OBCIĄŻENIA
Spis treści:
Wiadomości wstępne
Podział obciążeń
ze względu na sposób przyłożenia do konstrukcji
ze względu na dynamikę przyłożenia do konstrukcji
ze względu na czas trwania i sposób działania
ze względu na rolę, jaką pełnią w obliczeniach statycznych
Obciążenia ciężarem własnym
Obciążenia gruntem
Obciążenia technologiczne stropów
Obciążenia ściankami działowymi
Obciążenia pojazdami
Obciążenie śniegiem
Obciążenie wiatrem
Bibliografia
Wiadomości wstępne
Obciążenia działające na konstrukcje budowlane można podzielić w różny sposób, przyjmując różne kryteria. Należy przy tym pamiętać, że dane obciążenie będzie miało określone miejsce w każdym z podzbiorów wyznaczonych różnymi kryteriami. Podział obciążeń dokonano według czterech kryteriów:
sposobu przyłożenia do konstrukcji
dynamiki przyłożenia do konstrukcji
czasu trwania i sposobu działania
roli, jaką spełnia w obliczeniach statycznych
II Podział obciążeń
Ze względu na sposób przyłożenia do konstrukcji:
objętościowe (np. ciężar własny betonu)
powierzchniowe (np. ciężar wykładziny podłogowej leżącej na płycie stropowej)
liniowe (np. ciężar ściany działowej ustawionej na stropie)
skupione (np. obciążenie słupem innego elementu konstrukcji)
Ze względu na dynamikę przyłożenia do konstrukcji:
statyczne - ich wartość zwiększa się powoli od zera do wartości maksymalnej (np. obciążenie ławy fundamentowej murowaną na niej ścianą)
dynamiczne - ich wartość zmienia się nagle lub cyklicznie. (np. obciążenie mostu spowodowane przejeżdżającym pociągiem)
Ze względu na czas trwania i sposób działania
stałe - ich wartość, kierunek i miejsce przyłożenia do konstrukcji nie zmieniają się w czasie jej wznoszenia i eksploatacji. Zaliczamy do nich ciężar własny stałych elementów konstrukcji budowli, ciężar własny gruntu w stanie rodzimym, nasypów i zasypów oraz parcie z niego wynikające.
zmienne - ich kierunek działania, wartość lub położenie może ulegać zmianie. Obciążenia zmienne dzieli się na technologiczne oraz środowiskowe. Te pierwsze zależne są od funkcji i sposobu użytkowania budowli, zaś drugie zależne od środowiska, w którym budowla jest wzniesiona.
W zależności od czasu trwania wyróżniamy obciążenia:
zmienne w całości długotrwałe, należą do nich:
ciężar własny tych części konstrukcji, których położenie może ulegać zmianie w czasie trwania budowli
ciężar własny urządzeń na stałe związanych z użytkowaniem budowli (np. kotły)
ciężar własny i parcie ciał sypkich, cieczy i gazów wypełniających urządzenia lub transportowanych przez nie w czasie użytkowania
obciążenie gruntem budowli zagłębionych w gruncie
obciążenie temperaturą powstałą podczas użytkowania urządzeń stałych
parcie wody o stałym poziomie zwierciadła
zmienne w części długotrwałe:
obciążenia od suwnic, ładowarek, wyciągarek i innych urządzeń używanych w czasie eksploatacji konstrukcji
obciążenia stropów w pomieszczeniach magazynowych, mieszkalnych itp.
ciężar ludzi, urządzeń i materiałów w miejscach remontu maszyn i urządzeń
parcie wody o zmiennym poziomie zwierciadła
siły wywołane nierównomiernym osiadaniem podłoża
ciężar pyłu (gdy się gromadzi)
zmienne w całości krótkotrwałe:
obciążenie termiczne pochodzenia klimatycznego
oblodzenie
obciążenie wiatrem
parcie kry lodowej
obciążenie śniegiem
obciążenie wywołane specyfiką produkcji materiałów bud.
Obciążenia powstające w czasie transportu i montażu konstrukcji
wyjątkowe - są to obciążenia wynikające z mało prawdopodobnych zdarzeń, ale możliwych do wystąpienia w czasie eksploatacji budowli (np. uderzenia pojazdów, trzęsienia ziemi, powódź, wiatr huraganowy, wybuch pożaru lub spowodowane nierównomiernym osiadaniem konstrukcji)
Ze względu na rolę, jaką pełnią w obliczeniach statycznych:
charakterystyczne - wykorzystywane są w celu sprawdzenia warunku sztywności. Jest ona ustalona odpowiednio do przewidywanego sposobu użytkowania konstrukcji.
obliczeniowe - uzyskuję się mnożąc wartość charakterystyczną przez odpowiedni dla danego obciążenia (zgodnie z normami) współczynnik obciążenia
III Obciążenie ciężarem własnym
Obciążenie ciężarem własnym konstrukcji określa się, przyjmując projektowane wymiary elementów konstrukcji oraz ciężary objętościowe materiałów, z których mają one być wykonane. Dotyczy to także określania obciążeń materiałami wykończenio-
wymi, wyrównującymi i izolacyjnymi.
Znając wartość ciężaru objętościowego materiału (γ) dla elementu o wymiarach l x b x h, możemy określić obciążenie:
powierzchniowe liniowe
skupione
IV Obciążenie gruntem
Budowle przejmują obciążenia i przekazują je na grunt. Nazywa się go wtedy podłożem gruntowym. Grunt wywiera parcie na budowlę i traktuję się go wtedy jako obciążenie budowli.
V Obciążenia technologiczne stropów
Wartości charakterystyczne zmiennych obciążeń stropów wynikają z funkcji i przeznaczenia pomieszczeń, w których się znajdują. Mniejsze będzie obciążenie stropu pokoju w budynku mieszkalnym, a znacznie większe stropu pomieszczenia biblioteki. Ponieważ wartość ustalana jest na podstawie danych technologicznych wykorzystania poszczególnych pomieszczeń, nazywamy je obciążeniami technologicznymi. Ich wartość podawana jest jako równomiernie rozłożona na powierzchni stropu w kN/m2 .
VI Obciążenie ściankami działowymi
W przypadku rozpatrywania obciążeń ściankami działowymi stropów w budynkach nie uwzględnia się w nich otworów o powierzchni mniejszej niż 4 m2. Jeżeli ciężar ścianek działowych ustawionych równolegle do rozpiętości stropu nie przekracza 2,5 kN/ m2 to do obliczeń przyjmuje się obciążenie zastępcze równomiernie rozłożone na strop.
Obciążenie stropu ściankami działowymi razem z wyprawą o ciężarze do 1,5 kN/ m2 można pominąć wówczas, gdy obciążenie zmienne stropu lub obciążenie zmienne zastępcze równomiernie rozłożone przekracza 5 kN/ m2 , pod warunkiem że wysokość ścianek nie przekracza 3 m, a odległość pomiędzy nimi są większe niż połowa rozpiętości stropu w świetle.
W stropach gęstożebrowych ciężar ścianki działowej obciążającej żebro rozkłada się na 3 żebra.
VII Obciążenia pojazdami
Obciążenia jakie wywierają pojazdy, można podzielić na 2 grupy:
zamierzone - np. w stropach budynków przemysłowych, garaży, podług itp. Są to obciążenia głównie pionowe
niezamierzone - są to uderzenia pojazdów. Mają one kierunek poziomy i szczególnie istotne jest ich znaczenie dla bezpieczeństwa konstrukcji słupów i ścian umiejscowionych przy ulicach i przejazdach w odległości do 1 m od krawężników, na narożnikach i w łukach ulic, w magazynach, garażach itp.
VIII Obciążenia śniegiem
Obciążenie śniegiem dachu zależy od:
położenia geograficznego budowli
kształtu i pochylenia dachu
Jeżeli w danym przypadku możliwe są różne warianty obciążeń, do obliczeń należy przyjmować warianty najbardziej niekorzystne.
IX Obciążenie wiatrem
Obciążenie wiatrem jest obciążeniem równomiernie rozłożonym. Kierunek jego działania jest zmienny, ale do obliczeń statycznych przyjmuję się, że wiatr działa prostopadle do obciążanych powierzchni.
Wartości obciążenia wiatrem zależą od:
położenia geograficznego
aerodynamiki budowli
wysokości budowli
usytuowanie budowli w terenie
podatność budowli na dynamiczne działanie wiatru
X Bibliografia
książka „ Statyka budowli” - Grażyna Janik