызываемых гидростатическим давлением и давлением грунта, чтобы обеспечить устойчивость их оснований и стен.Примеры подпорных стен включают гравитационные стены, консольные стены, контрфорсированные стены, резервуары, переборки, шпунтовые сваи и другие. Давление, создаваемое удерживаемым материалом, всегда перпендикулярно поверхностям удерживающей конструкции, контактирующим с ними, и изменяется линейно с высотой. Интенсивность нормального давления р и равнодействующей силы P на удерживающую конструкцию рассчитывается следующим образом:

Где

γ = удельный вес удерживаемого материала.

ℎ = расстояние от поверхности удерживаемого материала и рассматриваемой точки.

2.1.4.6 Разные нагрузки

Существует множество других нагрузок, которые также можно учитывать при проектировании конструкций, в зависимости от конкретных случаев. Их включение в сочетания нагрузок будет основано на усмотрении проектировщика, если предполагается, что в будущем они окажут значительное влияние на структурную целостность. Эти нагрузки включают тепловые силы, центробежные силы, силы из-за дифференциальной осадки, ледовые нагрузки, нагрузки от затопления, взрывные нагрузки и многое другое.

2.2 Сочетания нагрузок при проектировании конструкций

Конструкции

разработаны с учетом требований как прочности, так и удобства эксплуатации. Требование прочности обеспечивает безопасность жизни и имущества, а требование эксплуатационной пригодности гарантирует удобство использования (людей) и эстетику конструкции. Чтобы соответствовать указанным выше требованиям, конструкции проектируются на критическую или самую большую нагрузку, которая будет действовать на них. Критическая нагрузка для данной конструкции определяется путем объединения всех возможных нагрузок, которые конструкция может нести в течение своего срока службы.В разделах 2.3.1 и 2.4.1 документа ASCE 7-16 приводятся следующие комбинации нагрузок для использования при проектировании конструкций с использованием методов расчета коэффициента нагрузки и сопротивления (LRFD) и расчета допустимой прочности (ASD).

Для LRFD комбинации нагрузок следующие:

1.1.4 Д

2.1.2 D + 1.6 L + 0,5 ( L _r или S или R )

3.1.2 D + 1.6 ( L _r или S или R ) + ( L или 0.5 Вт )

4.1.2 D + 1.0 W + L + 0,5 ( L _r или S или R )

5.0.9 D + 1.0 Вт

Для ASD комбинации нагрузок следующие:

1. Д

2. Д + Д

3. D + ( L _r или S или R )

4. D + 0,75 L + 0.75 ( L _r или S или R )

5. D + (0,6 Вт )

где

D = статическая нагрузка.

L = временная нагрузка из-за занятости.

L _r = постоянная нагрузка на крышу.

S = снеговая нагрузка.

R = номинальная нагрузка из-за начальной дождевой воды или льда, без учета затопления.

Вт = ветровая нагрузка.

E = сейсмическая нагрузка.

Пример 2.6

Система перекрытий, состоящая из деревянных балок, расположенных на расстоянии 6 футов друг от друга по центру, и деревянной обшивки с гребнем и пазом, как показано на рисунке 2.8, выдерживает статическую нагрузку (включая вес балки и обшивки) 20 фунтов на квадратный дюйм и временную нагрузку. 30 фунтов на квадратный фут. Определите максимальную факторную нагрузку в фунтах / футах, которую должна выдержать каждая балка перекрытия, используя комбинации нагрузок LRFD.

Рис. 2.8. Система полов.

Решение

Собственная нагрузка D = (6) (20) = 120 фунт / фут

Переменная нагрузка л = (6) (30) = 180 фунтов / фут

Определение максимальной факторизованной нагрузки W _u с использованием комбинаций нагрузок LRFD и пренебрежением членами, не имеющими значений, дает следующее:

W _u = (1,4) (120) = 168 фунтов / фут

W _u = (1,2) (120) + (1,6) (180) = 288 фунтов / фут

W _u = (1.2) (120) + (0,5) (180) = 234 фунт / фут

W _u = (1,2) (120) + (0,5) (180) = 234 фунт / фут

W _u = (1,2) (120) + (0,5) (180) = 234 фунт / фут

W _u = (0,9) (120) = 108 фунтов / фут

Регулирующая факторная нагрузка = 288 фунтов / фут

2.3 Ширина и площадь притока

Зона притока — это зона нагрузки, на которую будет воздействовать элемент конструкции. Например, рассмотрим внешнюю балку B1 и внутреннюю балку B2 односторонней системы перекрытий, показанной на рисунке 2.9. Входная ширина для B1 — это расстояние от центральной линии луча до половины расстояния до следующего или соседнего луча, а подчиненная область для луча — это область, ограниченная шириной подчиненного элемента и длиной луча, как заштриховано на рисунке. Для внутренней балки B2-B3 ширина притока W _T составляет половину расстояния до соседних балок с обеих сторон.

Рис. 2.9. Площадь притока.

2,4 Области влияния

Зоны влияния — это зоны нагружения, которые влияют на величину нагрузок, переносимых конкретным элементом конструкции.В отличие от притоков, где нагрузка в пределах зоны воспринимается элементом, все нагрузки в зоне влияния не поддерживаются рассматриваемым элементом.

2,5 Снижение динамической нагрузки

Большинство кодексов и стандартов допускают снижение временных нагрузок при проектировании больших систем перекрытий, поскольку очень маловероятно, что такие системы всегда будут поддерживать расчетные максимальные временные нагрузки в каждом случае. Раздел 4.7.3 стандарта ASCE 7-16 позволяет снизить временные нагрузки для стержней с зоной воздействия A _I ≥ 37.2 м ² (400 футов ² ). Площадь влияния — это произведение площади притока и коэффициента элемента динамической нагрузки. Уравнения ASCE 7-16 для определения приведенной временной нагрузки на основе зоны воздействия следующие:

где

L = уменьшенная расчетная временная нагрузка на фут ² (или м ² ).

≥ 0,50 L _o для конструктивных элементов, поддерживающих один пол (например, балок, балок, плит и т. Д.).

≥ 0,40 L _o для конструктивных элементов, поддерживающих два или более этажа (например, колонны и т. Д.).

Никакое уменьшение не допускается для динамических нагрузок на пол более 4,79 кН / м ² (100 фунтов / фут ² ) или для полов общественных собраний, таких как стадионы, зрительные залы, кинотеатры и т. Д., Поскольку существует большая вероятность того, что такие этажи будут перегружены или использованы как гаражи.

L _o = несниженная расчетная временная нагрузка на фут ² (или ² м) из таблицы 2.2 (Таблица 4.3-1 в ASCE 7-16 ).

A _T = площадь притока элемента в футах ² (или м ² ).

K _LL = A _I / A _T = коэффициент элемента динамической нагрузки из таблицы 2.14 (см. Значения, указанные в таблице 4.7-1 в ASCE 7-16 ).

A _I = K _LL A _T = зона воздействия.

Таблица 2.14. Коэффициент динамической нагрузки элемента.

Строительный элемент	К LL
Внутренние колонны и внешние колонны без консольных плит	4
Наружные колонны с консольными перекрытиями	3
Угловые колонны с консольными перекрытиями	2
Балки межкомнатные и кромочные без консольных плит	2
Все остальные элементы, включая панели в двусторонних плитах	1

Пример 2.7

В четырехэтажном школьном здании, используемом для классных комнат, колонны расположены, как показано на Рисунке 2.10. Нагрузка конструкции на плоскую крышу оценивается в 25 фунтов / фут ² . Определите уменьшенную временную нагрузку, поддерживаемую внутренней колонной на уровне земли.

Рис. 2.10. Четырехэтажный учебный корпус.

Решение

Любая внутренняя колонна на уровне земли выдерживает нагрузку на крышу и временные нагрузки на втором, третьем и четвертом этажах.

Площадь притока внутренней колонны составляет A _T = (30 футов) (30 футов) = 900 футов ²

Временная нагрузка на крышу составляет F _R = (25 фунтов / фут ² ) (900 футов ² ) = 22500 фунтов = 22,5 k

Для динамических нагрузок на перекрытие используйте уравнения ASCE 7-16 , чтобы проверить возможность уменьшения.

L _o = 40 фунтов / фут ² (из таблицы 4.1 в ASCE 7-16 ).

Если внутренняя колонна K _LL = 4, то зона влияния A ₁ = K _LL A _T = (4) (900 футов ² ) = 3600 футов ² .

Поскольку 3600 футов ² > 400 футов ² , временная нагрузка может быть уменьшена с помощью уравнения 2.14 следующим образом:

Согласно таблице 4.1 в ASCE 7-16 , приведенная нагрузка как часть неуменьшенной динамической нагрузки на пол для классной комнаты равна Таким образом, приведенная временная нагрузка на пол составляет:

F _F = (20 фунтов / фут ² ) (900 футов ² ) = 18000 фунтов = 18 кг

Общая нагрузка, воспринимаемая внутренней колонной на уровне земли, составляет:

F _Итого = 22.5 к + 3 (18 к) = 76,5 к

Краткое содержание главы

Структурные нагрузки и системы нагружения: Конструкционные элементы рассчитаны на наихудшие возможные сочетания нагрузок. Некоторые нагрузки, которые могут воздействовать на конструкцию, кратко описаны ниже.

Постоянные нагрузки : Это нагрузки постоянной величины в конструкции. Они включают в себя вес конструкции и нагрузки, которые постоянно прилагаются к ней.

Динамические нагрузки : Это нагрузки различной величины и положения.К ним относятся подвижные грузы и нагрузки из-за занятости.

Ударные нагрузки : Ударные нагрузки — это внезапные или быстрые нагрузки, прикладываемые к конструкции в течение относительно короткого периода времени по сравнению с другими нагрузками на конструкцию.

Дождевые нагрузки : Это нагрузки из-за скопления воды на крыше после ливня.

Ветровые нагрузки : Это нагрузки из-за давления ветра на конструкции.

Снеговые нагрузки : Это нагрузки, оказываемые на конструкцию скопившимся снегом на крыше.

Землетрясения : Это нагрузки, оказываемые на конструкцию движением грунта, вызванным сейсмическими силами.

Гидростатическое давление и давление грунта : Это нагрузки на подпорные конструкции из-за давлений, создаваемых удерживаемыми материалами. Они линейно меняются с высотой стен.

Сочетания нагрузок: Двумя методами проектирования зданий являются метод расчета на основе коэффициента нагрузки и сопротивления (LRFD) и метод расчета допустимой прочности (ASD).Некоторые комбинации нагрузок для этих методов показаны ниже.

LRFD:

1.1.4 Д

2.1.2 D + 1.6 L + 0,5 ( L _r или S или R )

3.1.2 D + 1.6 ( L _r или S или R ) + ( L или 0,5 W )

4.1.2 D + 1.0 W + L + 0.5 ( L _r или S или R)

5.0.9 D + 1.0 Вт

ASD:

1. Д

2. Д + Д

3. D + ( L _r или S или R )

4. D + 0,75 L + 0,75 ( L _r или S или R )

5. D + (0,6 Вт )

Список литературы

ACI (2016 г.), Требования строительных норм для конструкционного бетона (ACI 318-14), Американский институт бетона.

ASCE (2016), Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций, ASCE 7-16, ASCE.

ICC (2012), Международные строительные нормы и правила, Международный совет по нормам.

Практические задачи

2.1 Определите максимальный факторный момент для балки крыши, подверженной следующим эксплуатационным нагрузкам:

M _D = 40 psf (статический момент нагрузки)

M _{L r} = 36 psf (момент нагрузки на крышу)

M _с = 16 psf (момент снеговой нагрузки)

2.2 Определите максимальную факторную нагрузку, которую выдерживает колонна, подверженная следующим эксплуатационным нагрузкам:

P _D = 500 тысяч фунтов (статическая нагрузка)

P _L = 280 тысяч фунтов (постоянная нагрузка на пол)

P _S = 200 тысяч фунтов (снеговая нагрузка)

P _E = ± 30 тысяч фунтов (землетрясение)

P _w = ± 70 тысяч фунтов (ветровая нагрузка)

2.3 Типичная планировка композитной системы перекрытий из железобетона и бетона в здании библиотеки показана на рисунке P2.1. Определите статическую нагрузку в фунтах / футах, действующую на типичную внутреннюю балку B 1– B 2 на втором этаже. Все лучи имеют размер Вт 12 × 44, расстояние между ними составляет 10 футов в секунду. Распределенная нагрузка на второй этаж:

Пескоцементная стяжка толщиной 2 дюйма	= 0.25 фунтов / кв. Дюйм
Железобетонная плита толщиной 6 дюймов	= 50 фунтов / кв. Дюйм
Подвесной потолок из металлических реек и гипсокартона	= 10 фунтов / кв. Дюйм
Электромеханические услуги	= 4 фунта / кв. Дюйм

Типовой план этажа

Рис.P2.1. Композитная система перекрытий из стали и бетона.

2.4 План второго этажа здания начальной школы показан на рисунке P2.1. Отделка пола аналогична практической задаче 2.3, за исключением того, что потолок представляет собой акустическую древесноволокнистую плиту с минимальной расчетной нагрузкой 1 фунт / фут. Все балки имеют размер W, 12 × 75, вес 75 фунтов / фут, а все балки — W 16 × 44, с собственным весом 44 фунта / фут. Определите статическую нагрузку на типичную внутреннюю балку A 2- B 2.

2.5 Схема второго этажа офисного помещения представлена ​​на рисунке P2.1. Отделка пола аналогична практической задаче 2.3. Определите общую статическую нагрузку, приложенную к внутренней колонне B 2 на втором этаже. Все балки W 14 × 75, а все балки W 18 × 44.

2.6 Четырехэтажное больничное здание с плоской крышей, показанное на рисунке P2.2, имеет концентрически скрепленные рамы в качестве системы сопротивления поперечной силе. Вес на каждом уровне пола указан на рисунке.Определите сейсмический сдвиг в основании в тысячах фунтов с учетом следующих расчетных данных:

S ₁ = 1,5 г

S _s = 0,6g

Класс площадки = D

Рис. P2.2. Четырехэтажное здание с плоской крышей.

2.7 Используйте ASCE 7-16 для определения снеговой нагрузки (psf) для здания, показанного на рисунке P2.3. Следующие данные относятся к зданию:

Снеговая нагрузка на грунт = 30 фунтов на квадратный дюйм

Крыша полностью выложена битумной черепицей.

Угол наклона крыши = 25 °

Открытая местность

Категория размещения I

Неотапливаемое сооружение

Рис. P2.3. Образец кровли.

2.8. В дополнение к расчетной снеговой нагрузке, рассчитанной в практической задаче 2.7, крыша здания на рисунке P2.3 подвергается статической нагрузке 16 фунтов на квадратный фут (включая вес фермы, кровельной доски и асфальтовой черепицы) по горизонтали. самолет. Определите равномерную нагрузку, действующую на внутреннюю ферму, если фермы имеют 6 футов-0 дюймов в центре.

2.9 Ветер дует со скоростью 90 миль в час на закрытое хранилище, показанное на Рисунке P2.4. Объект расположен на ровной местности с категорией воздействия B. Определите давление скорости ветра в psf на высоте карниза объекта. Топографический коэффициент равен K _zt = 1.0.

Рис. P2.4. Закрытая сторга.

Первичные нагрузки

Первичные нагрузки

Основные нагрузки

---

Нагрузка на строительную конструкцию может принимать самые разные формы.Во многих случаях точная загрузка не вписывается в определенную категорию. Тем не менее, нагрузки обычно можно рассматривать как первичные или вторичные. Первичная загрузка обычно включает материалы, из которых строится конструкция. был построен, обитатели, их мебель, непосредственное влияние различных типичные погодные условия, а также уникальные испытанные условия нагрузки во время строительства, экстремальных погодных условий и природных катастроф. Вторичный нагрузки — это нагрузки из-за изменений температуры, эксцентриситета конструкции, усадка конструкционных материалов, оседание фундамента и т. д. нагрузки.Основное внимание в этом курсе будет уделяться основным нагрузкам. Несмотря на тот факт, что следует учитывать каждую нагрузку и комбинацию нагрузок чтобы уменьшить вероятность разрушения конструкции, определение строительные нагрузки остаются статистическим упражнением. Каждая нагрузка не может быть предвиденным; таким образом, очень важно определить наихудший сценарий, в котором разумно предположить, что нужно воздействовать на конструкцию.

Первичные нагрузки делятся на две широкие категории в соответствии с способ их воздействия на конструкцию или структурный элемент.Эти МЕРТВАЯ НАГРУЗКА и ЖИВАЯ НАГРУЗКА.

МЕРТВЫЕ НАГРУЗКИ
Непрерывные нагрузки — это нагрузки, которые считаются действующими постоянно; Они «мертвы», неподвижны и не могут быть удалены. Собственный вес элементов конструкции обычно обеспечивает наибольшую часть мертвых нагрузка на здание. Это явно будет зависеть от фактических выбранных материалов. Постоянные неструктурные элементы, такие как кровля, пол, трубы, воздуховоды, внутренние перегородки, оборудование систем экологического контроля, лифт машины и все другие строительные системы в здании также должны быть включенным в расчет общей статической нагрузки.Офисное оборудование или мебель, которая может считаться постоянной в глазах пользователя не являются частью мертвых расчетов. Мертвые нагрузки представлены красная стрелка на иллюстрации.

Величину собственных нагрузок здания обычно можно определить с погрешностью всего 5%. Свойства строительных материалов часто сведены в таблицы и опубликованы авторами учебников и производителями. Всегда очень важно быть в курсе изменений в строительные материалы.Свойства строительных материалов различаются из-за быстро меняющийся рынок. Самозагрузка или собственный вес из-за этих материалы часто выражают как единицу веса в кН / 90 · 107 м 90 · 108 3 или фунты / _футов 3. Обратите внимание, что эти единицы даны в единицах силы, не масса.

Обычно необходимо перевести единицу веса в нагрузку на единицу. площадь (psf) или нагрузка на единицу длины (plf) для завершения структурного анализ конструктивного элемента. Это довольно просто определяется, взяв объем (площадь поперечного сечения, умноженная на длину) элемента умножить на единицу веса материала и распределить его по длина элемента.Поскольку собственный вес выражать в с точки зрения нагрузки на единицу длины, обычно берется только поперечное сечение площадь и умножает ее на единицу веса. Общий собственный вес Затем член будет определяться путем умножения этого значения на длину. Собственная нагрузка на пол или крышу обычно выражается в единицах нагрузки. на единицу площади (т.е. фунтов на квадратный фут или килограмм ньютонов на квадратный метр).

Общая статическая нагрузка на здание определяется сложением всех различных статических нагрузок на элементы здания.Это важно держите блоки в стороне, когда постоянные нагрузки на балку (PLF) сочетаются с полом или собственные нагрузки на крышу (psf).

ЖИВАЯ НАГРУЗКА
Структуры обычно имеют функцию. Функция является частью программы для которых выполнен дизайн. Однако точные функции, которые придется выдерживать в течение всего срока службы конструкции не полностью предсказуемо. Таким образом, были установлены строительные нормы и правила, в которых «предсказать» разумную нагрузку, для которой следует проектировать определенный тип пространства. Текущие нагрузки — это переходные нагрузки. и может меняться по величине. Они включают в себя все предметы, найденные в здании. в течение жизни (люди, диваны, пианино, сейфы, книги, машины, компьютеры, машины или хранящиеся материалы), а также внешние воздействия окружающей среды например, нагрузки из-за солнца, земли или погоды. Ветровые и землетрясения нагрузки помещены в особую категорию поперечных временных нагрузок в связи с серьезность их воздействия на здание и их способность вызвать разрушение.

Есть надежда, что срок службы большинства зданий будет выходить за рамки первоначально предполагаемое использование здания. Практически невозможно спрогнозировать все возможные варианты использования любой данной конструкции перед сносом. Если и когда здание будет использоваться по назначению кроме оригинального дизайна, вместимость здания для его нового использование должно быть определено. Поскольку совокупность знаний о поведении зданий всегда увеличивается, здание, которое могло быть спроектировано согласно последней информации о загрузке в течение одного года, может не удовлетворить требования несколько лет спустя.Это особенно характерно для последствия землетрясения.

Величины временных нагрузок трудно определить одним и тем же степень точности, которая возможна при статических нагрузках. Вероятный максимум значение временных нагрузок было определено исследованиями и включено в национальные строительные нормы и правила. Обычно это минимальная расчетная нагрузка на единицу площади. Строительство коды также предусматривают снижение нагрузки при определенных условиях. В качестве примера, полные временные нагрузки, скорее всего, возникнут не на каждом этаже многоэтажного здание в то же время.Следовательно, расчетная временная нагрузка для некоторых из колонны и фундамент можно уменьшить. Строительные нормы и правила по всему миру не согласны с величиной соответствующих расчетных значений временной нагрузки. Очень важно, чтобы разработчик нашел время, чтобы определить установленные значения. вниз в местных строительных нормах и правилах. Это юридические документы и ДОЛЖНЫ быть последовал.

Комбинации нагрузок При рассмотрении возможных комбинаций эти две категории нагрузки, вероятность возникновения определенных нагрузок одновременно считаются равными нулю.Одной из таких комбинаций может быть максимальная нагрузка толпой, мокрый и тяжелый снег, тайфун силой девять баллов, бушующий адский огонь и землетрясение. Вполне возможно, что два из первых трех могли произойти как землетрясения, но не все четыре одновременно. Таким образом, нужно только рассмотреть разумные комбинации нагрузок.

---

Стол 17-1. Обычные удельные веса массивных строительных материалов

Материал Единица Вес Алюминий 24 кН / м 3 Кирпичи (широкий вариант) 22 кН / м 3 Бетон 24 кН / м 3 Легкий бетонный блок 12 (средн.) кН / м 3 Сталь 70 кН / м 3 Древесина 6 кН / м 3 Таблица 17-2. Обычная удельная масса листовых строительных материалов

Материал Unit Wt Акустическая потолочная плитка 0,1 кН / м 2 Алюминиевое кровельное покрытие 0.04 кН / м 2 Стекло 0,1 кН / м 2 гипсокартон 0,15 (средн.) КН / м 2 Стальная кровельная пленка 0,15 кН / м 2 Половые доски деревянные 0,15 кН / м 2 Таблица 17-3.Общие нагрузки на перекрытие

Площадь Штучная нагрузка Художественная галерея 4,0 кН / м 2 Стержни 5,0 кН / м 2 Парковочные конструкции 2,5 кН / м 2 Аудитории 3,0 кН / м 2 Танцевальные залы 5.0 кН / м 2 Офисы 5,0 кН / м 2 Частный дом 1,5 кН / м 2 Театры (фиксированные сиденья) 4,0 кН / м 2 На основе BS 6399: Часть 1: 1984 Авторские права © 1995, 1996, авторские права Крис Х. Любкеман и Дональд Петинг

Расчет нагрузки на колонну, балку, стену и перекрытие

Самый важный момент в этой статье

Что такое столбец?

Элемент сжатия, т.е.е., колонна, является важным элементом каждой железобетонной конструкции . Они используются для безопасной передачи нагрузки надстройки на фундамент.

В основном колонны, стойки и опоры используются в качестве элементов сжатия в зданиях, мостах, опорных системах резервуаров, заводов и многих других подобных конструкций.

Колонна определяется как вертикальный сжимающий элемент, который в основном подвергается действующей длине и осевым нагрузкам, превышающей в три раза ее наименьший поперечный размер.

Элемент сжатия, эффективная длина которого меньше чем в три раза меньше его наименьшего поперечного размера, называется опорой.

Сжимающий элемент, который является наклонным или горизонтальным и подвергается осевым нагрузкам, называется распоркой. В фермах используются подкосы.

Функция колонн заключается в передаче нагрузки конструкции вертикально вниз для передачи ее на фундамент. Помимо стены выполняет также следующие функции:

• Он разделяет территорию здания на разные отсеки и обеспечивает конфиденциальность.
• Обеспечивает безопасность от взлома и насекомых.
• Сохраняет тепло в здании зимой и летом.

Также прочтите: Что такое Pier Foundation | Типы пробуренных опор | Преимущества и недостатки фундаментов пробуренных пирсов

Что такое луч?

Балка — это конструктивный элемент, устойчивый к изгибу. В основном балка несет на себе вертикальные силы тяжести, но также тянет на нее горизонтальные нагрузки.

Балка называется стеновой плитой или порогом , которая несет передающие и нагружает их на балки, колонны или стены. Он прикреплен с помощью.

В ранние века древесина была наиболее предпочтительным материалом для использования в качестве балки для этой структурной опоры, теперь она выдерживает силу вместе с вертикальной гравитационной силой, теперь они сделаны из алюминия, стали или других подобных материалов. .

Фактически, балки — это конструкционные материалы, которые выдерживают поперечную силу нагрузки и изгибающий момент.

Для того, чтобы выдерживать большее напряжение и нагрузку, предварительно напряженные бетонные балки широко используются в настоящее время в фундаменте мостов и других подобных громоздких конструкций.

Несколько известных балок, используемых в настоящее время, поддерживаются балкой, фиксированной балкой, консольной балкой, неразрезной балкой, нависающей балкой.

Что такое стена?

Стена — структурный элемент, который разделяет пространство (комнату) на два пространства (комнаты), а также обеспечивает безопасность и укрытие. Как правило, стены подразделяются на два типа: внешнюю и внутреннюю.

Наружные стены служат ограждением для дома для укрытия, а внутренние стены помогают разделить ограждение на необходимое количество комнат. Внутренние стены также называются перегородками.

Стены делят жилую зону на разные части. Они обеспечивают конфиденциальность и защиту от температуры, дождя и кражи.

Также прочтите: Что такое гипс | Тип штукатурки | Дефекты штукатурки

Что такое плита?

Плита предназначена для обеспечения плоских поверхностей, обычно горизонтальных, на крышах зданий, перекрытиях, мостах и ​​других типах конструкций .Плита могла поддерживаться стенами , железобетонными балками, обычно монолитными с плитой , конструкционными стальными балками, либо колоннами , либо из земли.

Плита — это пластинчатый элемент, имеющий глубину (D), очень маленькую по сравнению с его длиной и шириной. Плита используется в качестве перекрытия или крыши в зданиях, равномерно переносит распределительную нагрузку.

Плита может быть

• Просто поддерживается.
• Continuos.
• Консоль.

Расчет различных нагрузок на колонну, балку, стену и перекрытие

1. Столбец = Собственный вес x Количество этажей
2. Балки = Собственная масса на погонный метр
3. Нагрузка на стену на погонный метр
4. Общая нагрузка на плиту (постоянная нагрузка + динамическая нагрузка + ветровая нагрузка + собственный вес)

Помимо указанной выше нагрузки, на колонны также действуют изгибающие моменты, которые необходимо учитывать при окончательном проектировании.

Эти инструменты представляют собой упрощенный и трудоемкий метод ручных расчетов для проектирования конструкций, который в настоящее время настоятельно рекомендуется в полевых условиях.

Наиболее эффективным методом проектирования конструкций является использование передового программного обеспечения для проектирования конструкций, такого как STAAD Pro или ETABS.

для профессионального проектирования конструкций, есть несколько основных допущений, которые мы используем для расчетов нагрузок на конструкции.

Также прочтите: Введение в портальную балку | Нагрузка на портальный желоб | Тип нагрузки на портальный желоб

Как загрузить расчет в столбец:

, мы знаем, что собственный вес бетона составляет около 2400 кг / м ³ , , что эквивалентно 24.54 кн / м ³ , а собственный вес стали составляет около 7850 кг / м ³ . (Примечание: 1 килоньютон равен 101,9716 килограмму)

Итак, если мы примем размер колонны x 600 мм с 1% стали и 2,55 (, почему 2,55 так, высота колонны 3 м — размер балки ) метра стандартная высота, собственный вес колонны около 1000 кг на пол , что id равно 10 кН.

1. Объем бетона = 0.30 x 0,60 x 2,55 = 0,459 м³
2. Вес бетона = 0,459 x 2400 = 1101,60 кг
3. Вес стали (1%) в бетоне = 0,459 x 1% x 7850 = 36,03 кг
4. Общий вес колонны = 1101,60 + 36,03 = 1137,63 кг = 11,12 кН

При проведении расчетов мы предполагаем, что собственный вес колонн составляет от 10 до 12 кН на этаж.

Расчет балочной нагрузки:

Мы применяем тот же метод расчета для балки.

мы предполагаем, что каждый метр балки имеет размеры 300 мм x 600 мм без учета толщины плиты.

Предположим, что каждый (1 м) метр балки имеет размер

1. 300 мм x 600 мм без плиты.
2. Объем бетона = 0,30 x 0,60 x 1 = 0,18 м³
3. Вес бетона = 0,18 x 2400 = 432 кг
4. Вес стали (2%) в бетоне = 0,18 x 2% x 7850 = 28,26 кг
5. Общий вес колонны = 432 + 28.26 = 460,26 кг / м = 4,51 кН / м

Таким образом, собственный вес будет около 4,51 кН на погонный метр.

Также прочтите: Разница между битумом и гудроном | Что такое битум | Что такое смола

Расчет нагрузки на стену :

известно, что Плотность кирпича колеблется от 1800 до 2000 кг / м ³ .

Для кирпичной стены толщиной 9 дюймов (230 мм) толщиной 2.Высота 55 метров и длина 1 метр ,

Нагрузка на погонный метр должна быть равна 0,230 x 1 x 2,55 x 2000 = 1173 кг / метр,

, что эквивалентно 11,50 кН / м.

Этот метод можно использовать для расчета нагрузки кирпича на погонный метр для любого типа кирпича с использованием этого метода.

Для газобетонных блоков и блоков из автобетона (ACC), таких как Aerocon или Siporex, вес на кубический метр составляет от 550 до 650 кг на кубический метр.

Нагрузка на погонный метр должна быть равна 0,230 x 1 x 2,55 x 650 = 381,23 кг

, если вы используете эти блоки для строительства, нагрузка на стену на погонный метр может составлять всего 3,74 кН / метр , использование этого блока может значительно снизить стоимость проекта.

Расчет нагрузки на перекрытие :

Пусть, Предположим, плита имеет толщину 150 мм.

Таким образом, собственный вес каждого квадратного метра плиты будет

.

Расчет нагрузки на перекрытие = 0.150 x 1 x 2400 = 360 кг, что эквивалентно 3,53 кН.

Теперь, если мы рассмотрим нагрузку на чистовую отделку перекрытия равной 1 кН на метр , наложенная временная нагрузка составит 2 кН на метр, а ветровая нагрузка согласно Is 875 Около 2 кН на метр .

Итак, исходя из приведенных выше данных, мы можем оценить нагрузку на плиту примерно в от 8 до 9 кН на квадратный метр.

Как загрузить перекрытие стены балки колонны расчета | कॉलम बीम दीवार स्लैब को कैसे गणना लोड करें

Часто задаваемые вопросы

Расчет нагрузки на колонну:

, мы знаем, что собственный вес бетона составляет около 2400 кг / м ³ , , что эквивалентно 240 кН, а собственный вес стали составляет около 8000 кг / м ³ .

Итак, если мы примем размер колонны 230 мм x 600 мм с 1% стали и стандартной высотой 3 метра, собственный вес колонны составит около 1000 кг на пол, что id равно 10 кН.

• Объем бетона = 0,23 x 0,60 x 3 = 0,414 м³
• Вес бетона = 0,414 x 2400 = 993,6 кг
• Вес стали (1%) в бетоне = 0,414x 0,01 x 8000 = 33 кг
• Общий вес колонны = 994 + 33 = 1026 кг = 10KN

Расчет нагрузки на стену

1. Плотность кирпича стены с раствором составляет примерно 1600-2200 кг / м ³ .Таким образом, мы считаем, что собственный вес кирпича стены составляет 2200 кг / м ³ в данном расчете .
2. Объем кирпичной стены: Объем кирпичной стены = l × b × h, длина = 1 метр, ширина = 0,152 мм, высота стены = 2,5 метра, объем = 1 м × 0,152 м × 2,5 м, объем кирпичной стены = 0,38 м ³
3. Собственная нагрузка кирпичной стены: Вес = объем × плотность, собственная нагрузка = 0,38 м ³ × 2200 кг / м ³ , собственная нагрузка = 836 кг / м
4. Это будет преобразовано в килограмм Ньютон, разделив на 100, мы получим 8.36 кН / м
5. Таким образом, статическая нагрузка кирпичной стены составляет около 8,36 кН / м, действующая на колонну.

Расчет балочной нагрузки

• 300 мм x 600 мм без учета толщины плиты.
• Объем бетона = 0,30 x 0,60 x 1 = 0,18 м³
• Вес бетона = 0,18 x 2400 = 432 кг
• Вес стали (2%) в бетоне = 0,18 x 2% x 7850 = 28,26 кг
• Общий вес столбца = 432 + 28,26 = 460.26 кг / м = 4,51 кН / м

Нагрузка на колонну:

Колонна является важным элементом конструкции RCC, который помогает передавать нагрузку надстройки на фундамент. Это вертикальный сжимающий элемент, подверженный прямой осевой нагрузке , и его эффективная длина в три раза больше, чем его наименьший поперечный размер.

Расчет статической нагрузки для здания

Собственная нагрузка = объем элемента x удельный вес материалов.

Посредством , вычислив объема каждого элемента и умножив его на удельный вес материалов, из которых он состоит, можно точно определить статическую нагрузку для каждого компонента.

Понравился этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Рекомендуемое чтение —

Расчет нагрузки на колонну, балку и плиту

Общий расчет Lo ad на колоннах, балках, перекрытиях , которые мы должны знать о различных нагрузках, приходящих на колонну.Как правило, расположение колонн, балок и перекрытий можно увидеть в конструкции каркасного типа. В каркасной конструкции нагрузка передается от плиты к балке, от балки к колонне и в конечном итоге достигает фундамента здания.

Для расчета нагрузки здания необходимо рассчитать нагрузки на следующие элементы:

---

Что такое столбец:

Колонна — это вертикальный элемент строительной конструкции, который в основном предназначен для восприятия сжимающей и продольной нагрузки.Колонна — один из важных конструктивных элементов строительной конструкции. В зависимости от нагрузки, поступающей на столбец, размер увеличивается или уменьшается.

Длина колонны обычно в 3 раза больше их наименьшего поперечного размера в поперечном сечении. Прочность любой колонны в основном зависит от ее формы и размеров поперечного сечения, длины, расположения и положения колонны.

Расчет нагрузки на колонну

---

Что такое луч:

Балка — это горизонтальный конструктивный элемент в строительстве, который предназначен для восприятия поперечной силы, изгибающего момента и передачи нагрузки на колонны с обоих концов.Нижняя часть балки испытывает силу растяжения и силу сжатия верхней части. Таким образом, в нижней части балки предусмотрено больше стальной арматуры по сравнению с верхней частью балки.

---

Что такое плита:

Плита — это ровный конструктивный элемент здания, на котором предусмотрена ровная твердая поверхность. Эти плоские поверхности плит используются для изготовления полов, крыш и потолков. Это горизонтальный конструктивный элемент, размер которого может варьироваться в зависимости от размера и площади конструкции, а также может варьироваться его толщина.

Но минимальная толщина плиты указана для нормального строительства около 125 мм. Как правило, каждая плита поддерживается балкой, колонной и стеной вокруг нее.

---

Нагрузка на колонну, балку и плиту :

1) Собственная масса колонны X Количество этажей

2) Собственная масса балок на погонный метр

3) Нагрузка стен на погонный метр

4) Общая нагрузка на плиту (статическая нагрузка + динамическая нагрузка + собственный вес)

Помимо указанной выше нагрузки, на колонны также действуют изгибающие моменты, которые необходимо учитывать при окончательном проектировании.

Наиболее эффективным методом проектирования конструкций является использование передового программного обеспечения для проектирования конструкций, такого как ETABS или STAAD Pro.

Эти инструменты представляют собой упрощенный и трудоемкий метод ручных расчетов для проектирования конструкций, который в настоящее время настоятельно рекомендуется в полевых условиях.

для профессионального проектирования конструкций, есть несколько основных допущений, которые мы используем для расчетов нагрузок на конструкции.

Подробнее: H ow to C alculate Column Size for Building (RCC Column Design)

Подробнее : Как рассчитать количество стали для плиты

---

1.Расчет нагрузки на колонну (расчет конструкции колонны):

, мы знаем, что собственный вес бетона составляет около 2400 кг / м3, , что эквивалентно 240 кН, а собственный вес стали составляет около 8000 кг / м3.

Итак, если мы примем размер колонны 230 мм x 600 мм с 1% стали и стандартной высотой 3 метра, собственный вес колонны составит около 1000 кг на пол, что id равно 10 кН.

• Объем бетона = 0.23 x 0,60 x 3 = 0,414 м³
• Вес бетона = 0,414 x 2400 = 993,6 кг
• Вес стали (1%) в бетоне = 0,414 x 0,01 x 8000 = 33 кг
• Общий вес колонны = 994 + 33 = 1026 кг = 10KN

При расчетах конструкции колонны мы предполагаем, что собственный вес колонн составляет от от 10 до 15 кН на пол.

---

2. Расчет балочной нагрузки:

Мы применяем тот же метод расчета для балки.

мы предполагаем, что каждый метр балки имеет размеры 230 мм x 450 мм без учета толщины плиты.

Предположим, что каждый (1 м) метр балки имеет размер

• 230 мм x 450 мм без плиты.
• Объем бетона = 0,23 x 0,60 x 1 = 0,138 м³
• Вес бетона = 0,138 x 2400 = 333 кг
• Вес стали (2%) в бетоне = = 0,138 x 0,02 x 8000 = 22 кг
• Общий вес колонны = 333 + 22 = 355 кг / м = 3.5 кН / м

Таким образом, собственный вес будет около 3,5 кН на погонный метр.

---

3. Расчет нагрузки на стену :

известно, что плотность кирпича колеблется от до 1500 до 2000 кг на кубический метр.

Для кирпичной стены толщиной 6 дюймов, высотой 3 метра и длиной 1 метр,

Нагрузка на погонный метр должна быть равна 0,150 x 1 x 3 x 2000 = 900 кг,

, что эквивалентно 9 кН / метр.

Этот метод можно использовать для расчета нагрузки кирпича на погонный метр для любого типа кирпича с использованием этого метода.

Для газобетонных блоков и блоков из автоклавного бетона, таких как Aerocon или Siporex, вес на кубический метр составляет от 550 до 700 кг на кубический метр.

, если вы используете эти блоки для строительства, нагрузка на стену на погонный метр может быть всего 4 кН / метр , использование этого блока может значительно снизить стоимость проекта.

Расчет нагрузки на колонну

---

4.

Расчет нагрузки на перекрытие :

Предположим, что плита имеет толщину 125 мм.

Таким образом, собственный вес каждого квадратного метра плиты будет

.

= 0,125 x 1 x 2400 = 300 кг, что эквивалентно 3 кН.

Теперь, если мы рассмотрим чистовую нагрузку, равную 1 кН на метр, а добавленную динамическую нагрузку, равную , 2 кН, на метр.

Итак, исходя из приведенных выше данных, мы можем оценить нагрузку на плиту примерно в от 6 до 7 кН на квадратный метр.

---

5. Фактор безопасности:

В конце, рассчитав всю нагрузку на колонну, не забудьте добавить коэффициент запаса прочности, который наиболее важен для любой конструкции здания для безопасной и удобной работы здания в течение его расчетного срока службы.

Это важно, когда выполняется расчет нагрузки на колонну.

В соответствии с IS 456: 2000 коэффициент запаса прочности равен 1,5.

как рассчитать нагрузку на здание pdf скачать

---

Посмотреть видео: Расчет нагрузки на колонну

---

Вам также может понравиться:

Связанные

Допустимая нагрузка на пол | Коммерческие офисные и производственные здания

Что такое допустимая нагрузка на пол?

Допустимая нагрузка на пол — это максимальный вес, который пол может выдерживать на заданной площади.В США допустимая нагрузка на пол выражается в фунтах на квадратный фут. Допустимая нагрузка на пол может быть выражена как 100 фунтов на квадратный фут.

Что такое постоянные и активные нагрузки?

Статические нагрузки — это статические нагрузки, которые состоят из самой конструкции, такой как балки, крыши, стены или приспособления, прикрепленные к конструкции. Динамические нагрузки — это динамические нагрузки, такие как пешеходное движение или транспортировка товаров по складу на вилочном погрузчике. Пол спроектирован таким образом, чтобы выдерживать определенную максимальную статическую нагрузку и определенную максимальную живую нагрузку.

Почему важно знать допустимую нагрузку на пол в здании или на складе?

В коммерческой недвижимости различным арендаторам может потребоваться хранить или обрабатывать тяжелые предметы или использовать различные типы тяжелого оборудования или систем хранения в рамках своего бизнеса. По этой причине офисные и производственные здания могут указывать допустимую нагрузку перекрытия имеющейся площади.

Если несущая способность пола не указана, то владелец недвижимости или инженер-строитель должен иметь возможность помочь в получении этой информации.Число, наиболее подходящее для пассажиров с более высокими требованиями, — это максимальная допустимая живая нагрузка на пол.

Нагрузки на перекрытия офисных зданий

Допустимая нагрузка на пол в коммерческих офисных зданиях должна составлять не менее 75–100 фунтов на квадратный фут для нормального использования. Нагрузка на пол в небольших офисных зданиях может варьироваться, и ее следует проверять в зависимости от требований пользователя.

Некоторым арендаторам офисов может потребоваться пол для перевозки тяжелых предметов, превышающих требования среднего арендатора.Библиотеке или юридической фирме может потребоваться этаж, на котором можно разместить множество книг и архивов. Другим предприятиям могут потребоваться полы, способные выдержать вес компьютерных систем и другого тяжелого оборудования.