Глосарій. Класифікація зовнішніх навантажень, які діють елементи конструкцій. Навантаження, що діють на конструкції та споруди: класифікація та поєднання Класифікація навантажень, що діють на конструкції
За характером програми: зосереджені та розподілені.
За тривалістю дій у часі: змінні та постійні.
За характером дії: статичні та динамічні.
Постійні навантаження:
Вага частини будівель та споруд, у тому числі вага несучих та огороджувальних будівельних конструкцій;
Вага та тиск ґрунтів, гірський тиск;
Вплив попередньої напруги у конструкціях;
Тимчасові навантаження: Вага тимчасових перегородок; Вага стаціонарного обладнання: верстатів, апаратів; Навантаження на перекриття житлових та громадських будівель зі зниженими нормативними значеннями; Навантаження на перекриття житлових у складських приміщеннях, холодильниках, зерносховищах, архівах, бібліотеках та підсобних будівлях та приміщеннях; Снігові навантаження зі зниженим розрахунковим значенням;
Короткочасні навантаження : навантаження на перекриття житлових та громадських будівель з повними нормативними значеннями; Снігові навантаження з повним розрахунковим значенням; Навантаження від рухомого підйомно-транспортного обладнання (мостових та підвісних кранів, тельферів, навантажувачів); Навантаження, що виникають при виготовленні, перевезенні та зведенні конструкцій, при монтажі та перестановці обладнання, а також навантаження від ваги виробів і матеріалів, що тимчасово складуються на будівництві; Навантаження від обладнання, що виникають у пуско-зупинному, перехідному та випробувальному режимі; Вітрові навантаження; Температурні та кліматичні впливи;
Особливі навантаження: Сейсмічні та вибухові впливи; навантаження, що викликаються різким порушенням технологічного процесу, тимчасової несправності або поломкою обладнання; Впливи нерівномірних деформацій, що супроводжуються зміною структури ґрунту;
Робота центрально стислих колон під навантаженням та передумови для розрахунку за несучою здатністю. Розрахунок центрально стислих колон (стійок).
Центрально-стиснутиминазиваються елементи, навантаження на які діє по центру тяжкості перерізу (у колонах з симетричним перерізом центр тяжіння перерізу приймається таким, що збігається з геометричним центром). Напружено-деформований стан центрально-стиснутих колон та характер їх руйнування залежать від багатьох факторів: матеріалу, розмірів та форми поперечного перерізу, довжини, способів закріплення кінців. При поздовжньому або поперечному згині руйнування елемента відбувається через те, що напруги в його крайніх волокнах досягають граничних величин, і матеріал руйнується. Поздовжньому вигину тією чи іншою мірою схильні всі стислі елементи, його прояв залежить від їхньої гнучкості та матеріалу, з якого виготовлений стислий елемент. Сталеві та дерев'яні колони, як правило, мають невеликі розміри поперечного перерізу і є більш гнучкими, а залізобетонні та кам'яні мають більш значні розміри поперечного перерізу і, отже, мають меншу гнучкість. Норми враховують безпечні величини поздовжнього вигину - і покладено основою розрахунку колон.
Розрахунок:
Вибираємо розрахункову схему колони;
За СНиП або довіднику знаходимо розрахунковий опір: R y = 24,5 Кн
Знаходимо площу поперечного перерізу: А
Визначаємо коефіцієнт поздовжнього вигину
Визначаємо розрахункову довжину стрижня: L ef = µ*L 0
За сортаментом визначаємо моменти інерції перерізу щодо головних центральних осей: J x см 4 ; J y , см 4
Знаходимо мінімальний радіус інерції: i min = √ J min / √A
Визначаємо гнучкість стрижня: λ = μ * L 0 / i min
Коефіцієнт поздовжнього вигину (φ) визначається залежно від гнучкості;
Несуча здатність визначається величиною допустимого значення стискаючої сили.
Зовнішні сили у супроматі діляться на активніі реактивні(Реакції зв'язків). Навантаження це активні зовнішні сили.
Навантаження за способом застосування
За способом застосування навантаження бувають об'ємними (власна вага, сили інерції), що діють на кожен нескінченно малий елемент об'єму, і поверхневими. Поверхневі навантаженняподіляються на зосереджені навантаженняі розподілені навантаження.
Розподілені навантаженняхарактеризуються тиском - ставленням сили, що діє на елемент поверхні за нормаллю до неї, до площі даного елемента і виражаються у Міжнародній системі одиниць (СІ) у паскалях, мегапаскалях (1 ПА = 1 Н/м2; 1 МПа = 106 Па) тощо. д., а технічній системі – у кілограмах сили на квадратний міліметр тощо. (Кгс/мм2, кгс/см2).
У сопроматі часто розглядаються поверхневі навантаженнярозподілені за довжиною елемента конструкції. Такі навантаження характеризуються інтенсивністю, що позначається зазвичай q і що виражається в ньютонах на метр (Н/м, кН/м) або кілограмах сили на метр (кгс/м, кгс/см) і т.д.
Навантаження за характером зміни часу
За характером зміни у часі виділяють статичні навантаження- що наростають повільно від нуля до свого кінцевого значення і надалі не змінюються; і динамічні навантаженнявикликають великі
Як показує практика, тема збору навантажень викликає найбільшу кількість питань у молодих інженерів, які розпочинають свою професійну діяльність. У цій статті хочу розглянути, що таке постійні та тимчасові навантаження, чим тривалі навантаження відрізняються від короткочасних і для чого такий поділ потрібний і т.п.
Класифікація навантажень за тривалістю дії.
Залежно від тривалості дії навантаження та впливу поділяються на постійні і тимчасові . Тимчасовінавантаженняу свою чергу поділяються на тривалі, короткочасні і особливі.
Як випливає із самої назви, постійні навантаженнядіють протягом усього експлуатації. Тимчасові навантаженнявиявляються в окремі періоди будівництва чи експлуатації.
відносяться: власна вага несучих та огороджувальних конструкцій, вага та тиск ґрунтів. У разі застосування у проекті конструкцій заводського виготовлення (ригелі, плити, блоки тощо) нормативне значення їх ваги визначається на підставі стандартів, робочих креслень або паспортних даних заводів — виробника. В інших випадках вага конструкцій та ґрунтів визначається за проектними даними на підставі їх геометричних розмірів як добуток їх щільності ρ на об'єм Vз урахуванням їхньої вологості в умовах зведення та експлуатації споруд.Орієнтовні густини деяких основних матеріалів наведені в табл. 1. Орієнтовні ваги деяких рулонних та оздоблювальних матеріалів наведені у табл. 2.
Таблиця 1
Щільність основних будівельних матеріалів
Матеріал |
Щільність, ρ, кг/м3 |
Бетон:- важкий- пористий |
2400400-600 |
Гравій |
1800 |
Дерево |
500 |
Залізобетон |
2500 |
Керамзитобетон |
1000-1400 |
Цегляна кладка на тяжкому розчині:- з повнотілої керамічної цегли— з пустотілої керамічної цегли |
18001300-1400 |
Мармур |
2600 |
Сміття будівельне |
1200 |
Пісок річковий |
1500-1800 |
Розчин цементно-піщаний |
1800-2000 |
Мінераловатні теплоізоляційні плити:- Не піддаються навантаженню- для теплоізоляції залізобетонних покриттів- У системах вентильованого фасаду- для теплоізоляції зовнішніх стін з наступним оштукатурювання |
35-45160-19090145-180 |
Штукатурка |
1200 |
Таблиця 2
Вага рулонних та оздоблювальних матеріалів
Матеріал |
Вага, кг/м2 |
Битумна черепиця |
8-10 |
Гіпсокартонний лист завтовшки 12,5 мм |
10 |
Керамічна черепиця |
40-51 |
Ламінат завтовшки 10 мм |
8 |
Металочерепиця |
5 |
Паркет дубовий:- Товщиною 15 мм- Товщиною 18 мм- Товщиною 22 мм |
111315,5 |
Рулонна покрівля (1 шар) |
4-5 |
Сендвіч - панель покрівельна:- Товщиною 50 мм- Товщиною 100 мм- Товщиною 150 мм- Завтовшки 200 мм- Завтовшки 250 мм |
1623293338 |
Фанера:- Товщиною 10 мм- Товщиною 15 мм- Завтовшки 20 мм |
710,514 |
Тимчасові навантаженняподіляються на тривалі, короткочасніта особливі.
відносяться:- Навантаження від людей, меблів, тварин, обладнання на перекриття житлових, громадських та сільськогосподарських будівель зі зниженими нормативними значеннями;
- Навантаження від автотранспорту зі зниженими нормативними значеннями;
- вага тимчасових перегородок, підливок та підбітонів під обладнання;
- Снігові навантаження зі зниженими нормативними значеннями;
- Вага стаціонарного обладнання (верстати, мотори, ємності, трубопроводи, рідини та тверді тіла, що заповнюють обладнання);
- тиск газів, рідин та сипких тіл у ємностях та трубопроводах, надлишковий тиск та розрядження повітря, що виникає при вентиляції шахт;
- навантаження на перекриття від складованих матеріалів та стелажного обладнання у складських приміщеннях, холодильниках, зерносховищах, книгосховищах, архівах подібних приміщеннях;
- температурні технологічні дії від стаціонарного обладнання;
- Вага шару води на водонаповнених плоских покриттях;
- Вертикальні навантаження від мостових і підвісних кранів зі зниженим нормативним значенням, що визначається множенням повного нормативного значення вертикального навантаження від одного крана в кожному прольоті будівлі на коефіцієнт:
0,5 - для груп режимів роботи кранів 4К-6К;
0,6 - для групи режиму роботи кранів 7К;
0,7 - для групи режиму роботи кранів 8К.
Групи режимів кранів приймаються згідно з ГОСТ 25546.
відносяться:- вага людей, ремонтних матеріалів у зонах обслуговування та ремонту обладнання з повними нормативними значеннями;
- Навантаження від автотранспорту з повними нормативними значеннями;
- Снігові навантаження з повними нормативними значеннями;
— вітрові та ожеледиці навантаження;
- навантаження від обладнання, що виникають у пускозупинному, перехідному та випробувальному режимах, а також при його перестановці або заміні;
- температурні кліматичні дії з повним нормативним значенням;
- навантаження від рухомого підйомно-транспортного обладнання (навантажувачів, електрокарів, кранів - штабелерів, тельферів, а також від мостових та підвісних кранів з повним нормативним значенням).
відносяться:- Сейсмічні впливи;
- вибухові дії;
- Навантаження, що викликаються різкими порушеннями технологічного процесу, тимчасовою несправністю або поломкою обладнання;
- Впливи, обумовлені деформаціями основи, що супроводжуються корінною зміною структури грунту (при замочуванні просадних грунтів) або осідання його в районах гірських виробок і в карстових.
Постійне навантаження.(q) Залежно від тривалості дії навантаження ділять на постійні та тимчасові. Постійними навантаженнями є вага несучих та огороджувальних конструкцій будівель та споруд, вага та тиск ґрунтів, вплив попередньої напруги залізобетонних конструкцій.
Тимчасові навантаження. Тривалі навантаження (P) . До них відносяться: вага стаціонарного обладнання на перекриттях - верстатів, апаратів, двигунів, ємностей тощо; тиск газів, рідин, сипких тіл у ємностях; вага специфічного вмісту у складських приміщеннях, холодильників, архівів, бібліотек та подібних будівель та споруд; встановлена нормами частина тимчасового навантаження у житлових будинках, у службових та побутових приміщеннях; тривалі температурні технологічні дії від стаціонарного обладнання; навантаження від одного підвісного або одного мостового крана, помножені на коефіцієнти: 0,5, 0,6. залежно від виду крана
Короткочасні навантаження. (S)До них відносяться: вага людей, деталей, матеріалів у зонах обслуговування та ремонту обладнання - проходах та інших вільних від обладнання ділянках; частина навантаження на перекриття житлових та громадських будівель; навантаження, що виникають при виготовленні, перевезенні та монтажі елементів конструкцій; навантаження від підвісних та мостових кранів, що використовуються при зведенні або експлуатації будівель та споруд; снігові та вітрові навантаження; температурні кліматичні дії.
Особливі навантаження.До них відносяться: сейсмічні та вибухові впливи; навантаження, що викликаються несправністю або поломкою обладнання та різким порушенням технологічного процесу (наприклад, при різкому підвищенні або зниженні температури тощо); впливу нерівномірних деформацій основи, що супроводжуються корінною зміною структури ґрунту (наприклад, деформації просадних ґрунтів при замочуванні або вічіомерзлих ґрунтів при відтаванні), та ін.
Нормативні навантаження. Вони встановлюються нормами чи за номінальними значеннями. Нормативні постійні навантаження приймають за проектними значеннями геометричних та конструктивних параметрів та за середніми значеннями густини. Нормативні тимчасові технологічні та монтажні навантаження встановлюють за найбільшими значеннями, передбаченими для нормальної експлуатації; снігові та вітрові - за середніми щорічними несприятливими значеннями або за несприятливими значеннями, що відповідають певному середньому періоду їх повторень.
Розрахункові навантаження.Їх значення при розрахунку конструкцій на міцність та стійкість визначають множенням нормативного навантаження на коефіцієнт надійності за навантаженням γf,зазвичай більше, ніж одиниця. Коефіцієнт надійності при дії ваги бетонних та залізобетонних конструкцій γ f -1>1. Коефіцієнт надійності при дії ваги конструкцій, що застосовується для стійкості положення проти спливання, перекидання та ковзання, а також в інших випадках, коли зменшення маси погіршує умови роботи конструкції, прийнятий γ f = 0,9. При розрахунку конструкцій на стадії зведення розрахункові короткочасні навантаження множать коефіцієнт 0,8. При розрахунку конструкцій за деформаціями та переміщеннями (по другій групі граничних станів) розрахункові навантаження приймають рівними нормативним значенням з коефіцієнтом γt = 1.
Поєднання навантажень.Конструкції повинні бути розраховані на різні поєднання навантажень або відповідні зусилля, якщо розрахунок ведуть за схемою непружного стану. Залежно від складу врахованих навантажень розрізняють: основні поєднання,що включають постійні, тривалі та короткочасні навантаження або зусилля від них; особливі поєднання,що включають постійні, тривалі, можливі короткочасні та одна з особливих навантажень або зусиль від них.
У основних поєднаннях при обліку щонайменше двох тимчасових навантажень їх розрахункові значення (чи відповідних їм зусиль) множать на коефіцієнти поєднання рівні: для тривалих навантажень ф1 = 0,95; для короткочасних ф2=0,9. При обліку одного тимчасового навантаження ф1=ф2 = l. Нормами допускається при обліку трьох і більше короткочасних навантажень їх розрахункові значення множити на коефіцієнти поєднань: ф 2 =l- для першої за ступенем важливості короткочасного навантаження; ф 2 = 0,8 – для другої; ф2 = 0,6 – для інших.
У спеціальних поєднаннях для тривалих навантажень ф1= 0,95, для короткочасних ф 2 =0,8, крім випадків, обумовлених у нормах проектування будинків та споруд у сейсмічних районах.
Ви вирішили, наприклад, зробити собі будинок. Самостійно, без залучення архітекторів-конструкторів. І в якийсь момент часу, зазвичай, майже відразу, виникає необхідність розрахувати вагу цього будинку. І тут починається низка питань: яка величина снігового навантаження, яке навантаження має витримувати перекриття, який коефіцієнт використовувати при розрахунку дерев'яних елементів. Але як дати конкретні цифри, треба зрозуміти, яка залежність між тривалістю впливу навантаження та її величиною.
Навантаження у загальному вигляді поділяються на постійні та тимчасові. А тимчасові у свою чергу на тривалі, короткочасні та миттєві. Напевно, у непідготовленого читача виникне питання: а яка, власне, різниця, як класифікувати навантаження? Візьмемо, наприклад, навантаження міжповерхове перекриття. У СНиП прописано нормативне значення 150 кгс на квадратний метр. При уважному прочитанні документа легко помітити, що 150 кгс/м² (повне нормативне значення) застосовується при класифікації навантаження як "Короткочасна", але якщо ми класифікуємо її як "тривала", то навантаження на перекриття приймається вже всього 30 кгс/м²! Чому так відбувається? Відповідь криється в глибинах теорії ймовірності, але для простоти поясню на прикладі. Уявіть вагу всього, що є у вашій кімнаті. Можливо, ви колекціонер чавунних люків від колодязів, але статистично, якщо розглядати тисячі кімнат різних людей, то в середньому люди обмежуються напівтонною всіляких предметів на кімнату 17 м². Півтонни – це не мало для кімнати! Але поділивши навантаження на площу отримаємо всього 30 кг/м². Цифра статистично підтверджена та закріплена в БНіП. А тепер уявіть собі, що ви (вагою 80 кг) входите до кімнати, сідайте на крісло (вагою 20 кг) і до вас на коліна влаштовується дружина (вагою 50 кг). Виходить, на досить малу площу діє навантаження 150 кг. Ви, звичайно, можете в такому тандемі завжди переміщатися по квартирі, або просто самостійно важити всі 150 кг, але ви не можете сидіти на місці нерухомо 10 років. А значить, що навантаження в ці 150 кг ви створюєте щоразу в різному місці, тоді як в іншому місці цього навантаження немає. Тобто. у тривалій перспективі ви не вийдіть за середньостатистичні 500 кг на 17 м2, або 30 кг/м2, але в короткочасний проміжок ви можете створити навантаження в 150 кг/м2. А якщо ви займаєтеся стрибками на батуті при вазі в 150 кг - це вже буде "Миттєве" навантаження, і її розрахунок проводиться на підставі індивідуальних особливостей, бо статистики для таких випадків просто немає.
Отже, з різницею між термінами трохи розібралися, тепер питання: а яка різниця для нас, як проектувальників? Якщо на дошку тиснути невеликою масою протягом десятиліть - вона таки прогнеться, а якщо натиснути сильніше, а потім відпустити - дошка поверне свій вихідний стан. Саме цей ефект і враховують присвоєнням класів навантаження при розрахунку міцності деревини.
Вся інформація для статті наведена з СНиП 2.01.07-85 "Навантаження та впливи". Оскільки я прихильник дерев'яного домобудування, я також посилатимуся на окремий випадок класифікації навантажень за чинним на 2017 рік, а також згадаю Єврокод EN 1991.
Класифікація навантажень за СНіП 2.01.07-85
Залежно від тривалості дії навантажень слід розрізняти постійні та тимчасові навантаження.
Постійні навантаження
вага частин споруд, у тому числі вага несучих та огороджувальних будівельних конструкцій;
вага та тиск ґрунтів (насипів, засипок), гірничий тиск;
гідростатичний тиск;
що зберігаються у конструкції чи підставі зусилля від попередньої напруги так само слід враховувати у розрахунках як зусилля від постійних навантажень.
Тимчасові навантаження
Тимчасові навантаження поділяються ще на три класи:
1. Тривалі навантаження
0,3 - для ІІІ снігового району,
0,5 – для IV району;
0,6 - для V та VI районів;
вага тимчасових перегородок, підливок та підбетонок під обладнання;
вага стаціонарного обладнання: верстатів, апаратів, моторів, ємностей, трубопроводів з арматурою, опорними частинами та ізоляцією, стрічкових конвеєрів, постійних підйомних машин з їх канатами та напрямними, а також вага рідин та твердих тіл, що заповнюють обладнання;
тиск газів, рідин та сипких тіл у ємностях та трубопроводах, надлишковий тиск та розрідження повітря, що виникає при вентиляції шахт;
навантаження на перекриття від складованих матеріалів та стелажного обладнання у складських приміщеннях, холодильниках, зерносховищах, книгосховищах, архівах та подібних приміщеннях;
температурні технологічні дії від стаціонарного обладнання;
вага шару води на водонаповнених плоских покриттях;
вага відкладень виробничого пилу, якщо його накопичення не виключено відповідними заходами;
навантаження від людей зі зниженими нормативними значеннями;
снігові навантаження зі зниженим нормативним значенням, що визначається множенням повного нормативного значення на коефіцієнт:
температурні кліматичні дії зі зниженими нормативними значеннями;
дії, зумовлені деформаціями основи, що не супроводжуються корінною зміною структури ґрунту, а також відтаванням вічномерзлих ґрунтів;
впливу, обумовлені зміною вологості, усадкою та повзучістю матеріалів.
2. Короткочасні навантаження
навантаження від обладнання, що виникають у пускозупинному, перехідному та випробувальному режимах, а також при його перестановці чи заміні;
вага людей, ремонтних матеріалів у зонах обслуговування та ремонту обладнання;
навантаження від людей, тварин, обладнання на перекриття житлових, громадських та сільськогосподарських будівель з повними нормативними значеннями;
навантаження від рухомого підйомно-транспортного обладнання (навантажувачів, електрокарів, кранів-штабелерів, тельферів, а також від мостових та підвісних кранів з повним нормативним значенням);
снігові навантаження із повним нормативним значенням;
температурні кліматичні дії з повним нормативним значенням;
вітрові навантаження;
ожеледі навантаження.
3. Особливі навантаження
сейсмічні дії;
вибухові дії;
навантаження, що викликаються різкими порушеннями технологічного процесу, тимчасовою несправністю чи поломкою обладнання;
впливи, зумовлені деформаціями основи, що супроводжуються корінною зміною структури ґрунту (при замочуванні просадних ґрунтів) або осіданням його в районах гірських виробок і карстових.
Нормативні навантаження, згадані вище, наведено у таблиці:
В актуалізованій на 2011 рік версії цього документа знижені нормативні значення рівномірно розподілених навантажень визначаються множенням їх повних нормативних значень на коефіцієнт 0,35.
Така класифікація була прийнята досить тривалий час і вже встигла вкоренитися у свідомості пострадянського інженера. Однак поступово, слідом за усією Європою, ми переходимо до так званих Єврокодів.
Класифікація навантажень за Єврокодом EN 1991
По єврокоду все трохи різноманітніше та складніше. Усі розрахункові впливи слід приймати згідно з відповідними розділами EN 1991:
EN 1991-1-1Питома вага, постійні та тимчасові навантаження
EN 1991-1-3Снігові навантаження
EN 1991-1-4Вітрові дії
EN 1991-1-5Температурні дії
EN 1991-1-6Вплив при виробництві будівельних робіт
EN 1991-1-7Особливі дії
Відповідно до ТКП ЕN 1990 під час розгляду впливів застосовують таку класифікацію:
постійні дії G. Наприклад, впливу власної ваги, стаціонарного обладнання, внутрішніх перегородок, обробки та непрямі впливи в результаті усадки та/або опади;
змінні дії Q. Наприклад, прикладені корисні навантаження, вітрові, снігові та температурні навантаження;
особливі впливу А. Наприклад, навантаження від вибухів та ударів.
Якщо з постійною дією все більш-менш зрозуміло (просто беремо обсяг матеріалу і множимо його на середню щільність цього матеріалу і так по кожному матеріалу в конструкції будинку), то змінні дії вимагають пояснення. Особливих впливів у контексті приватного будівництва я не розглядатиму.
За Єврокод величина впливів характеризується категоріями використання будівлі за таблицею 6.1:
Не дивлячись на всю наведену інформацію Єврокод має на увазі використання національних додатків, що розробляються до кожного розділу Єврокоду індивідуально в кожній країні, яка використовує цей Єврокод. Ці додатки враховують різні кліматичні, геологічні, історичні та інші особливості кожної країни, дозволяючи дотримуватися єдиних правил і стандартів у розрахунку конструкцій. До Єврокоду EN1991-1-1 національний додаток є і він у частині величин навантажень цілком і повністю посилається на БНіП 2.01.07-85, розглянутий у першій частині цієї статті.
Класифікація навантажень під час проектування дерев'яних конструкцій по Єврокоду EN1995-1-1
На 2017 рік у Білорусі діє документ на основі єврокоду ТКП EN 1995-1-1-2009 "Проектування дерев'яних конструкцій". Оскільки документ відноситься до Єврокод, попередня класифікація за EN 1991 повністю застосовна і до дерев'яних конструкцій, проте має додаткове уточнення. Так, у розрахунках на міцність та придатність до експлуатації слід обов'язково враховувати тривалість дії навантаження та вплив вологості!
Класи тривалості дії навантажень характеризуються впливом постійного навантаження, що діє у певний період при експлуатації споруди. Для змінного впливу визначається відповідний клас на основі оцінки взаємодії між типовою варіацією навантаження та часом.
Це загальна класифікація, рекомендована Єврокодом, але структура Єврокодів, як я вже згадував, передбачає використання Національних Додатків, що розробляються в кожній країні індивідуально, і, звичайно, для Білорусі цей додаток теж є. У ньому трохи скорочено класифікацію тривалості:
Ця класифікація достатньо корелює з класифікацією по СНиП 2.01.07-85.
Навіщо нам знати це все?
Вплив на міцність деревини
У контексті проектування та розрахунку дерев'яного будинку та будь-якого його елемента класифікація навантажень спільно з класом експлуатації має важливе значення і може більш ніж удвічі (!) змінювати розрахункову міцність деревини. Наприклад, всі розрахункові значення міцності деревини, окрім інших коефіцієнтів, множаться на так званий коефіцієнт модифікації kmod:
Як видно з таблиці, в залежності від класу тривалості впливу навантаження і умов експлуатації одна і та ж дошка I сорту здатна витримати навантаження, наприклад на стиск 16,8 МПа при короткочасному впливі в опалювальному приміщенні і лише 9,1 МПа при постійному навантаженні п'ятому класі умов експлуатації.
Вплив на міцність композитної арматури
При проектуванні фундаментів та залізобетонних балок іноді використовують композитну арматуру. І якщо на сталеву арматуру тривалість впливу навантажень не має істотного впливу, то з композитною все дуже інакше. Коефіцієнти впливу тривалості навантаження для АКП наведено у Додатку Л до СП63,13330:
У формулі розрахунку опору розтягуванню, наведеної в табличці вище є коефіцієнт yf - це коефіцієнт надійності за матеріалом, що приймається при розрахунку за граничними станами другої групи рівним 1, а при розрахунках по першій групі - рівним 1,5. Наприклад, у балці на відкритому повітрі міцність склопластикової арматури може бути 800*0,7*1/1=560 МПа, але за тривалого навантаження 800*0,7*0,3/1=168 МПа.
Вплив на величину розподіленого навантаження
Відповідно до СНиП 2.01.07-85, навантаження від людей, тварин, обладнання на перекриття житлових, громадських та сільськогосподарських будівель приймаються зі зниженим нормативним значенням, якщо ми відносимо ці навантаження до тривалих. Якщо ми їх класифікуємо як короткочасні, то приймаємо повні нормативні значення навантажень. Такі відмінності формуються теорією ймовірностей та математично прораховані, але у Зводі правил представлені у вигляді вже готових відповідей та рекомендацій. Такий самий вплив класифікації є і снігові навантаження, але снігові навантаження я розгляну вже у іншій статті.
Що слід рахувати?
Ми вже розібралися трохи з класифікацією навантажень і зрозуміли, що навантаження на перекриття та снігові навантаження відносяться до тимчасових навантажень, але при цьому можуть стосуватися як тривалих, так і короткочасних. Причому їх величина може істотно відрізнятися залежно від цього, якого класу ми їх зарахуємо. Невже у такому важливому питанні рішення залежить від нашого бажання? Звичайно, ні!
У ТКП EN 1995-1-1-2009 "Проектування дерев'яних конструкцій" є наступний припис: якщо поєднання навантаження складається з впливів, що належать до різних класів тривалості дії навантаження, то потрібно застосовувати значення коефіцієнтів модифікації, яке відповідає дії меншої тривалості, наприклад, комбінації власної ваги та короткочасного навантаження застосовується значення коефіцієнта, що відповідає короткочасному навантаженню.
У СП 22.13330.2011 "Підстави будівель та споруд" зазначення таке: навантаження на перекриття та снігові навантаження, які згідно СП 20.13330 можуть відноситися як до тривалих, так і до короткочасних, при розрахунку підстав за несучою здатністю вважають короткочасними, а - Тривалими. Навантаження від рухомого підйомно-транспортного обладнання обох випадках вважають короткочасними.
