Kuormat ja vaikutukset rakennukseen. Rakennemekaniikka
Suunnittelun aikana on otettava huomioon kaikki, mitä rakennuksen on kestettävä, jotta se ei menetä suorituskykyään ja lujuusominaisuuksiaan. Kuormituksen katsotaan olevan rakennukseen vaikuttavia ulkoisia mekaanisia voimia ja iskuja sisäisiä ilmiöitä. Asian selventämiseksi luokittelemme kaikki kuormat ja vaikutukset seuraavien kriteerien mukaan.
Toiminnan keston mukaan:
- vakio - rakenteen oma paino, maaperän massa ja paine penkereissä tai täytöissä;
- pitkäaikainen - laitteiden, väliseinien, huonekalujen, ihmisten paino, lumikuorma, mukaan lukien myös rakennusmateriaalien kutistumisen ja virumisen aiheuttamat vaikutukset;
- lyhytaikaiset - lämpötilan, tuulen ja jään ilmastovaikutukset sekä ne, jotka liittyvät kosteuden muutoksiin, auringon säteilyyn;
- erityiset - standardoidut kuormat ja vaikutukset (esimerkiksi seismiset, tulipalot jne.).
Suunnittelijoiden joukossa on myös termi hyötykuorma, jonka merkitystä ei ole määrätty säädöksissä, mutta termi on olemassa rakennuskäytännössä. Hyödyllisellä kuormalla tarkoitamme joidenkin rakennuksessa aina olevien tilapäisten kuormien summaa: ihmiset, huonekalut, laitteet. Esimerkiksi asuinrakennuksessa se on 150...200 kg/m2 (1,5...2 MPa) ja toimistorakennuksessa 300...600 kg/m2 (3...6 MPa).
Työn luonteen mukaan:
- staattinen - rakenteen oma paino, lumipeite, varusteet;
- dynaaminen - värähtely, tuulenpuuska.
Sen mukaan, missä vaivaa käytetään:
- keskittynyt - laitteet, huonekalut;
- tasaisesti jakautunut - rakenteen massa, lumipeite.
Vaikutuksen luonteen mukaan:
- voimakuormat (mekaaniset) ovat kuormia, jotka aiheuttavat reaktiivisia voimia; kaikki yllä olevat esimerkit koskevat näitä kuormia;
- voimattomat vaikutukset:
- ulkoilman lämpötilojen muutokset, jotka aiheuttavat rakennusrakenteiden lineaarisia lämpötilan muodonmuutoksia;
- höyryn kosteuden virtaukset tiloista - vaikuttavat ulkoisten aitojen materiaaliin;
- ilmakehän ja maan kosteus, kemiallisesti aggressiiviset ympäristövaikutukset;
- auringonsäteily;
- sähkömagneettista säteilyä, melua jne., jotka vaikuttavat ihmisten terveyteen.
Kaikki tehokuormat sisältyvät teknisiin laskelmiin. Suunnittelussa huomioidaan myös ei-voimavaikutusten vaikutus. Katsotaanpa esimerkiksi kuinka lämpötila vaikuttaa rakenteeseen. Tosiasia on, että lämpötilan vaikutuksesta rakenteella on taipumus kutistua tai laajentua, ts. koon muutos. Tämän estävät muut rakenteet, joihin tämä rakenne liittyy. Näin ollen niissä paikoissa, joissa rakenteet ovat vuorovaikutuksessa, syntyy reaktiivisia voimia, jotka on absorboitava. Myös pitkissä rakennuksissa on tarpeen järjestää rakoja.
Myös muut vaikutukset ovat laskelmia: höyrynläpäisevyyslaskelmat, lämpötekniset laskelmat jne.
Rakentamisen ja käytön aikana rakennukseen kohdistuu erilaisia kuormituksia. Ulkoiset vaikutteet voidaan jakaa kahteen tyyppiin: tehoa Ja ei-voimaa tai ympäristövaikutuksia.
TO voimakas vaikutukset sisältävät erityyppisiä kuormia:
pysyvä– rakennusosien omasta painosta (massasta) sen maanalaisiin elementteihin kohdistuva maaperän paine;
väliaikainen (pitkäaikainen)– kiinteiden laitteiden painosta, pitkään varastoidusta lastista, pysyvien rakennusosien (esim. väliseinien) omapainosta;
Lyhytaikainen– liikkuvien laitteiden (esimerkiksi teollisuusrakennusten nosturit), ihmisten, huonekalujen, lumen painosta (massasta), tuulen vaikutuksesta;
erityistä– seismisistä vaikutuksista, laitevioista aiheutuvista vaikutuksista jne.
TO ei-voimainen liittyä:
lämpötilan vaikutuksia, aiheuttaa muutoksia materiaalien ja rakenteiden lineaarisissa mitoissa, mikä puolestaan johtaa voimavaikutusten esiintymiseen sekä vaikuttaa huoneen lämpöolosuhteisiin;
altistuminen ilman ja maan kosteudelle, ja höyryistä kosteutta, ilmakehän ja sisäilman sisältämä, aiheuttaen muutoksen niiden materiaalien ominaisuuksissa, joista rakennuksen rakenteet on valmistettu;
ilman liikettä ei aiheuta vain kuormia (tuulen mukana), vaan myös sen tunkeutumista rakenteeseen ja tiloihin, muuttaen niiden kosteutta ja lämpöolosuhteita;
altistuminen säteilyenergialle aurinko (auringon säteily), joka aiheuttaa paikallisen lämmityksen seurauksena materiaalien, rakenteiden pintakerrosten fysikaalisten ja teknisten ominaisuuksien muutoksen, muutoksia tilojen valo- ja lämpöolosuhteissa;
altistuminen aggressiivisille kemiallisille epäpuhtauksille ilmassa, joka voi kosteuden läsnä ollessa johtaa rakennusrakenteiden materiaalin tuhoutumiseen (korroosioilmiö);
biologisia vaikutuksia mikro-organismien tai hyönteisten aiheuttama, mikä johtaa orgaanisista rakennusmateriaaleista valmistettujen rakenteiden tuhoutumiseen;
altistuminen äänienergialle(melu) ja tärinä lähteistä rakennuksen sisällä tai sen ulkopuolella.
Missä vaivaa käytetään kuormia on jaettu keskitetty(esim. laitteiden paino) ja tasaisesti jaettu(oma paino, lumi).
Kuorman luonteesta riippuen ne voivat olla staattinen, eli suuruudeltaan vakio ajan myötä ja dynaaminen(rummut).
Suunta - vaaka (tuulenpaine) ja pystysuora (oma paino).
Että. rakennukseen kohdistuu erilaisia kuormituksia suuruuden, suunnan, toiminnan luonteen ja käyttöpaikan suhteen.
Riisi. 2.3. Kuormat ja vaikutukset rakennukseen.
Voi olla kuormien yhdistelmä, jossa ne kaikki vaikuttavat samaan suuntaan vahvistaen toisiaan. Juuri näitä epäsuotuisia kuormitusyhdistelmiä rakennusrakenteet on suunniteltu kestämään. Kaikkien rakennukseen vaikuttavien voimien standardiarvot on annettu DBN:nä tai SNiP:nä.
On muistettava, että vaikutukset rakenteisiin alkavat niiden valmistushetkestä ja jatkuvat kuljetuksen, rakennuksen rakentamisen ja käytön aikana.
4. Perusvaatimukset rakennuksille ja niiden osille.
Rakennukset muodostavat aineellisen ja tilallisen ympäristön, jossa ihmiset voivat toteuttaa erilaisia elämän, työn ja vapaa-ajan sosiaalisia prosesseja. Siksi heidän on täytettävä useita vaatimukset, perus heistä:
– toimiva(tai teknisesti edistynyt) tarkoituksenmukaisuus, ts. rakennuksen on oltava sopiva työhön, lepoon tai muuhun prosessiin, johon se on tarkoitettu;
– tekninen tarkoituksenmukaisuus, ts. rakennusten on oltava vahvoja, vakaita, kestäviä, suojattava luotettavasti ihmisiä ja laitteita haitallisilta ilmakehän vaikutuksilta ja täytettävä paloturvallisuusvaatimukset;
– arkkitehtoninen ja taiteellinen ilmaisukyky, ts. sen on oltava houkutteleva ulkonäöltään ja sillä on oltava myönteinen vaikutus ihmisten psyykkiseen tilaan ja tietoisuuteen;
– taloudellinen toteutettavuus, joka mahdollistaa suurimman käyttökelpoisen alueen saamisen rakennuksen rakentamiseen ja käyttöön mahdollisimman pienin kustannuksin.
– ympäristön kannalta.
Main rakennuksessa tai tiloissa on sen toimiva nimittäminen.
Tietyn toiminnon toteuttamiseen liittyy aina jonkin muun aputoiminnon toteuttaminen. Esimerkiksi koulutustilaisuudet luokkahuoneessa ovat tämän huoneen päätehtävä, kun taas ihmisten liikkuminen luokkahuoneen ollessa täynnä ja tuntien päätyttyä on aputoimintoa. Siksi voidaan erottaa pää Ja apu toimintoja. Tietyn huoneen päätoiminto toisessa huoneessa voi olla aputoiminto ja päinvastoin.
Huone– rakennuksen tärkeä rakenneosa tai osa. Huoneen soveltuvuus yhteen tai toiseen toimintoon saavutetaan vasta, kun siihen luodaan ihmiselle optimaaliset olosuhteet, ts. ympäristön, joka vastaa sen huoneessa suorittamaa tehtävää.
Ympäristön laatu riippuu useista tekijöistä. Nämä sisältävät:
tilaa, joita tarvitaan ihmisen toiminnassa, laitteiden sijoittamisessa ja ihmisten liikkumisessa;
osavaltio ilmaympäristö(mikroilmasto) - hengitysilman syöttö, jolla on optimaaliset lämpötila-, kosteus- ja liikenopeuden parametrit. Ilmaympäristön tilaa luonnehtii myös ilman puhtausaste, ts. ihmisille haitallisten epäpuhtauksien määrä (kaasut, pöly);
ääni tila - sen toiminnallista tarkoitusta vastaavat kuultavuusolosuhteet huoneessa (puhe, musiikki, signaalit) ja suojaus häiritseviltä ääniltä (melu), jotka syntyvät sekä itse huoneesta että ulkopuolelta tunkeutuvat ja jotka vaikuttavat haitallisesti ihmiseen keho ja psyyke;
valoa tila - näköelinten toimintaolosuhteet, jotka vastaavat huoneen toiminnallista tarkoitusta, määräytyy huoneen valaistusasteen mukaan;
näkyvyys ja visuaalinen havainto– ihmisten työskentelyolosuhteet, jotka liittyvät tarpeeseen nähdä huoneessa olevat tasaiset tai kolmiulotteiset esineet.
Rakennuksen teknisen toteutettavuuden määrää sen rakenteiden ratkaisu, jonka tulee olla täysin mekaniikan, fysiikan ja kemian lakien mukainen.
Rakennukselle ja sen rakenteille asetetaan ympäristövaikutusten mukaisesti joukko teknisiä vaatimuksia.
Vahvuus– rakennuksen kokonaisuutena ja sen yksittäisten rakenteiden kyky kestää ulkoisia kuormituksia ja iskuja ilman vaurioita ja merkittäviä jäännösmuodonmuutoksia.
Vakaus (jäykkyys)– rakennuksen kyky ylläpitää staattista ja dynaamista tasapainoa rakennuksen ulkoisten vaikutusten vaikutuksesta riippuen rakenteiden sopivasta sijoituksesta kuormituksen suuruuden ja suunnan mukaisesti sekä niiden liitosten lujuudesta.
Kestävyys, tarkoittaa rakennuksen ja sen elementtien lujuutta, vakautta ja turvallisuutta ajan mittaan. Se riippuu:
hiipiä materiaalit, ts. pienistä jatkuvista muodonmuutoksista, joita esiintyy materiaaleissa pitkäaikaisen kuormituksen aikana.
pakkaskestävyys materiaalit, ts. märän materiaalin kyvystä kestää toistuvaa vuorotellen jäädytystä ja sulatusta;
kosteudenkestävyys materiaalit, ts. niiden kyky vastustaa kosteuden tuhoisia vaikutuksia (pehmenemistä, turpoamista, vääntymistä, delaminaatiota, halkeilua jne.);
korroosionkestävyys, nuo. materiaalin kyvystä vastustaa kemiallisten ja sähköisten prosessien aiheuttamaa tuhoa;
biostabiilisuus, nuo. orgaanisten rakennusmateriaalien kyvystä vastustaa hyönteisten ja mikro-organismien toimintaa.
Kestävyyden määrää rakennusten enimmäiskäyttöikä. Käytännön teknisiä menetelmiä rakennusten kestävyyden laskemiseen ei ole vielä luotu, joten rakennusmääräykset ja -määräykset kestävyyden suhteen ehdollisesti jaettu kolme astetta:
1. aste - käyttöikä yli 100 vuotta;
2. aste - käyttöikä 50 - 100 vuotta;
3. aste – käyttöikä 20-50 vuotta.
Mitkä ovat kohteen vastuuluokat tai monimutkaisuusluokka?
DBN V.1.2-14-2009 "Yleiset periaatteet rakennusten, rakenteiden, rakennusrakenteiden ja perustusten luotettavuuden ja rakenteellisen turvallisuuden takaamiseksi" ja DBN A.2.2-3:2012 "Rakentamisen suunnitteludokumentaation kokoonpano ja sisältö" mukaan joka koskee:
- rakennustyömaat (rakennukset ja rakenteet) eri tarkoituksiin.
- esineiden komponentit, niiden pohjat ja rakenteet eri materiaaleista.
RAKENTUSPROJEKTIEN LUOKITUS
Rakennusten ja rakenteiden seurausluokat (vastuu) määräytyvät mahdollisten aineellisten menetysten ja (tai) sosiaalisten menetysten tason mukaan, jotka liittyvät toiminnan lopettamiseen tai esineen eheyden menettämiseen.
Kieltäytymisestä aiheutuvat mahdolliset sosiaaliset menetykset tulee arvioida riskitekijöiden mukaan, kuten:
- vaara ihmisten terveydelle ja hengelle;
- ympäristötilanteen jyrkkä heikkeneminen laitoksen viereisellä alueella (esimerkiksi myrkyllisten nesteiden tai kaasujen varastointitilojen tuhoutumisesta, jätevedenkäsittelylaitosten epäonnistumisesta jne.);
- historiallisten ja kulttuuristen muistomerkkien tai muiden yhteiskunnan henkisten arvojen menettäminen;
- viestintäjärjestelmien ja -verkkojen, energiahuollon, liikenteen tai muiden väestön tai yleisen turvallisuuden elämää tukevien osien toiminnan lopettaminen;
- kyvyttömyys järjestää avun antamista onnettomuuksien ja luonnonkatastrofien uhreille;
- uhka maan puolustuskyvylle.
RAKENTUSPROJEKTIN MONITTAVUUSLUOKKA
Rakennushankkeen monimutkaisuusluokka määräytyy seurausluokan (vastuun) perusteella taulukon mukaisesti
Mahdollisia taloudellisia menetyksiä tulee arvioida kustannusten perusteella, jotka liittyvät sekä viallisen laitoksen kunnostustarpeeseen että välillisiin vahinkoihin (tuotannon keskeytymisestä aiheutuvat tappiot, menetetyt voitot jne.).
Rakentamisen ja käytön aikana rakennukseen kohdistuu erilaisia kuormituksia. Itse rakenteen materiaali vastustaa näitä voimia ja siinä syntyy sisäisiä jännityksiä. Rakennusmekaniikka tutkii rakennusmateriaalien ja -rakenteiden käyttäytymistä ulkoisten voimien ja kuormien vaikutuksesta.
Jotkut näistä voimista vaikuttavat rakennukseen jatkuvasti ja niitä kutsutaan pysyviksi kuormituksiksi, toiset vaikuttavat vain tiettyinä ajanjaksoina ja niitä kutsutaan väliaikaisiksi kuormituksiksi.
Jatkuvat kuormat sisältävät rakennuksen omapaino, joka koostuu pääasiassa sen tukikehyksen muodostavien rakenneosien painosta. Omapaino vaikuttaa jatkuvasti ajassa ja suunnassa ylhäältä alas. Luonnollisesti jännitykset tukirakenteiden materiaalissa rakennuksen alaosassa ovat aina suuremmat kuin yläosassa. Loppujen lopuksi koko oman painonsa vaikutus siirtyy perustukselle ja sen kautta perustusmaahan. Sen oma paino ei ole aina ollut vain vakio, vaan myös rakennuksen pääkuormitus.
Vasta viime vuosina rakentajat ja suunnittelijat ovat kohdanneet täysin uuden ongelman: ei kuinka tukea rakennusta luotettavasti maahan, vaan kuinka se "sidotaan", ankkuroitaan maahan niin, ettei se repeydy maasta. muut vaikutukset, lähinnä tuulivoimat. Tämä johtui siitä, että rakenteiden omapaino uusien lujien materiaalien ja uusien suunnittelusuunnitelmien seurauksena pieneni jatkuvasti ja rakennusten mitat kasvoivat. Tuulen vaikutusalue eli rakennuksen tuuletus lisääntyi. Ja lopuksi tuulen vaikutuksesta tuli "painottavampi" kuin rakennuksen painon vaikutuksesta, ja rakennus alkoi nousta maasta.
on yksi tärkeimmistä väliaikaisista kuormista. Kun korkeus nousee, tuulen vaikutus kasvaa. Siten Venäjän keskiosassa tuulen kuormituksen (tuulen nopeuden) korkeintaan 10 m korkeudessa oletetaan olevan 270 Pa ja 100 m korkeudella se on jo 570 Pa. Vuoristoalueilla ja meren rannikolla tuulen vaikutus lisääntyy merkittävästi. Esimerkiksi joillakin alueilla arktisella ja Primoryen rannikolla tuulenpaineen standardiarvo 10 metrin korkeudessa on 1 kPa. Rakennuksen suojan puolella muodostuu harventunut tila, joka luo alipainetta - imua, joka lisää tuulen kokonaisvaikutusta. Tuuli muuttaa sekä suuntaa että nopeutta. Voimakkaat tuulenpuuskut luovat myös shokin, dynaamisen vaikutuksen rakennukseen, mikä vaikeuttaa entisestään rakenteen toiminnan olosuhteita.Kaupunkisuunnittelijat kohtasivat suuria yllätyksiä, kun he alkoivat rakentaa korkeita rakennuksia kaupunkeihin. Kävi ilmi, että katu, joka ei koskaan kokenut voimakkaita tuulia, tuli erittäin tuuliseksi, kun sille rakennettiin monikerroksisia rakennuksia. Jalankulkijan näkökulmasta 5 m/s nopeudella oleva tuuli on jo ärsyttävää: se heiluttaa vaatteita ja pilaa hiuksia. Jos nopeus on hieman suurempi, tuuli nostaa jo pölyä, pyörittää paperinpaloja ja muuttuu epämiellyttäväksi. Korkea rakennus on merkittävä este ilman liikkumiselle. Osuessaan tähän esteeseen tuuli hajoaa useisiin puroihin. Jotkut heistä kiertävät rakennusta, toiset ryntäävät alas, ja sitten lähellä maata he menevät myös rakennuksen kulmiin, joissa havaitaan voimakkaimmat ilmavirrat, jotka ovat 2-3 kertaa nopeampia kuin tuuli, joka puhaltaisi tässä. paikka, jos rakennusta ei ole. Erittäin korkeissa rakennuksissa tuulen voima rakennuksen juurella voi olla niin voimakas, että se kaataa jalankulkijat jaloistaan.
Tärinän amplitudi korkeissa rakennuksissa saavuttaa suuria kokoja, mikä vaikuttaa negatiivisesti ihmisten hyvinvointiin. Maailman korkeimman rakennuksen, New Yorkin International Trade Centerin (korkeus on 400 m), teräsrungon narina ja joskus hiominen aiheuttaa rakennuksessa olevissa ihmisissä ahdistusta. Tuulen vaikutusta korkean talon rakentamisen aikana on erittäin vaikea ennakoida ja laskea etukäteen. Tällä hetkellä rakentajat turvautuvat tuulitunneleikokeiluihin. Aivan kuten lentokonevalmistajat! he puhaltavat siihen tulevien rakennusten malleja ja saavat jossain määrin todellisen kuvan ilmavirroista ja niiden voimakkuudesta.
koskee myös jännitteitä. Erityistä huomiota on kiinnitettävä lumikuorman vaikutukseen erikorkuisiin rakennuksiin. Rakennuksen ylemmän ja alemman osan rajalle ilmestyy ns. "lumipussi", johon tuuli kerää kokonaisia lumikuituja. Vaihtelevassa lämpötilassa lumen vuorotellen sulaessa ja jäätyessä ja samalla ilmasta suspendoituneita hiukkasia (pölyä, nokea) pääsee tänne myös lunta tai tarkemmin sanottuna jäämassoista tulee erityisen raskasta ja vaarallista. Tuulen vaikutuksesta lumipeite putoaa epätasaisesti sekä tasa- että kalteville katoille muodostaen epäsymmetrisen kuormituksen, joka aiheuttaa rakenteisiin lisäjännitystä.Väliaikainen sisältää (rakennuksessa olevien ihmisten kuorma, tekniset laitteet, varastoidut materiaalit jne.).
Rakennuksessa syntyy stressiä myös auringon lämmölle ja pakkaselle altistumisesta. Tätä vaikutusta kutsutaan lämpötila-ilmastollinen. Auringon säteiden lämpeneessä rakennusrakenteet lisäävät tilavuuttaan ja kokoaan. Jäähtyessään pakkasten aikana niiden tilavuus pienenee. Tällaisella rakennuksen "hengityksellä" syntyy jännityksiä sen rakenteisiin. Jos rakennus on suuri, nämä jännitykset voivat saavuttaa korkeita sallitut arvot ylittävät arvot ja rakennus alkaa romahtaa.
Samanlaisia jännityksiä rakennemateriaalissa syntyy, kun rakennuksen epätasainen painuma, joka voi johtua paitsi perustusten erilaisista kantokyvyistä, myös rakennuksen yksittäisten osien hyötykuorman tai omapainon suurista eroista. Esimerkiksi rakennuksessa on monikerroksinen ja yksikerroksinen osa. Monikerroksisessa osassa raskaat kalustot sijaitsevat kerroksissa. Maahan kohdistuva paine monikerroksisen osan perustuksista on paljon suurempi kuin yksikerroksisen osan perustuksista, mikä voi aiheuttaa rakennuksen epätasaisen painumisen. Sedimentaatio- ja lämpötilavaikutusten aiheuttaman lisärasituksen lieventämiseksi rakennus "leikataan" erillisiin osastoihin paisuntosaumoilla.
Jos rakennus on suojattu lämpötilan muodonmuutoksilta, niin liitosta kutsutaan lämpöliitokseksi. Se erottaa rakennuksen yhden osan rakenteet toisesta perustuksia lukuun ottamatta, koska perustuksille, jotka ovat maassa, ei ole lämpötilavaikutuksia. Siten liikuntasauma paikantaa lisäjännitykset yhteen osastoon, estäen niitä siirtymästä viereisiin osastoihin, estäen siten niitä summautumasta ja lisääntymästä.
Jos rakennus on suojattu sedimenttimuodostumilta, saumaa kutsutaan sedimenttiksi. Se erottaa rakennuksen osan toisesta kokonaan, mukaan lukien perustukset, jotka tällaisen sauman ansiosta pystyvät liikkumaan toistensa suhteen pystytasossa. Ilman saumoja halkeamia voi ilmaantua odottamattomiin paikkoihin ja heikentää rakennuksen lujuutta.
Pysyvien ja tilapäisten lisäksi rakennuksiin kohdistuu myös erityisiä vaikutuksia. Nämä sisältävät:
- maanjäristyksen aiheuttamat seismiset kuormat;
- räjähtävät vaikutukset;
- onnettomuuksista tai teknisten laitteiden rikkoutumisesta aiheutuvat kuormat;
- pohjan epätasaisten muodonmuutosten vaikutukset vajoavien maiden liotuksen aikana, ikiroutamaan sulamisen aikana, kaivosalueilla ja karsti-ilmiöiden aikana.
Voimien kohdistuspaikan mukaan kuormat jaetaan keskittyneisiin (esimerkiksi laitteiden paino) ja tasaisesti jakautuneisiin (oma paino, lumi jne.).
Toiminnan luonteesta johtuen kuormat voivat olla staattisia, eli arvoltaan muuttumattomia, esimerkiksi rakenteiden sama omapaino, ja dynaamisia (shokki), esimerkiksi tuulenpuuskia tai laitteiden liikkuvien osien vaikutusta. (vasarat, moottorit jne.).
Siten rakennukseen kohdistuu erilaisia kuormituksia suuruuden, suunnan, toiminnan luonteen ja käyttöpaikan suhteen (kuva 5). Kuormien yhdistelmä voi johtaa siihen, että ne kaikki vaikuttavat samaan suuntaan ja vahvistavat toisiaan.
Riisi. 5. Rakennukseen kohdistuvat kuormat ja vaikutukset: 1 - tuuli; 2 - auringon säteily; 3 - sade (sade, lumi); 4 - ilmakehän vaikutukset (lämpötila, kosteus, kemikaalit); 5 - hyötykuorma ja omapaino; 6 - erikoisvaikutukset; 7 - tärinä; 8 - kosteus; 9 - maaperän paine; 10 - melu
Juuri näitä epäsuotuisia kuormitusyhdistelmiä rakennusrakenteet on suunniteltu kestämään. Kaikkien rakennukseen vaikuttavien voimien standardiarvot on annettu SNiP:ssä. On muistettava, että vaikutukset rakenteisiin alkavat niiden valmistushetkestä ja jatkuvat kuljetuksen, rakennuksen rakentamisen ja käytön aikana.
Blagoveshchensky F.A., Bukina E.F. Arkkitehtoniset rakenteet. - M., 1985.
Rakennuksiin ja rakenteisiin vaikuttavat tekijät jaetaan:
Ulkoiset vaikutukset (luonnolliset ja keinotekoiset: säteily, lämpötila, ilmavirrat, sademäärä, kaasut, kemikaalit, salama, radioaallot, sähkömagneettiset aallot, melu, äänivärähtely, biologiset tuholaiset, maanpaine, huurteen nousu, kosteus, seismiset aallot, hajavirtaukset, tärinä);
Sisäiset (teknologiset ja toiminnalliset: jatkuvat ja tilapäiset kuormitukset, pitkäaikaiset ja lyhytaikaiset omasta painostaan, laitteistaan ja ihmisistä; teknologiset prosessit: isku, tärinä, hankaus, nesteen roiskuminen; lämpötilan vaihtelut; ympäristön kosteus; biologiset tuholaiset).
Kaikki nämä tekijät johtavat kiihtyvään mekaaniseen, fysikaaliseen ja kemialliseen tuhoutumiseen, mukaan lukien korroosioon, mikä johtaa yksittäisten rakenteiden ja koko rakennuksen kantokyvyn heikkenemiseen.
Alla on kaavio ulkoisten ja sisäisten tekijöiden vaikutuksista rakennuksiin ja rakenteisiin.
Rakenteiden käytön aikana erotetaan: kuormien voimavaikutukset, aggressiiviset ympäristövaikutukset.
Aggressiivinen ympäristö on ympäristö, jonka vaikutuksesta materiaalien rakenne ja ominaisuudet muuttuvat, mikä johtaa lujuuden heikkenemiseen.
Rakenteen muutoksia ja tuhoutumista kutsutaan korroosioksi. Tuhoamista ja korroosiota edistävä aine on piristävä aine. Tuhoa ja korroosiota estävät aineet - passivointiaineet ja korroosionestoaineet.
Rakennusmateriaalien tuhoutuminen on luonteeltaan erilaista ja riippuu kemiallisen, sähkökemiallisen, fysikaalisen, fysikaalis-kemiallisen ympäristön vuorovaikutuksesta.
Aggressiiviset aineet jaetaan kaasuun, nestemäiseen ja kiinteään aineeseen.
Kaasuväliaineet: nämä ovat yhdisteitä, kuten hiilidisulfidi, hiilidioksidi, rikkidioksidi. Tämän ympäristön aggressiivisuudelle on ominaista kaasupitoisuus, vesiliukoisuus, kosteus ja lämpötila.
Nestemäiset väliaineet: nämä ovat happojen, emästen, suolojen, öljyn, maaöljyn, liuottimien liuoksia. Korroosioprosessit nestemäisissä väliaineissa tapahtuvat voimakkaammin kuin muissa.
Kiinteät aineet: pöly, maaperä. Tietyn ympäristön aggressiivisuutta arvioidaan dispersion, vesiliukoisuuden, hygroskooppisuuden ja ympäristön kosteuden perusteella.
Aggressiivisen ympäristön ominaisuudet:
Voimakkaasti aggressiivinen – hapot, emäkset, kaasut – aggressiiviset kaasut ja nesteet teollisuustiloissa;
Kohtalaisen aggressiivinen - ilmakehän ilma ja vesi, jossa on epäpuhtauksia - ilma, jossa on korkea kosteus (yli 75%);
Heikosti aggressiivinen - puhdas ilmakehän ilma - vesi, joka ei ole saastunut haitallisista epäpuhtauksista;
Ei-aggressiivinen - puhdas, kuiva (kosteus jopa 50 %) ja lämmin ilma - ilmakehän ilma kuivilla ja lämpimillä ilmastoalueilla.
Altistuminen ilmalle: Ilmakehä sisältää pölyä, likaa, joka tuhoaa rakennuksia ja rakenteita. Ilmansaasteet yhdessä kosteuden kanssa johtavat ennenaikaiseen kulumiseen, halkeilemiseen ja rakennusrakenteen tuhoutumiseen.
Kuitenkin puhtaassa ja kuivassa ilmapiirissä betoni ja muut materiaalit voivat säilyä satoja vuosia. Suurimmat intensiiviset ilmansaasteet ovat eri polttoaineiden palamistuotteet, joten kaupungeissa ja teollisuuskeskuksissa metallirakenteet syöpyvät 2-4 kertaa nopeammin kuin maaseudulla, missä hiiltä ja polttoainetta poltetaan vähemmän.
Useimpien polttoainetyyppien pääpalamistuotteita ovat CO 2 ja SO 2 .
Kun CO 2 liukenee veteen, muodostuu hiilidioksidia. Tämä on palamisen lopputuote. Sillä on tuhoisa vaikutus betoniin ja muihin rakennusmateriaaleihin. Kun SO 2 liukenee veteen, muodostuu rikkihappoa.
Yli 100 tyyppiä haitallisia yhdisteitä kerääntyy savuun (HNO 3, H 3 PO 4, tervaiset aineet, palamattomat polttoainehiukkaset). Rannikkoalueilla ilmakehä sisältää klorideja ja rikkihapposuoloja, jotka kosteassa ilmassa lisäävät metallirakenteisiin kohdistuvan iskun aggressiivisuutta.
Pohjaveden vaikutus: pohjavesi on liuos, jonka pitoisuus ja kemiallinen koostumus vaihtelevat, mikä vaikuttaa sen vaikutuksen aggressiivisuuteen. Maaperän vesi on jatkuvasti vuorovaikutuksessa mineraalien ja orgaanisten aineiden kanssa. Rakennuksen maanalaisten osien tasainen kastelu pohjaveden liikkeen aikana lisää rakenteen korroosiota ja kalkin huuhtoutumista betoniin, mikä heikentää perustuksen lujuutta.
Pohjavedellä on yleinen happo-, huuhtoutumis-, sulfaatti-, magnesium- ja hiilidioksidiaggressiivisuus.
Seuraavilla tekijöillä on merkittävin vaikutus:
· Altistuminen kosteudelle: Kuten kokemus rakennusten käytöstä on osoittanut, kosteus vaikuttaa eniten rakenteiden kulumiseen. Koska vanhojen kunnostettujen rakennusten perustukset ja seinät on tehty pääosin heterogeenisistä kivimateriaaleista (kalkkikivi, punainen tiili, kalkki ja sementtilaasti), joilla on huokoinen kapillaarirakenne, ne kostutetaan veden kanssa kosketuksissa voimakkaasti, muuttavat usein ominaisuuksiaan ja ääritapauksissa tuhotaan.
Seinien ja perustusten pääasiallinen kosteuslähde on kapillaariimu, joka johtaa rakenteiden vaurioitumiseen käytön aikana: materiaalien tuhoutuminen jäätymisen seurauksena; halkeamien muodostuminen turvotuksen ja kutistumisen vuoksi; lämmöneristysominaisuuksien menetys; rakenteiden tuhoaminen veteen liuenneiden aggressiivisten kemikaalien vaikutuksesta; materiaalien biologista korroosiota aiheuttavien mikro-organismien kehittyminen.
Rakennusten ja rakenteiden sanitaatioprosessia ei voida rajoittaa käsittelemään niitä biosidivalmisteella. On toteutettava kattava toimintaohjelma, joka koostuu useista vaiheista, nimittäin:
Diagnostiikka (lämpö- ja kosteusolosuhteiden analyysi, korroosiotuotteiden röntgen- ja biologinen analyysi);
Tilojen kuivaus (tarvittaessa), jos puhumme maanalaisista rakenteista, esimerkiksi kellareista;
Katkaisun vaakasuoran vedeneristyksen asennus (maaperän kosteusimun läsnä ollessa);
Tarvittaessa sisäpintojen puhdistus kukintoista ja biologisista korroosiotuotteista;
Käsittely suolan vastaisilla ja biosidivalmisteilla;
Halkeamien ja vuotojen tiivistäminen erityisillä vesitiivistysaineilla ja sitä seuraava pintojen käsittely suojaavilla vedeneristysvalmisteilla;
Viimeistelytöiden tuotanto.
· Altistuminen sateelle: Ilmakehän sade, joka tunkeutuu maaperään, muuttuu joko höyryksi tai hygroskooppiseksi kosteudeksi, joka jää molekyylien muodossa maapartikkeleihin molekyylilietteen päällä, tai kalvokosteudeksi molekyylikosteuden päällä tai gravitaatiokosteudeksi, joka liikkuu vapaasti maaperässä. painovoiman vaikutus. Gravitaatiokosteus voi päästä pohjaveteen ja sen kanssa sulautuessaan nostaa sen tasoa. Pohjavesi puolestaan siirtyy kapillaarin nousun vuoksi ylöspäin huomattavaan korkeuteen ja tulvii maaperän ylempiä kerroksia. Joissakin olosuhteissa kapillaari- ja pohjavesi voivat sulautua yhteen ja jatkuvasti tulvii rakenteiden maanalaisia osia, mikä johtaa rakenteiden lisääntyneeseen korroosioon ja perustusten lujuuden heikkenemiseen.
· Negatiivisen lämpötilan vaikutus: Jotkut rakenteet, esimerkiksi kellariosat, sijaitsevat vaihtelevan kosteuden ja säännöllisen jäätymisen alueella. Negatiivinen lämpötila (jos se on alhaisempi kuin suunnittelulämpötila tai jos rakenteiden kosteudelta ei suojata erityistoimenpiteitä), joka johtaa kosteuden jäätymiseen rakenteisiin ja perustusmaihin, vaikuttaa rakennuksiin tuhoisasti. Kun vesi jäätyy materiaalin huokosissa, sen tilavuus kasvaa, mikä luo sisäisiä jännityksiä, jotka kasvavat yhä enemmän itse materiaalin massan puristumisesta jäähdytyksen vaikutuksesta. Jääpaine suljetuissa huokosissa on erittäin korkea - jopa 20 Pa. Rakenteiden tuhoutuminen jäätymisen seurauksena tapahtuu vain täydellisellä (kriittisellä) kosteuspitoisuudella ja materiaalin kyllästymisellä. Vesi alkaa jäätyä rakenteiden pinnalla, ja siksi niiden tuhoutuminen negatiivisten lämpötilojen vaikutuksesta alkaa pinnasta, erityisesti kulmista ja reunoista. Suurin jäätilavuus saadaan -22 C:n lämpötilassa, kun kaikki vesi muuttuu jääksi. Jäätymisen voimakkuus riippuu huokostilavuudesta. Kivet ja betoni, joiden huokoisuus on jopa 15 %, kestävät 100-300 jäätymisjaksoa. Huokoisuuden ja siten kosteuden määrän vähentäminen lisää rakenteiden pakkaskestävyyttä. Yllä olevasta seuraa, että jäätyessään kostutetut rakenteet tuhoutuvat. Rakenteiden suojaaminen tuholta pakkasessa tarkoittaa ennen kaikkea niiden suojaamista kosteudelta. Maan jäätyminen perustuksiin on vaarallista savi- ja silumaalle, hieno- ja keskirakeiselle hiekalle rakennetuille rakennuksille, joissa vesi kohoaa kapillaarien ja huokosten kautta pohjaveden tason yläpuolelle ja on sidottuna. Perustusten jäätymisestä ja kallistumisesta johtuvia vaurioita rakennuksille voi syntyä useiden vuosien käytön jälkeen, jos niiden ympäriltä leikataan maaperä pois, perustukset kostutetaan ja niiden jäätymiseen vaikuttavat tekijät.
· Teknisten prosessien rakentaminen: jokainen rakennus ja rakennelma suunnitellaan ja rakennetaan ottaen huomioon siinä säädettyjen prosessien vuorovaikutus; Rakennemateriaalien epätasaisesta kestävyydestä ja kestävyydestä sekä ympäristön erilaisista vaikutuksista johtuen niiden kuluminen on kuitenkin epätasaista. Ensin tuhotaan seinien ja lattioiden suojapäällysteet, ikkunat, ovet, katto, sitten seinät, rungot ja perustukset. Staattisella kuormituksella toimivat suuren poikkileikkauksen puristetut elementit kuluvat hitaammin kuin taipuvat ja venyvät ohutseinäiset elementit, jotka toimivat dynaamisilla kuormilla, korkean kosteuden ja korkean lämpötilan olosuhteissa. Rakenteiden kuluminen kulumisesta - lattioiden, seinien, pylväiden kulmien, portaiden askelmien ja muiden rakenteiden kuluminen voi olla erittäin voimakasta ja vaikuttaa siten suuresti niiden kestävyyteen. Se tapahtuu sekä luonnonvoimien (tuulet, hiekkamyrskyt) vaikutuksen alaisena että teknisten ja toiminnallisten prosessien seurauksena, esimerkiksi johtuen suurten ihmisvirtojen intensiivisestä liikkeestä julkisissa rakennuksissa.
Esineen kuvaus
Taulukko 1.1
| Yleiset luonteenpiirteet | Pumppaamo |
| Rakennusvuosi | |
| Kokonaispinta-ala, m 2 - rakennusala, m 2 - tilojen pinta-ala, m 2 | |
| Rakennuksen korkeus, m | 3,9 |
| Rakennustilavuus, m 3 | 588,6 |
| Kerrosten lukumäärä | |
| Rakenneominaisuudet | |
| Säätiöt | Monoliittinen teräsbetoni |
| Seinät | Tiili |
| Lattiat | Teräsbetoni |
| Katto | Rullamateriaaleista valmistettu katto |
| Lattiat | Sementti |
| Oviaukkoja | Puinen |
| Sisustus | Kipsi |
| Houkuttelevuus (ulkonäkö) | Tyydyttävä ulkonäkö |
| Rakennuksen todellinen ikä | |
| Rakennuksen normaali käyttöikä | |
| Jäljellä oleva käyttöikä | |
| Tekniset tukijärjestelmät | |
| Lämmönsyöttö | Keski |
| Kuuman veden syöttö | Keski |
| Viemäröinti | Keski |
| Juomavesihuolto | Keski |
| Sähkönjakelu | Keski |
| Puhelin | - |
| Radio | - |
| Hälytysjärjestelmä: - turvallisuus - palo | saatavuus saatavuus |
| Ulkoinen maisemointi | |
| maisemointi | Viheralueet: nurmikko, pensaat |
| Ajotiet | Asfalttitie, tyydyttävässä kunnossa |
Monikerroksisiin rakennuksiin kohdistuvat kuormat ja vaikutukset määritetään suunnittelutehtävien, SNiP:n lukujen, käsikirjojen ja hakuteosten perusteella.
Jatkuvat kuormat
Vakiokuormat eivät käytännössä muutu ajan kuluessa, ja siksi ne otetaan huomioon kaikissa kuormitustapauksissa laskennassa huomioitu rakenteen käyttövaiheessa.
Vakiokuormituksia ovat: kantavien ja sulkevien rakenteiden paino, maaperän paino ja paine, esijännitysrakenteiden vaikutukset. Myös kiinteiden laitteiden ja laitosten painosta aiheutuvia kuormia voidaan pitää vakioina, kun kuitenkin pitää mielessä, että joissain olosuhteissa (korjaukset, saneeraus) ne voivat muuttua.
Pysyvien kuormien standardiarvot määritetään valmiiden elementtien ja tuotteiden painotiedoista tai ne lasketaan rakenteiden suunnittelumitoista ja materiaalitiheydestä (taulukko 19.2) (tiheys 1 kg/m3 vastaa spesifistä painovoima on 9,81 N/m3=0, 01 kN/m3).
Kuorma kantavien teräsrakenteiden painosta. Tämä kuormitus riippuu rakennejärjestelmän tyypistä ja koosta, käytetyn teräksen lujuudesta, kohdistuvista ulkoisista kuormituksista ja muista tekijöistä.
Teräsluokan C38/23 kantavien rakenteiden painosta aiheutuva vakiokuorma (kN/m2 lattiapinta-alaa) on suunnilleen sama kuin
Poikkipalkkien ja lattiapalkkien laskennassa otetaan huomioon osa kuormasta g, yhtä suuri kuin (0,3+6/met)g - runkojärjestelmissä, (0,2+4/met)g - jäykistysjärjestelmissä, missä mєт - kuormien lukumäärä rakennuksen kerrokset, tavattu >20.
Kantaville rakenteille, jotka on valmistettu teräsluokan C38/23 mitoituskestävyydestä R ja korkeammasta luokasta suunnittelukestävyydellä R" kuormitus niiden painosta määräytyy suhteella Seinän, lattian 1 m2:n painon standardiarvo on n. : a) kevyestä muuraus- tai betonipaneelista 2,5-5 kN/m2, teholevyistä 0,6-1,2 kN/m2 b) sisäseinille ja väliseinille 30-50 % vähemmän kuin ulkoseinille; kantava lattialaatta lattian kanssa teräsbetonipaneeleilla ja lattiapäällysteillä 3-5 kN/m2, monoliittisilla kevytbetonilaatoilla teräsprofiililattialla 1,5-2 kN/m2, tarvittaessa lisättynä. alaslaskettu katto 0,3-0,8 kN/m2,
Laskettaessa mitoituskuormituksia monikerroksisten rakenteiden painosta otetaan tarvittaessa omat ylikuormituskertoimet eri kerroksille.
Seinien ja pysyvien väliseinien painosta aiheutuva kuorma otetaan huomioon sen todellisen sijainnin mukaan. Jos seinäelementtejä kiinnitetään suoraan runkopilareihin, seinien painoa ei oteta huomioon lattioiden laskennassa.
Uudelleen järjestettyjen väliseinien painon aiheuttama kuorma kohdistuu lattiaelementteihin niille epäedullisimmassa asennossa. Sarakkeita laskettaessa tämä kuorma lasketaan yleensä lattiapinta-alan keskiarvoksi.
Lattian painosta aiheutuvat kuormat jakautuvat lähes tasaisesti ja lattiaelementtejä ja pylväitä laskettaessa ne kerätään vastaavilta kuormitusalueilta.
Nykyaikaisissa monikerroksisissa teräsrunkoisissa rakennuksissa seinien ja lattioiden painosta laskettujen standardikuormien summan intensiteetti 1 m2 kerrosta kohti on noin 4-7 kN/m2. Rakennuksen kaikkien pysyvien kuormien (mukaan lukien teräsrakenteiden, taso- ja tilajäykistysristikoiden omapaino) suhde tilavuuteen vaihtelee välillä 1,5-3 kN/m3.
Live-kuormat
Tilapäiset kuormitukset lattioille. Ihmisten, huonekalujen ja vastaavien kevyiden laitteiden painosta johtuvat lattioiden kuormat määritellään SNiP:ssä vastaavina kuormituksina, jotka jakautuvat tasaisesti tilojen alueelle. Niiden standardiarvot asuin- ja julkisiin rakennuksiin ovat: päätiloissa 1,5-2 kN/m2; hallissa 2-4 kN/m2; auloissa, käytävillä, portaissa 3-4 kN/m2 ja ylikuormituskertoimet 1,3-1,4.
Kappaleiden mukaan. 3.8, 3.9 SNiP, väliaikaiset kuormat otetaan huomioon vähennyskertoimet α1, α2 (palkkeja ja poikkipalkkeja laskettaessa) ja η1, η2 (pilareita ja perustuksia laskettaessa). Kertoimet η1, η2 viittaavat useiden kerrosten jännityskuormien summaan ja otetaan huomioon pituussuuntaisia voimia määritettäessä. Pylväiden solmujen taivutusmomentit tulee ottaa huomioon ottamatta kertoimia η1, η2, koska pääasiallinen vaikutus taivutusmomenttiin on yhden solmun vieressä olevan kerroksen poikkipalkkeihin kohdistuva tilapäinen kuormitus.
Pohdittaessa mahdollisia tilapäisten kuormituksen asetteluja rakennuksen lattioille, ne lähtevät suunnittelukäytännössä yleensä epäedullisimman kuormituksen periaatteesta. Esimerkiksi runkojärjestelmän palkin suurimpien jännemomenttien arvioimiseksi kehysten, jäykistysrunkojen ja perustusten laskennassa huomioidaan tilapäisten kuormien ruudullinen järjestely, ei pelkästään kaikkien lattioiden jatkuva kuormitus; huomioon, mutta myös mahdollisia muunnelmia osittaisesta, mukaan lukien yksipuolisesta, lastauksesta. Jotkut näistä järjestelyistä ovat hyvin mielivaltaisia ja johtavat perusteettomia varauksia rakenteisiin ja säätiöihin. SNiP:n ohjeiden mukaan määritetty, on pääasiassa tärkeä monikerroksisen talon kattorakenteille ja sillä on vähän vaikutusta alla olevien rakenteiden kokonaisvoimiin. Monikerroksisten rakennusrakenteiden suorituskyky, jäykkyys, lujuus ja vakaus riippuvat merkittävästi tuulikuormien oikeasta laskennasta.
Tuulikuorman staattisen komponentin lasketun arvon mukaan kN/m2 määritetään kaavalla
Käytännön laskelmissa kertoimen kz vakiokaavio korvataan puolisuunnikkaan muotoisella, jonka ala- ja yläordinaatit kн≥kв määritetään rakennuksen alaosan momentin ja leikkausvoiman diagrammien vastaavuusehdoista. Enintään 2 %:n virheellä ordinaatta kn voidaan pitää kiinteänä ja yhtä suurena kuin standardi (1 - maastotyypille A; 0,65 - maastotyypille B) ja kv:lle riippuen rakennuksen korkeudesta ja maaston tyypin mukaan voidaan ottaa seuraavat arvot:
Ordinaatit tasolla z: kze = kн+(kв-kн) z/H. Porrastetussa rakennuksessa (kuva 19.1) vakiokaavio pienennetään puolisuunnikkaan eri korkeuksilla olevilla vyöhykkeillä mitattuna rakennuksen pohjasta. On myös mahdollista muuttaa rakennus vyöhykkeiksi eri tavalla.
Rakennusta kokonaisuutena laskettaessa tuulikuorman staattinen komponentti kN x- ja y-akselien suunnassa (kuva 19.2) 1 m korkeudella määritetään näihin suuntiin vaikuttavien aerodynaamisten voimien resultanttina. ja ilmaistaan kokonaisvastuskertoimien cx, sy ja vaakasuuntaisten mittojen B, L kautta rakennuksen projektioiksi tasoille, jotka ovat kohtisuorassa vastaaviin akseleihin nähden:
Prismaattisille rakennuksille, joiden pohjapiirros on suorakaiteen muotoinen liukukulmassa β=0, kerroin sy=0 ja cx määritetään taulukosta. 19.1, joka on koottu ottaen huomioon ulkomaisten ja kotimaisten tutkimusten tiedot ja standardit.
Jos β=90°, niin cx=0, ja сy:n arvo löytyy samasta taulukosta käännellen rakennussuunnitelman merkinnät B, L.
Tuulen ollessa kulmassa β=45°, сx, сy arvot on annettu taulukossa murto-osan muodossa. 19.2, kun taas suunnitelman B sivu, joka on kohtisuorassa x-akselia vastaan, katsotaan pidemmäksi. Tuulenpaineen epätasaisen jakautumisen vuoksi seinillä kohdassa β=45° ja B/L≥2, on tarpeen ottaa huomioon mahdollinen aerodynaaminen epäkeskisyys käytettäessä kuormaa qxc kohtisuorassa pidempään sivuun nähden, joka on 0,15 V, ja vastaava vääntömomentti intensiteetillä, kN*m per 1 m korkeus
Jos rakennuksessa on loggioita, parvekkeita, ulkonevia pystyrivoja, kitkavoimat molemmissa seinissä x-, y-akselin suuntaisesti tulee lisätä kuormiin qxc, qyc, jotka ovat yhtä suuria:
Kulmassa β=45° nämä voimat vaikuttavat vain tuulen puoleisten seinien tasossa ja niiden aiheuttamat vääntömomentit intensiteetillä mcr"" = 0,05q(z)LB ovat tasapainossa. Mutta jos toinen tuulen puoleisista seinistä on sileä, on otettava huomioon momentti mcr"" toiseen seinään kohdistuvista kitkavoimista. Samanlaisia ehtoja syntyy, kun
Jos rakennussuunnitelman geometrinen keskipiste ei ole sama kuin tukijärjestelmän jäykkyyskeskipiste (tai vääntökeskiö), laskennassa on otettava huomioon tuulikuormituksen lisäepäkeskisyydet.
Tuulen kuormitus ulkoseinän elementteihin, jäykistys- ja runkotukijärjestelmien poikkipalkkeihin, jotka välittävät tuulen painetta ulkoseinästä kalvoille ja jäykistyksille, määritetään kaavalla (19.2) käyttämällä painekertoimia c+, c- (positiivinen paine suunnataan rakennuksen sisään) ja normiarvot kz. Painekertoimet rakennuksille, joissa on suorakaiteen muotoinen suunnitelma (jollakin SNiP-tietojen selvennyksellä):
Jos β = 0, molemmille virtauksen suuntaisille seinille cy:n arvot ovat yhtä suuret:
Samoja tietoja käytetään 0 = 90°:ssa сх:lle vaihtaen rakennussuunnitelman merkinnät B, L.
Tietyn elementin laskemiseksi sinun tulee valita annetuista arvoista epäedullisin c+ ja c- ja lisätä niitä absoluuttisena arvona 0,2 rakennuksen mahdollisen sisäisen paineen huomioon ottamiseksi. On tarpeen ottaa huomioon jyrkkä alipaineen nousu rakennusten kulma-alueilla, joissa c = -2, erityisesti laskettaessa kevyitä seiniä, lasia ja niiden kiinnityksiä; Tässä tapauksessa vyöhykkeen leveys on saatavilla olevien tietojen mukaan nostettava 4-5 metriin, mutta enintään 1/10 seinän pituudesta.
Ympäröivien rakennusten ja rakennusten muodon monimutkaisuuden vaikutus aerodynaamisiin kertoimiin selvitetään kokeellisesti.
Tuulen virtauksen vaikutuksesta seuraavat ovat mahdollisia: 1) aerodynaamisesti epävakaiden joustavien rakennusten sivusuuntainen heiluminen (sylinterimäisten, prismaisten ja heikosti pyramidin muotoisten rakennusten tuulen resonanssin pyörreherätys; huonosti virtaviivaisten rakennusten laukkaaminen, joka liittyy jyrkäseen muutokseen sivusuuntainen häiriövoima pienillä tuulen suunnan muutoksilla ja rakennuksen epäsuotuisalla taivutuksen ja vääntöjäykkyyden suhteella) ja ohjaus; 2) rakennuksen värähtelyt virtaustasossa puuskaisen tuulen sykkivän vaikutuksen alaisena. Ensimmäisen tyyppiset tärinät voivat olla vaarallisempia varsinkin vierekkäisten korkeiden rakennusten läsnä ollessa, mutta menetelmiä niiden huomioon ottamiseksi ei ole kehitetty riittävästi ja suurten aeroelastisten mallien testaus on tarpeen niiden esiintymisolosuhteiden arvioimiseksi.
Dynaaminen tuulikuorman komponentti rakennuksen värähteleessä virtaustasossa riippuu nopeuspulsaatioiden vp vaihtelevuudesta, jota kuvaa standardi σv (kuva 19.3). Tuulen nopeuden paine hetkellä t ilman tiheydellä p
Pulsaatioiden ääriarvojen huomioon ottamiseksi otettiin vп = 2,5σv, joka vastaa (normaalijakaumafunktiolla) todennäköisyyttä ylittää hyväksytty pulsaatio mielivaltaisella hetkellä noin 0,006.
Suurin panos dynaamisiin voimiin ja siirtymiin on pulsaatioilla, joiden taajuus on lähellä tai yhtä suuri kuin järjestelmän luonnollisten värähtelyjen taajuus. Syntyvät inertiavoimat määrittävät tuulikuorman dynaamisen komponentin, joka on otettu huomioon SNiP:n mukaan yli 40 m korkeille rakennuksille olettaen, että rakennuksen luonnollisen tärinän muoto kuvataan suoralla viivalla,
Koska T1:n arvioinnin virhe vaikuttaa hieman arvoon ξ1, sitä voidaan suositella teräsrunkoille T1=0,1mfl, jäykistetyille ja runkojäykistetyille rungoille, joissa on teräsbetonikalvot ja jäykisterungot T1=0,06 mfl, missä mfl on rakennuksen kerrosten lukumäärä.
Muotokertoimen ϗ pienet poikkeamat suorasta linjasta huomioimatta rakennusten kokonaistuulikuormituksessa (staattinen ja dynaaminen) vakio leveys hyväksy puolisuunnikkaan muotoinen kaavio, jonka ordinaatit ovat:
Riippuen tarkasteltavasta tuulen suunnasta, qс:lle (laskettu, standardi) ja mitoille (kN/m2, kN/m) hyväksytyistä arvoista saadaan vastaavat kokonaiskuormat.
Rakennuksen yläosan vaakasuuntaisten värähtelyjen kiihtyvyys, joka tarvitaan laskelmiin toiselle rajatilaryhmälle, määritetään jakamalla dynaamisen komponentin standardiarvo (kuormituskerrointa huomioimatta) vastaavalla massalla. Jos laskenta suoritetaan kuormitukselle qх, kN/m (kuva 19.2), niin
M:n arvo on arvioitu jakamalla pysyvät kuormat ja 50 % tilapäisistä pystykuormista 1 m2 lattiaa kohti painovoiman kiihtyvyydellä.
Kiihdytykset standardituulikuormitusarvoista ylittyvät keskimäärin kerran viidessä vuodessa. Jos katsotaan mahdolliseksi lyhentää toistettavuusjaksoa vuoteen (tai kuukauteen), niin vakionopeuspaineen q0 arvoon lisätään kerroin 0,8 (tai 0,5).
Seismiset vaikutukset. Rakennettaessa kerrostaloja seismisille alueille kantavat rakenteet on laskettava sekä tavallisesti vaikuttavista kuormista (mukaan lukien tuuli) koostuville perusyhdistelmille että seismiset vaikutukset huomioiville erikoisyhdistelmille (ilman tuulivoimaa). Kun laskettu seismisyys on yli 7 pistettä, laskenta erityisille kuormitusyhdistelmille on pääsääntöisesti ratkaiseva.
Suunnitellut seismiset voimat ja säännöt niiden yhteiskäytöstä muiden kuormien kanssa hyväksytään SNiP:n mukaisesti. Rakennuksen luonnollisen tärinän ajan pidentyessä seismiset voimat, toisin kuin tuulikuorman dynaaminen komponentti, pienenevät tai eivät muutu. Menetelmillä voidaan arvioida tarkemmin luonnonvärähtelyjaksoja, kun otetaan huomioon seismiset vaikutukset.
Lämpötilan vaikutukset. Muutokset ympäristön lämpötilassa ja auringon säteily aiheuttavat rakenneosien lämpömuodonmuutoksia: venymistä, lyhentymistä, kaarevuutta.
Käyttövaiheessa Monikerroksisessa talossa sisärakenteiden lämpötila pysyy käytännössä ennallaan. Ulkolämpötilan ja auringon säteilyn vuodenaikojen ja päivittäiset muutokset vaikuttavat ensisijaisesti ulkoseiniin. Jos niiden kiinnitys runkoon ei estä seinän lämpömuodonmuutoksia, runkoon ei aiheudu lisäjännitystä. Tapauksissa, joissa tärkeimmät kantavat elementit (esim. pilarit) ovat osittain tai kokonaan ulkoseinän ulkopuolella, ne ovat suoraan alttiina lämpötilan ja ilmaston vaikutuksille, jotka on otettava huomioon runkoa suunniteltaessa.
Lämpötilan vaikutukset rakennusvaiheessa joko ne on otettu karkein olettamuksin rakenteiden sulkeutumislämpötilan epävarmuuden vuoksi tai ne jätetään huomiotta ottaen huomioon niiden aiheuttamien voimien ajallinen väheneminen joustamattomista muodonmuutoksista johtuen tukijärjestelmän solmuissa ja elementeissä.
Lämpötilan ilmastovaikutusten vaikutusta metallirunkoisten kerrostalojen kantavan järjestelmän toimintaan ei ole tutkittu riittävästi.