Определение структурных нагрузок, которые нам необходимо учитывать при проведении структурного анализа и проектирования конструкций

В этой статье, мы углубимся в типы нагрузок, которые нам необходимо учитывать при анализе и проектировании таких конструкций, как:

• Мертвая нагрузка;
• Живая нагрузка;
• Снеговая нагрузка;
• Ветровая нагрузка;
• Сейсмическая нагрузка;
• Ледяная нагрузка;
• Нагрузка на почву;
• Паводковая нагрузка;
• Дождевая нагрузка;
• Температурная нагрузка; и
• Дифференциальный расчет.

Мертвая нагрузка

Собственные нагрузки состоят из веса строительного материала, встроенного в здание., но не ограничено, структура, стены, этажей, крыши, потолки, лестницы, пандусы, заканчивает, облицовка, и другие встроенные архитектурные и структурные системы, и стационарное сервисное оборудование (ASCE 7-16). Эти постоянные нагрузки сильно влияют на поведение конструкции., особенно когда конструкция испытывает динамические нагрузки, такие как ветер и землетрясения в сочетании со статической нагрузкой.

Значения для этих нагрузок в основном указаны в используемом справочном коде с точки зрения их соответствующего удельного веса, умноженного на толщину или объем материала, как указано на строительных чертежах..

фигура 1. Удельный вес обычных строительных материалов (NSCP 2010).

Живая нагрузка

Еще одна нагрузка, которую всегда следует учитывать, — это динамическая нагрузка.. Временные нагрузки - это нагрузки, возникающие при использовании и нахождении в здании или другой конструкции, которые не включают строительные или экологические нагрузки., например ветровая нагрузка, снеговая нагрузка, дождевая нагрузка, сейсмическая нагрузка, и паводковая нагрузка (ASCE 7-16). Живые нагрузки включают в себя людей, находящихся в конструкции, движение транспортных средств, мебель, оборудование, подвижные перегородки, и некоторые временные постройки, которые будут использоваться только в течение короткого периода времени..

Снеговая нагрузка

Для регионов со снегом, конструкции должны быть спроектированы таким образом, чтобы противостоять уравновешенным или несмещенным и неуравновешенным или смещенным снеговые нагрузки. Сбалансированные или неснесенные снеговые нагрузки – это нагрузки, возникающие из-за скопление снега без влияния ветра. С другой стороны, на несбалансированную или снесенную снеговую нагрузку влияет направление ветра и конфигурация конструкции – где снег может скапливаться на препятствиях над крышей, таких как брандмауэры, дымоходы, и парапеты относительно источника ветра.

 

SkyCiv автоматизирует расчеты снеговой нагрузки с помощью нескольких параметров в выбранных областях.. Попробуйте наши Генератор нагрузки SkyCiv

Калькулятор снеговой нагрузки SkyCiv

Ветровая нагрузка

Инженеры должны учитывать силы ветра во время тайфунов или ураганов в структурный анализ и проектирование конструкций. Это давление ветра создает силы, которые могут разрушить весь структурный каркас или повредить некоторые компоненты здания, такие как облицовка., прогоны, бандажи, и т.д.

SkyCiv автоматизирует расчет ветровой нагрузки с помощью нескольких параметров.. Попробуйте наши Генератор нагрузки SkyCiv

Калькулятор ветровой нагрузки SkyCiv

Сейсмическая нагрузка

Инженеры также должны тщательно рассчитать сейсмические нагрузки для стран, расположенных в сейсмически активных регионах, чтобы иметь безопасную и прочную конструкцию.. Одновременные горизонтальные и вертикальные силы, действующие на элементы конструкции, могут привести к повреждению и, худший случай, разрушить здания, что в конечном итоге приведет к гибели людей. Особые требования к дизайну, детализация, и строительство должно быть выполнено в соответствии с местными строительными нормами, чтобы противостоять этому эффекту..

Ледяная нагрузка

В отличие от снеговых нагрузок, гололедные нагрузки вызваны ледяным дождем, снег, и обледенение в облаках чувствительных к льду конструкций, таких как кабели, решетчатые структуры, флагштоки, приметы, и т.д. Замерзший лед на конструкции, если не считать должным образом, может вызвать значительные нагрузки на элементы конструкции и, в результате, приведет к повреждению или разрушению системы.

Нагрузка на почву

Такие конструкции, как цокольные этажи, основы, и подпорные стены испытывают боковые нагрузки, создаваемые прилегающим грунтом. Вода на уровне грунтовых вод и дополнительная нагрузка над землей создают подъемное давление, действующее на эти подземные структурные элементы..

SkyCiv предлагает бесплатный Калькулятор подпорной стены который рассчитает боковое давление грунта на стену, и проведите анализ устойчивости ваших подпорных стенок. Платная версия также отображает полные расчеты, чтобы вы могли видеть шаг за шагом, как рассчитать устойчивость подпорной стенки к переворачивание, скольжение, и подшипник!

Калькулятор подпорной стены

Паводковая нагрузка

Паводковые нагрузки представляют собой гидростатические нагрузки, вызванные глубиной воды до уровня проектной отметки паводка., как выше, так и ниже уровня земли, включая динамические эффекты движущейся воды.

Дождевая нагрузка

Дождевая нагрузка относится к давлению, возникающему из-за скопления воды из-за засорения дренажа., особенно на крышах или балконах.

Температурная нагрузка

Конструкционные материалы, такие как бетон и сталь, расширяются или сжимаются при изменении температуры, что может вызвать начальные напряжения, которые уменьшат емкость и срок службы материала.. Поэтому добавляются компенсаторы, чтобы смягчить влияние температуры на материал..

Узнайте больше о том, как вы можете использовать SkyCiv S3D для анализировать температурные нагрузки с помощью Предварительные нагрузки.

Дифференциальный расчет

Нагрузки, передаваемые на фундамент, могут вызвать осадку грунта из-за уплотнения или расширения грунтовых материалов под зоной контакта.. Осадка фундаментов на этих участках различна из-за различий в приложенных нагрузках.. Следовательно, различия в водоизмещении, известный как дифференциальный расчет, может вызвать значительные нагрузки на элементы конструкции и привести к повреждению и разрушению всей конструкции.

В SkyCiv S3D, вы можете указать расчет на вашей структурной модели через Поддерживает -> Расчеты. Проверить эта документация S3D Больше подробностей.

 

Ссылки

• Ассоциация инженеров-строителей Филиппин. (2010). Национальный структурный кодекс Филиппин: Здания, Башни и другие вертикальные конструкции. Ассоциация инженеров-строителей Филиппин.
• Американское общество гражданских инженеров. (2017, июнь). Минимальные расчетные нагрузки и соответствующие критерии для зданий и других конструкций. Американское общество гражданских инженеров.
• Типы структурной нагрузки. (нд). Получено в мае 10, 2022, с https://www.designingbuildings.co.uk/wiki/Types_of_structural_load.

Дополнительные ресурсы

• Калькулятор расстояния между прогонами




• Калькулятор стальной двутавровой балки




• Калькулятор алюминиевой балки

 

Теги нагрузка