Jaká zatížení se berou v úvahu při výpočtu stavebních konstrukcí?

Kombinace zatížení závisí na provozních podmínkách a funkčním účelu konstrukce. Za základ se však berou normativní a vypočítané.

Idealizované zjednodušené schéma, které se nazývá návrhové schéma.

Inženýr vypracuje závěr na základě výsledků průzkumu.

Zaměstnanec projekční organizace podílející se na zpracování technické zprávy.

Moskevský inspektorát bydlení schvaluje žádost o dokumentaci pro projektové organizace, které nejsou developery domu. Pokud se však přestavbou mění nosné podlahy nebo stěny, technický závěr dává pouze autor domu nebo jeho nahrazující osoba.

Výpočty ve fázi návrhu nejsou konečné. Odchylky jsou povoleny, protože data jsou předběžnou analýzou. Ověřovací výpočet určuje skutečné parametry klíčových návrhových ukazatelů. Přijatá data jsou porovnána s přijatelnými daty.

Přípustné odchylky jsou stanoveny v souladu s požadavky regulačních dokumentů a norem.

Například pro konzistenci železobetonových desek je nutné dodržet danou odchylku od geometrické osy nejvýše určité hodnoty. Přípustné odchylky od svislosti jsou stanoveny pro stěny a sloupy a závisí na typu a výšce konstrukce. Odchylky od vodorovnosti jsou určeny pro desky, podlahy a základy a závisí také na typu konstrukce a jejím účelu.

Železobetonové konstrukce se vyznačují vysokou pevností a spolehlivostí a zvýšeným stupněm požární bezpečnosti. Prefabrikované železobetonové konstrukce se navíc vyznačují vysokou úrovní energetické účinnosti. Beton dokáže díky svým tepelně a zvukově izolačním vlastnostem výrazně snížit náklady na vytápění a klimatizaci.

To je způsobeno řadou výhod, které poskytuje použití železobetonu ve stavebnictví. Má vysokou pevnost, což umožňuje vytvářet konstrukce s vysokou nosností. Odolává značnému mechanickému zatížení a zajišťuje odolnost budov a konstrukcí. Vzhledem k tomu jsou železobetonové konstrukce potřebné jak při výstavbě obytných budov a komerčních budov, tak i v průmyslových zařízeních a infrastruktuře.

První – normální trvanlivost. Definuje minimální hodnoty pevnosti, které musí být dodrženy pro všechny konstrukční prvky. To mu pomůže odolat běžnému zatížení (vlastní hmotnosti, živému zatížení a působení větru).
Druhý pohled – dlouhodobá pevnost. Zohledňuje vliv dlouhodobého zatížení a dočasných vlivů na železobetonové konstrukce. Určuje minimální pevnost, kterou by měla mít konstrukce po určité době provozu.
Třetí typ síly – zvláštní pevnost. Zohledňuje zvláštní provozní podmínky. Může se jednat o extrémní zatížení, agresivní prostředí nebo speciální bezpečnostní požadavky.

Výpočty berou v úvahu zatížení: od vlastní hmotnosti konstrukce, atmosférické (sníh, led, vítr), technologické (hmotnost zařízení, lidí, skladovaných materiálů atd.), instalace. Kromě toho berou v úvahu nouzové zatížení, které se objeví při náhlém narušení technického procesu, přerušení elektrického vedení, vibrace a jejich dopad.

Ověřovací výpočty konstrukcí se od „běžných“ (návrhových či pracovních) liší tím, že jejich cílem je prověřit již navrženou konstrukci z hlediska shody s bezpečnostními požadavky, předpisy a normami za účelem zjištění spolehlivosti.

Jde o proces zjednodušení skutečných geometrických a fyzikálních charakteristik konstrukcí do jednoduššího modelu pro účely analýzy a výpočtů. Hlavním cílem je zjednodušit složité konstrukční detaily do snáze ovladatelných prvků. To usnadní výpočty a analýzu jejich chování při zatížení. Pomocí schematizace inženýři přesně vypočítají pevnost, stabilitu, deformaci a další charakteristiky konstrukcí, aniž by ztratili přesnost výsledků.

Dva nosné nosníky jsou jednoduchým, ale efektivním způsobem realizace složitých stavebních konstrukcí pro zjednodušení výpočtů. Příklady: rozpětí v budovách a mostech; rámové konstrukce (rámy budov nebo mostů); podlahy sestávající z trámů nebo sloupů; vzdálené markýzy nebo markýzy.

Spočívá ve výběru materiálu, racionálního tvaru a velikosti průřezu, značky a třídy materiálů (kámen, beton). Výpočet závisí na třídě oceli, druhu dřeva a jeho kvalitě atd.

Moderní principy výpočtu stavebních konstrukcí jsou založeny na metodě mezních stavů, plasticity, seismické odolnosti a posouzení vlivu různých dynamických zatížení.

Základní ustanovení pro výpočet stanoví dvě hodnoty zatížení: standardní a návrhové. Jsou tam klimatické zátěže, vítr, sníh atd. A v některých případech se studují technologické dopady.

Výpočet většiny nosných konstrukcí se provádí podle dvou skupin mezních stavů. První se používá k výpočtu pevnosti a stability a druhý je založen na průhybech, deformacích a velikosti otvoru trhliny. 1. skupina je hlavní, protože pokud návrh neprojde výpočty, pak představuje riziko pro lidský život. Výpočty pro 2. skupinu mezních stavů souvisejí spíše s nevhodností konstrukcí pro běžný provoz.

Konstrukce z lepeného lamelového dřeva jsou stavební prvky vyrobené z dřevěných desek nebo trámů spojených lepidlem. Používají se při stavbě budov a konstrukcí, stejně jako při výrobě nábytku a dalších výrobků.

Vrstvené dřevěné konstrukce mají oproti konvenčnímu řezivu řadu výhod:

1. Vysoká pevnost: díky lepení jednotlivých prvků je konstrukce odolnější a odolnější vůči namáhání.
2. Trvanlivost: při správném zpracování a péči mohou vrstvené dřevěné konstrukce vydržet mnoho desetiletí, aniž by ztratily své vlastnosti.
3. Rozměrová přesnost: díky použití lepidla lze přesně kontrolovat rozměry konstrukčních prvků, což usnadňuje jejich instalaci a snižuje pravděpodobnost chyb.
4. Šetrné k životnímu prostředí: laminované dřevěné konstrukce jsou vyrobeny z přírodních materiálů, které nezatěžují životní prostředí.
5. Požární bezpečnost: při použití speciálních typů lepidel se vrstvené dřevěné konstrukce stávají odolnějšími vůči ohni.

Podle návrhu jsou dřevěné příčky rozděleny na:

• Rámové oddíly — sestávají z dřevěného rámu, opláštěného na obou stranách deskovými materiály (sádrokarton, sádrokarton, vláknité desky atd.).
• Bezrámové příčky — jsou samostatný dřevěný panel vyrobený z masivního dřeva nebo vrstveného kompozitního materiálu (překližka, dřevotřískové desky, desky s orientovanými třískami atd.).

Článek říká, jak sbírat zatížení na základu, a také obsahuje příklady, jak vypočítat zatížení z rámového panelového domu s podkrovím o půdorysných rozměrech 6×9 m.

Klasifikace vlivů na základ

Zatížení na základně jsou konstantní P_d a dočasné (dlouhodobé P_l, krátkodobý P_t, speciální P_s).

Konstantní P_d – hmotnost částí konstrukcí včetně nosných a uzavíracích stavebních konstrukcí.

Dlouhé P_l – hmotnost dočasných přepážek, spár a patek pro zařízení, hmotnost stacionárních zařízení, kapaliny, které je plní, pevné látky atd.

Krátkodobý P_t – nárazy od lidí, zvířat, zařízení na podlahy, od pohyblivých zdvihacích a přepravních zařízení,

od vozidel a klimatických podmínek (sníh, vítr atd.).

Speciální P_s – seismický, explozivní náraz, náraz při střetu vozidel s částmi konstrukce, náraz způsobený požárem nebo deformací základu, doprovázený radikální změnou struktury půdy.

Pro správný výpočet dopadu na základ je nutné shromáždit všechna zatížení. Příklady uvedené v tomto článku zohledňují ty typy vlivů, které jsou zásadní při výpočtu zakládání šroubových pilot pro jednotlivé projekty bytové výstavby.

Konstantní zatížení. Jak vypočítat
hmotnost částí konstrukce?

Pro výpočet hmotnosti budovy potřebujete pouze znát měrnou hmotnost materiálů a jejich objemy. Taková data mohou snadno poskytnout dodavatelé stavebních materiálů.

Při provádění výpočtů můžete také použít průměrné hodnoty měrné hmotnosti konstrukcí. Pro usnadnění jsou uvedeny v tabulce 2.

Měrná hmotnost stěny, 1 m 2
Rámové stěny tloušťky 200 mm s izolací	40-70 kg/m2
Stěny z kulatiny a dřeva	70-100 kg/m2
Cihlové stěny tloušťky 150 mm	200-270 kg/m2
Železobeton tloušťky 150 mm	300-350 kg/m2
Měrná hmotnost podlah, 1 m 2
Atika na dřevěných trámech s izolací o hustotě do 200 kg/m 3	70-100 kg/m2
Atika na dřevěných trámech s izolací o hustotě do 500 kg/m 3	150-200 kg/m2
Suterén na dřevěných trámech s izolací o hustotě do 200 kg/m3	100-150 kg/m2
Suterén na dřevěných trámech s izolací o hustotě do 500 kg/m3	200-300 kg/m2
Železobeton	500 kg/m2
Měrná hmotnost střechy, 1 m 2
Plechová střešní krytina	20-30 kg/m2
Ruberoidní povlak	30-50 kg/m2
Břidlicová střecha	40-50 kg/m2
Krytina z keramických tašek	60-80 kg/m2

Tabulka 1 – Referenční údaje s průměrnými hodnotami
měrná hmotnost konstrukcí domu: stěny, podlahy, střešní krytina.

Podle bod 4.2. SP 20.13330 „Zatížení a dopady“ vypočtená hodnota zatížení je určena jako součin jeho standardní hodnoty součinitelem spolehlivosti zatížení (γ_f) pro váhu

stavební konstrukce odpovídající uvažovanému meznímu stavu:

Konstrukce budov a druh půdy	Součinitel spolehlivosti, γf
Konstrukce
Metal	1,05
Beton (s průměrnou hustotou přes 1 600 kg/m), železobeton, kámen, armovaný kámen, dřevo	1,05
Beton (o průměrné hustotě 1600 kg/m, izolační, vyrovnávací a dokončovací vrstvy (desky, materiály v rolích, zásypy, potěry atd.), provedeny:
v továrních podmínkách	1,2
na staveništi	1,3
Půdy:
v přirozeném výskytu	1,1
na staveništi	1,15

Tabulka 2 – Tab. 8.2. SP 20.13330

Proveďme potřebné výpočty na příkladu rámového panelového domu s podkrovím o půdorysných rozměrech 6×9 m.

Chcete-li vypočítat hmotnost stěn domu, musíte vypočítat jejich obvod. Obvod vnějších stěn + vnitřní stěny: P = 47 m, průměrná výška stěn bude h = 4,5 m Pak bude hmotnost konstrukce stěny rovna: P × h × měrná hmotnost materiálu stěny .

47 m × 4,5 m × 70 kg/m 2 = 14 805 kg = 14,8 t

Dále spočítejme hmotnost střechy. Předpokládáme, že hmotnost střechy (dřevěný krokvový systém pokrytý kovovými taškami) je 40 kg/m2 (celková hmotnost kovových tašek, opláštění, krokví). Pak bude hmotnost střechy rovna: S střecha × měrná hmotnost 1 m 2.

92 m 2 × 40 kg/m 2 = 3 680 kg = 3,7 t

Je také nutné vypočítat hmotnost z podlah. Předpokládáme, že hmotnost dřevěné podlahy spolu s izolací bude rovna 100 kg/m2. Potom bude hmotnost z podlah rovna: S podlahy × měrná hmotnost × množství.

54 m 2 × 0,1 t/m 2 × 2 = 10,8 t

Po dokončení všech potřebných výpočtů vynásobíme výslednou hmotnost konstrukce koeficientem spolehlivosti, o kterém jsme hovořili dříve (ve výpočtu pro rámový panelový dům se koeficient rovná 1,1 – pro dřevěné konstrukce) :

29,3 t x 1,1 = 32,2 t

Zátěž ze samotné budovy tedy bude 32,2 tuny Tato hmotnost je akceptována podmíněně, bez odečtení dveřních a okenních otvorů.

Krátkodobé zátěže

Na podlahách

Vzhledem k tomu, že během návrhu a výstavby není možné přesně určit hodnotu indikátoru nárazu na podlahy, standardní hodnota se přičítá k hmotnosti podlahové konstrukce rovnoměrně.

rozložená zátěž – P_t (stůl 8.3 SP 20.13330), působící na 1 m 2.

U obytných budov se rovná 1,5 kPa (150 kg/m2). Při výpočtu dostaneme: S_{překrývání} × 150 kg/m 2 × počet přesahů. Zatížení lidmi (zvířata, nábytek, vybavení) na podlahách:

54 m 2 × 150 kg/m 2 × 2 = 16 200 kg = 16,2 t

zasněžený

Pro výpočet klimatického zatížení základu je třeba vzít v úvahu sněhovou plochu (hmotnost sněhové pokrývky na 1 m2) a strukturu povlaku