KLASYFIKACJA OBCIĄŻEŃ
1. Podział obciążeń.
W zależności od czasu trwania i sposobu działania, obciążenia dzieli się na:
· stałe
· zmienne
· wyjątkowe
Obciążenia wyjątkowe
W tym:
· Obciążenia zmienne technologiczne - zależą od funkcji budowli i
sposobu jej Usytuowania,
· Obciążenia zmienne środowiskowe - zależą od środowiska, w którym
budowla się znajduje.
Wyróżnia się długotrwałą część obciążenia zmiennego.
2. Obciążenia stałe.
· ciężar własny stałych elementów budowli i konstrukcji,
· ciężar własny gruntu w stanie rodzimym, nasypów i zasypów i parcie z niego
wynikające,
· siła wstępnego sprężenia konstrukcji.
3. Obciążenia zmienne
· w całości długotrwałe
· w części długotrwałe
· w całości krótkotrwałe
w całości długotrwałe.
· ciężar własny części konstrukcji, których położenie może być zmieniane w czasie
Użytkowania budowli,
· ciężar własny urządzeń związanych na stałe z Użytkowaniem budowli
· ciężar własny i parcie ciał sypkich, cieczy i gazów
· obciążenie gruntem budowli zagłębionych w gruncie
· parcie wody o stałym poziomie jej zwierciadła
· obciążenie temperaturą w procesie eksploatacji
w części długotrwałe.
o Obciążenia Użytkowe stropów
o ciężar wody o zmiennym poziomie jej zwierciadła
o ciężar pyłu, jeżeli jego gromadzeniu się nie można zapobiegać
o siły wywołane nierównomiernym osiadaniem podłoża ze zmianą struktury
gruntu
o siły wynikające ze skurczu, pełzania lub relaksacji elementów konstrukcji
o ciężar ludzi, urządzeń i materiałów w miejscach remontu maszyn i urządzeń
o obciążenia od urządzeń dźwigowo-transportowych w czasie eksploatacji
konstrukcji
o parcie gruntu od obciążeń zmiennych w części długotrwałych.
w całości krótkotrwałe.
o obciążenia powstające w czasie wykonywania, transportu i wznoszenia
konstrukcji
o obciążenie od rozruchu i zatrzymywania urządzeń, w warunkach
przejściowych
o obciążenie śniegiem
o obciążenie wiatrem
o obciążenia termiczne pochodzenia klimatycznego
o oblodzenie
o parcie kry lodowej
o obciążenia wywołane warunkami produkcji i właściwościami materiałów
budowlanych
o obciążenie gruntem występujące doraźnie oraz w okresach budowy
o obciążenia próbne.
4. Obciążenia wyjątkowe.
_ uderzenia pojazdami
_ obciążenia sejsmiczne
_ obciążenia spowodowane wybuchem
_ działanie pożaru
_ obciążenia spowodowane awarią urządzeń
_ obciążenia spowodowane nierównomiernym osiadaniem podłoża i przemarzaniem gruntu
_ obciążenia od pojazdów specjalnych, o wyjątkowo dużej masie
_ uderzenia dźwignic i wciągników przejezdnych o kozły odbojowe
_ obciążenia spowodowane powodzią
_ obciążenie huraganowym wiatrem.
1. Kombinacje obciążeń w stanach granicznych nośności
W stanach granicznych nośności należy stosować dwie kombinacje:
podstawową - składająca się z obciążeń stałych i zmiennych -
obowiązującą w obliczeniach wszelkich konstrukcji
Obciążenie wiatrem wg PN-77/B-02011
Budynek o wymiarach: B = 10,00 m, L = 10,00 m, H = 12,00 m
- Strzałka dachu f = 1,00 m
- Charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru:
- strefa obciążenia wiatrem III; H = 365 m n.p.m. → qk = 250 + 0.5·H = 433 Pa
qk = 0,433 kN/m2
- Współczynnik ekspozycji:
rodzaj terenu: B; z = H = 12,0 m → Ce(z) = 0,80
- Współczynnik działania porywów wiatru:
- budynek o szkielecie metalowym wysokości H<50 m
→ okres drgań własnych T = 0,379 s
- konstrukcja stalowa pełnościenna spawana
→ logarytmiczny dekrement tłumienia = 0,02
budowla podatna, teren A → = 2,41
- Współczynnik ciśnienia wewnętrznego:
budynek zamknięty → Cw = 0
Połać nawietrzna:
- Współczynnik ciśnienia zewnętrznego:
Cz = -4·[0,325-(f/B)] = -4·[0,325-(1,0/10,0)] = -0,900
- Współczynnik aerodynamiczny C:
C = Cz - Cw = -0,900 - 0 = -0,900
Obciążenie charakterystyczne:
pk = qk·Ce·C· = 0,433·0,80·(-0,900)·2,41 = -0,75 kN/m2
Obciążenie obliczeniowe:
p = pk·γf = (-0,75)·1,3 = -0,98 kN/m2
Połać środkowa:
- Współczynnik ciśnienia zewnętrznego:
Cz = -0,45-1,5·(f/B) = -0,45-1,5·(1,0/10,0) = -0,600
- Współczynnik aerodynamiczny C:
- 2 -
C = Cz - Cw = -0,600 - 0 = -0,600
Obciążenie charakterystyczne:
pk = qk·Ce·C· = 0,433·0,80·(-0,600)·2,41 = -0,50 kN/m2
Obciążenie obliczeniowe:
p = pk·γf = (-0,50)·1,3 = -0,65 kN/m2
Połać zawietrzna:
- Współczynnik ciśnienia zewnętrznego:
Cz = -0,4
- Współczynnik aerodynamiczny C:
C = Cz - Cw = -0,4 - 0 = -0,4
Obciążenie charakterystyczne:
pk = qk·Ce·C· = 0,433·0,80·(-0,4)·2,41 = -0,33 kN/m2
Obciążenie obliczeniowe:
p = pk·γf = (-0,33)·1,3 = -0,43 kN/m2
FUNDAMENTY
Posadowienie obiektu budowlanego - części konstrukcji :
nadziemna , podziemna , podłoże gruntowe
Głębokość (sposób)posadowienia budynku :
-względy użytkowe ;
-położenie warstwy nośnej
-wypieranie gruntów
-osiadanie
-przemarzanie
-podmycie fundamentu
-spadek terenu
Fundament jest najniżej położoną częścią konstrukcji budowlanej , przekazującą obciążenia na podłoże gruntowe.Na wybór rozwiązania fundamentu wpływa wiele czynników, różne są też kryteria klasyfikowania rozwiązań .Można je dzielić w zależności od sposobu posadowienia konstrukcji budowli , kształtu lub rodzaju wznoszonej budowli .Kryterium podstawowym jest głębokość posadowienia pod tym względem wyróżnia się fundamenty :
-płytki → bezpośrednie: (-ławy,-stopy,-ruszty,-płyty,-skrzynie)
-głębokie→ bezpośrednie: (-ławy,-stopy,-ruszty,płyty,skrzynie)
-specjalne - pośrednie o które konstrukcje opierają się punktowo (filary , studnie , pale)
Do płytkich zalicza się fundamenty posadowione bezpośrednio na nośnej warstwie gruntu , zalegającej od poziomu terenu na takiej głębokości, do której można wykonać wykop otwarty bez stosowania specjalnych umocnień jego zboczy lub ścian bądż specjalnych metod wykonywania i bez obniżania zwierciadła wody gruntowej. Głębokość ta zazwyczaj nie przekracza 3-4m. Jeżeli warstwa nośna zalega głębiej , to posadowione na niej fundamenty zalicz się do głębokich .
Materiały : ceglane , kamienne , betonowe , żelbetowe , ławy murowane z kamienia lub z cegły
ŁAWY BETONOWE ŻELBETOWE
Grunt jednolity - możliwe nierównomierne osiadanie i zginanie podłużne
ŁAWY MONOLITYCZNE
Beton B10,B12,5 ; żelbet B15,B17,5
płytowa trapezowa schodkowa
Budynek zlokalizowany na zboczu poziome ławy fundamentowe.
Ławy fund stosuje się powszechniejako fundamentypod ścianami lub rzędami słupów.Pod ścianami budynków murowanych o wysokości do 4 kondygnacji , posadowionych powyżej poziomu wody gruntowej na dobrym gruncie stosuje się lawy murowane z dobrze wypalonej cegły pełnej bądż kamienia. W celu zmniejszenia objętości muru ławy te wykonuje się z odsadzkami. Odsadzki w ławach na zaprawie cem. mają zazwyczaj szerokość 1/4 cegły i wysokość równą grubości 2 cegieł . Stosowanie cegieł zawierających więcej niż 3 odsadzki nie jest ekonomiczne. Najczęściej pod ścianami stosuje się ławy betonowe a pod rzędami słupów ławy żelbetowe. Tego rodzaju ławy wykonuje się jako monolityczne
Ławy zalecane konstrukcyjnie :
a) wymiar szerokości ławy :
-murowej n x 1/2cegły ; - betonowej n x 5cm ;
-na gruntach stałych powiększyć szerokość ławy od 5 -15 % możliwość mniej korzystnego rozkładu naprężeń σ od obliczeń odsadzka 5cm(2*5cm=10cm)←przesunięcie ściany (tolerancja) oraz deskowanie
b) wymiar wysokości ławy
- n x grubość cegły ze spoiną ; - betonowej n x 5 cm ;
- całkowita wysokość ław ≤ 50 cm (betonowe 30cm)
zbrojenie : główne φ12 , rozdzielcze φ10 , strzemiona φ 6-8
c)otulina betonowa ≥ 5 cm
d)chudy beton : 5- 10cm (dla ław betonowych)
10-15cm (dla ław żelbetowych)
-gładki i sztywny podkład (chudy beton) ułatwia roboty zbrojarskie i ciesielskie
-na gruntach przepuszczalnych utrudnia odsączanie wody ze względu na beton
Stopy fundamentowe stosuje się jako fundamenty słupów najczęściej wykonuje się je z żelbetu. Pod słupami lub filarami obciążonymi osiowo w budynkach do 3 kondygnacji posadowionych na dobrym gruncie powyżej wody gruntowej, można zastosować stropy murowane z cegły lub kamienia. Wymiary odsadzek tych stóp przyjmuje się takie same jak dla ław .Jeżeli na stopę przekazywane są większe siły , to wykonuje się na niej poduszkę żelbetową o grubości równej połowie szerokości słupa.
Piramidalne Schodkowe Płytowe
-stopy betonowe : a<2,0m.-schodkowa ; α≥2,0m. piramidalna
-stopy żelbetowe - zmniejszenie wysokości ze względu na rozchodzenie się naprężeń ściskanych w betonie
* schodkowe → h ≤ 35cm - jedna odsadzka
→ 35 cm < h < 85 cm - dwie odsadzki
→ h> 90 cm - trzy odsadzki
Stopy żelbetowe - wykonuje się przy dużych wymiarach i jeśli
istotna jest oszczędność betonu i zmniejszenie cięzaru własnego przy zachowaniu sztywności . Wymiary stóp fundamentowych obciążonych osiowo ustala się ze wzoru
F = B * L (B,L - wymiary podstawy stopy) wysokość stóp żelbetowych dobiera się tak aby miały odpowiednią nośność na przebicie
DYLATACJE
Dylatacje - szczeliny szerokości od kilku do kilkudziesięciu mm dzielące budowlę na sekcje , zapobiegające jej uszkodzeniu wskutek odkształceń termicznych i nierównomiernego osiadania . Stosować (na całej wysokości obiektu budowlanego)
-przy posadowieniu budowli na gruntach o róznych właściwościach
-przy dużej różnicy nacisków jednostkowych pod różnymi częściami budowli
-przy zastosowaniu pod częściami budowli różnych rodzajów fundamentów
-przy dobudowaniu nowego budynku do już istniejącego
Obciążenie śniegiem wg PN-80/B-02010
- Dach dwuspadowy
- obiekt niższy niż otaczający teren albo otoczony wysokimi drzewami lub obiektami wyższymi
→ zwiększenie obciążenia Sk o 20%
- Obciążenie charakterystyczne śniegiem gruntu:
- strefa obciążenia śniegiem 3; A = 365 m n.p.m. → Qk = 0,006·A - 0,6 = 1,590 kN/m2
Połać bardziej obciążona:
- Współczynnik kształtu dachu:
nachylenie połaci = 25,00o
C2 = 0,8+0,4·(-15o)/15o = 0,8+0,4·(25,0o-15o)/15o = 1,067
Obciążenie charakterystyczne dachu:
Sk = 1,20·Qk·C = 1,20·1,590·1,067 = 2,04 kN/m2
Obciążenie obliczeniowe:
S = Sk·γf = 2,04·1,5 = 3,05 kN/m2
Połać mniej obciążona:
- Współczynnik kształtu dachu:
nachylenie połaci = 25,00o
C1 = 0,8
Obciążenie charakterystyczne dachu:
Sk = 1,20·Qk·C = 1,20·1,590·0,800 = 1,53 kN/m2
Obciążenie obliczeniowe:
S = Sk·γf = 1,53·1,5 = 2,29 kN/m2
wyjątkową, składającą się z obciążeń stałych, niektórych zmiennych i jednego
obciążenia wyjątkowego - w przypadkach, gdy mogą wystąpić obciążenia
wyjątkowe
Współczynnika obciążenia w stanach granicznych nośności stosuje się o wartości
większej lub mniejsze od jedności tak, by uwzględnić bardziej niekorzystną
sytuację obliczeniową.
Na kombinację podstawową stanu granicznego nośności składają się:
wszystkie obciążenia obliczeniowe stałe
oraz wszystkie obciążenia obliczeniowe zmienne, uszeregowane wg ich
znaczenia tj. pomnożone przez przynależne ich kolejności współczynniki
jednoczesności ψo.
Kombinacja podstawowa ma postać
gdzie:
Gk - wartość charakterystyczna obciążenia stałego,
Qk - wartość charakterystyczna obciążenia zmiennego,
γf - współczynnik obciążenia (częściowy współczynnik bezpieczeństwa),
ψo - współczynnik jednoczesności obciążeń zmiennych.
Kombinacja wyjątkowa ma postać
gdzie:
Gk - wartość charakterystyczna obciążenia stałego,
Qk - wartość charakterystyczna obciążenia zmiennego,
γf - współczynnik obciążenia (częściowy współczynnik bezpieczeństwa),
ψo - współczynnik jednoczesności obciążeń zmiennych.
Fa - obciążenie wyjątkowe
Oznacza to, że wszystkie obciążenia zmienne należy pomnożyć przez współczynnik
ψo = 0,8 niezależnie od ich liczby i znaczenia i dodać oprócz obciążeń stałych,
obciążenia wyjątkowe Fa
2. Kombinacje obciążeń w stanach granicznych Usytuowania
W stanach granicznych użytkowalności należy stosować dwie kombinacje:
podstawową - dotyczy wszystkich konstrukcji,
obciążeń długotrwałych - dotyczy Żelbetu, drewna, tworzyw sztucznych, dla
których ma znaczenie czas występowania obciążenia
W stanach granicznych Usytuowania wartość współczynnika obciążenia wynosi
γf = 1,0.
Jest to kombinacja, w której występują wszystkie obciążenia stałe oraz części
długotrwałe obciążeń zmiennych.
Kombinacja podstawowa
Wszystkie obciążenia stałe + jedno najniekorzystniejsze obciążenie zmienne
gdzie:
Gk - wartość charakterystyczna obciążenia stałego,
Qk - wartość charakterystyczna obciążenia zmiennego
Kombinacja obciążeń długotrwałych
Wszystkie obciążenia stałe + długotrwałe części obciążeń zmiennych
gdzie:
Gk - wartość charakterystyczna obciążenia stałego,
Qk - wartość charakterystyczna obciążenia zmiennego
ψd - współczynnik części długotrwałej obciążenia zmiennego wg PN-82/B-02003 tabl. 2
Wyszukiwarka