Система обеспечения надежности и безопасности строительных объектов

НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

Нормы проектирования

ДБН В.1.2-2:2006

ИСС «Зодчий» ( г. Киев, ул. М. Кривоноса, 2а; т/ф. 249-34-04 )

Киев

МИНСТРОЙ УКРАИНЫ

2006

ПРЕДИСЛОВИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ. 4

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ. 4

3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ. 4

4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. 4

5 ВЕС КОНСТРУКЦИЙ И ГРУНТОВ. 9

6 НАГРУЗКИ ОТ ОБОРУДОВАНИЯ, ЛЮДЕЙ, ЖИВОТНЫХ, СКЛАДИРУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ. 10

7 КРАНОВЫЕ НАГРУЗКИ. 15

8 СНЕГОВЫЕ НАГРУЗКИ. 21

9 ВЕТРОВЫЕ НАГРУЗКИ. 25

10 ГОЛОЛЕДНО-ВЕТРОВЫЕ НАГРУЗКИ. 34

11 ТЕМПЕРАТУРНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ. 40

12 ПРОЧИЕ НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ. 43

Приложение А (справочное) НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ. 44

Приложение Б (справочное) ПОЯСНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ. ОБОЗНАЧЕНИЯ. 45

Приложение В (справочное) ПРИМЕРНЫЕ СРОКИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (в годах)47

Приложение Г (справочное) МОСТОВЫЕ И ПОДВЕСНЫЕ КРАНЫ РАЗНЫХ ГРУПП (примерный перечень)48

Приложение Д (обязательное) НАГРУЗКА ОТ УДАРА КРАНА О
ТУПИКОВЫЙ УПОР. 49

Приложение Е (справочное) ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ ЗНАЧЕНИЯ
НАГРУЗОК И ВОЗДЕЙСТВИЙ ДЛЯ ГОРОДОВ УКРАИНЫ.. 50

Приложение Ж (обязательное) СХЕМЫ СНЕГОВЫХ НАГРУЗОК И КОЭФФИЦИЕНТЫ ... 56

Приложение И (обязательное) СХЕМЫ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК И АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ С_aer65

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ УКРАИНЫ

Обязательные требования настоящих норм напечатаны обычным шрифтом, рекомендательные положения и пояснения – мелким курсивом.

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1Настоящие нормы распространяются на проектирование строительных конструкций и оснований вновь возводимых и реконструируемых зданий и сооружений и устанавливают основные положения и правила по определению нагрузок и воздействий, а также их сочетаний.

1.2Нагрузки и воздействия на строительные конструкции и основания зданий и сооружений, отличающихся от традиционных (объекты атомной энергетики, мосты, гидротехнические сооружения, опоры ВЛ высокого напряжения и порталы ОРУ, теплицы и оранжереи и т.п.), а также имеющие специальное происхождение (сейсмические, волновые, от транспортных средств и т.п.) следует определять по специальным техническим условиям и нормам, дополняющим и уточняющим положения настоящих норм.

Примечание 1. Далее по тексту, где это возможно, термин "воздействие" заменен термином "нагрузка", а слова "здания и сооружения" заменены словом "сооружения".

Примечание 2.В необходимых случаях (при разработке проектов реконструкции, при проектировании уникальных сооружений и т.п.) значения нагрузок и коэффициенты их сочетания допускается устанавливать путем вероятностного обоснования с использованием имеющихся статистических данных. При этом атмосферные нагрузки допускается принимать по данным Государственной метеорологической службы Украины, а также данным ведомственных метеослужб, аттестованных Государственной метеорологической службой Украины.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящих нормах использованы ссылки на документы, приведенные в
приложении А.

3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящих нормах применены термины и определения в соответствии с ГОСТ 27751, а также термины и определения, приведенные в приложении Б.

4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1    При проектировании следует учитывать нагрузки, возникающие при возведении и эксплуатации сооружений, а также при изготовлении, хранении и транспортировании строительных конструкций.

Классификация нагрузок

4.2    Нагрузки и воздействия подразделяются на механические и немеханической природы, приводящие к снижению несущей способности и эксплуатационной пригодности конструкций.

Механические воздействия, которые учитываются в расчете непосредственно, рассматриваются как совокупность сил, приложенных к конструкции (нагрузка) или как вынужденные перемещения и деформации элементов конструкции. Воздействия немеханической природы (например, влияние агрессивной среды), как правило, учитываются в расчете косвенно.

4.3    Принятая классификация нагрузок обеспечивает возможность расчета строительных конструкций с учетом необходимых расчетных ситуаций и предельных состояний, а именно:

а) проверку прочности, устойчивости и иных критериев несущей способности при однократном нагружении в экстремальных условиях эксплуатации (аварийная расчетная ситуация либо установившаяся или переходная расчетная ситуация, которая может реализоваться ограниченное число раз за срок службы), что соответствует проверке предельных состояний 1а, 1b, 1с, 1d, 1е и 1f по 1.4 ГОСТ 27751;

б)   проверку жесткости и трещиностойкости в режиме нормальной эксплуатации (установившаяся расчетная ситуация), что соответствует проверке предельных состояний 2а, 2b, 2с, 2d и 2е по 1.4 ГОСТ 27751;

в)   проверку выносливости при повторных нагружениях (установившаяся расчетная ситуация), что соответствует проверке предельных состояний 1а и 2b по 1.4 ГОСТ 27751;

г)   учет ползучести материалов и других реологических процессов при действии постоянных и долговременных нагрузок (установившаяся расчетная ситуация), что соответствует проверке предельных состояний 1f, 2а и 2d по 1.4 ГОСТ 27751.

4.4В зависимости от причин возникновения нагрузки и воздействия подразделяются на основные и эпизодические.

4.5В зависимости от изменчивости во времени воздействия подразделяются на постоянные и переменные.

В зависимости от длительности непрерывного действия переменные нагрузки и воздействия подразделяются на длительные, кратковременные и эпизодические.

Нагрузки, возникающие при изготовлении, хранении и перевозке конструкций, а также при возведении сооружений, следует учитывать в расчетах как кратковременные.

4.6Установленный срок эксплуатации конструкции T_ef принимается по техническому заданию, а в случае его отсутствия может быть принят по приложению В.

4.7Основой для назначения нагрузок являются их характеристические значения. При расчете несущих конструкций и оснований следует учитывать коэффициент надежности по ответственности  по ГОСТ 27751.

На коэффициент надежности по ответственности следует умножать характеристические значения нагрузок или нагрузочный эффект (внутренние силы и перемещения конструкций и оснований, вызываемые нагрузками и воздействиями).

Расчетные значения нагрузок определяются умножением характеристических значений на коэффициент надежности по нагрузке , зависящий от вида нагружения.

4.8   В зависимости от характера нагрузок и целей расчета по 4.3 используются четыре вида расчетных значений: предельное, эксплуатационное, циклическое, квазипостоянное.

Указанные виды нагрузок следует применять в соответствии с табл. 4.1. Буквами указаны перечисленные в 4.3 типы расчетов, для выполнения которых используются те или иные виды расчетных значений.

Таблица 4.1

4.9    Для проверки предельных состояний первой группы используются предельные расчетные значения нагрузок.

4.10    Для проверки предельных состояний второй группы нагрузки устанавливаются в зависимости от условий эксплуатации рассматриваемой конструкции, а именно:

если выход за предельное состояние может быть допущен в среднем один раз за Т_п лет, то проверка выполняется с использованием предельного расчетного значения, соответствующего периоду Т_n;

если выход за предельное состояние может быть допущен в течение определенной части  (0<<1) от установленного срока службы конструкции T_ef, то проверка выполняется с использованием эксплуатационного расчетного значения, соответствующего этой части установленного срока службы (Т_ef).

Переход к расчетным значениям реализуется умножением на коэффициент надежности по нагрузке  (Т_n) или  (T_ef ). Значение  принимается по нормам проектирования конструкций в зависимости от их назначения, ответственности и следствий выхода за предельное состояние.

Характер проверки, а также значения Т_n и  устанавливаются нормами проектирования конструкций или техническим заданием с учетом назначения, особенностей работы и условий эксплуатации конструкции. Так, например, периодичность превышения требований жесткости Т_n может равняться межремонтному периоду или другому отрезку времени, характерному для режима эксплуатации конкретной конструкции. Доля  установленного срока службы назначается исходя из эксплуатационных требований.

Для объектов массового строительства допускается принимать  = 0,02.

4.11   К постоянным нагрузкам следует относить:

а)   вес частей сооружений, в том числе вес несущих и ограждающих конструкций;

б)   вес и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление.

Сохраняющиеся в конструкции или в основании усилия от предварительного напряжения следует учитывать в расчетах как усилия от постоянных нагрузок.

4.12   К переменным длительным нагрузкам следует относить:

а)   вес временных перегородок, подливок и подбетонок под оборудование;

б)   вес стационарного оборудования: станков, аппаратов, моторов, емкостей, трубопроводов с арматурой, опорными частями и изоляцией, ленточных конвейеров, постоянных подъемных машин с их канатами и направляющими, а также вес жидкостей и твердых тел, заполняющих оборудование;

в)   давление газов, жидкостей и сыпучих тел в емкостях и трубопроводах, избыточное давление и разрежение воздуха, возникающее при вентиляции шахт;

г)   нагрузки на перекрытия от складируемых материалов и стеллажного оборудования в складских помещениях, холодильниках, зернохранилищах, книгохранилищах, архивах и подобных помещениях;

д)   температурные технологические воздействия от стационарного оборудования;

е)   вес слоя воды на водонаполненных плоских покрытиях;

ж)   вес отложений производственной пыли, если ее накопление не исключено соответствующими мероприятиями;

з)   нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий с квазипостоянными расчетными значениями;

и) вертикальные нагрузки от мостовых и подвесных кранов с квазипостоянными расчетными значениями;

к) снеговые нагрузки с квазипостоянными расчетными значениями;

л) температурные климатические воздействия с квазипостоянными расчетными значениями;

м) воздействия, обусловленные деформациями основания, не сопровождающимися коренным изменением структуры грунта;

н) воздействия, обусловленные изменением влажности, компонентов агрессивной среды, усадкой и ползучестью материалов.

4.13   К переменным кратковременным нагрузкам следует относить:

а)    нагрузки от оборудования, возникающие в пускоостановочном, переходном и испытательном режимах, а также при его перестановке или замене с предельными или эксплуатационными расчетными значениями;

б)   вес людей, ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования с предельными или эксплуатационными расчетными значениями;

в)   нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий с предельными или эксплуатационными расчетными значениями, кроме нагрузок, указанных в 4.12 а,б,в,г;

г)    нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (погрузчиков, электрокаров, кранов-штабелеров, тельферов, а также от мостовых и подвесных кранов) с предельными или эксплуатационными расчетными значениями;

д)   снеговые нагрузки с предельными или эксплуатационными расчетными значениями;

е)    температурные климатические воздействия с предельными или эксплуатационными расчетными значениями;

ж)    ветровые нагрузки с предельными или эксплуатационными расчетными значениями;

з)    гололедные нагрузки с предельными или эксплуатационными расчетными значениями.

4.14   К эпизодическим нагрузкам относятся:

а)   сейсмические воздействия;

б)   взрывные воздействия;

в)   нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования;

г)   воздействия, обусловленные деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта (при замачивании просадочных грунтов) или оседанием его в районах горных выработок и в карстовых районах.

Характеристические и расчетные значения эпизодических загрузок определяются специальными нормативными документами.

Сочетания нагрузок

4.15Сочетания нагрузок формируются как набор их расчетных значений или соответствующих им усилий и/или перемещений, который используется для проверки конструкции или основания в определенном предельном состоянии и в определенной расчетной ситуации. Предполагается, что в выбранном сочетании все нагрузки одновременно влияют на объект расчета.

4.16В сочетание должны входить нагрузки, которые наиболее неблагоприятно влияют на конструкции (основания) с точки зрения рассматриваемого предельного состояния. Взаимоисключающие воздействия не могут входить в одно сочетание.

4.17В расчетах конструкций могут использоваться сочетания двух типов – основные и аварийные.

Для проверки предельных состояний первой группы используются основные сочетания, включающие постоянные нагрузки с предельными расчетными значениями, а также предельные расчетные, циклические или квазипостоянные значения переменных нагрузок.

Для проверки предельных состояний второй группы используются основные сочетания, включающие постоянные нагрузки с эксплуатационными значениями, а также эксплуатационные расчетные, циклические или квазипостоянные значения переменных нагрузок.

В аварийное сочетание кроме постоянных и переменных нагрузок может входить только одно эпизодическое воздействие.

В аварийных сочетаниях нагрузок, включающих взрывные воздействия или нагрузки, вызываемые столкновением транспортных средств с частями сооружений, допускается не учитывать кратковременные переменные нагрузки, указанные в 4.13.

В некоторых случаях проверка аварийной расчетной ситуации может выполняться на действие основного сочетания, но с учетом влияния деструктивных процессов или повреждений, которые вызваны данной расчетной ситуацией (например, уменьшением несущей способности конструкции в результате действия пожара или выхода из строя некоторых элементов при взрыве).

Требования по использованию аварийных нагрузок и воздействий принимаются по нормам проектирования зданий и сооружений определенного функционального назначения.

4.18   Малая вероятность одновременной реализации расчетных значений нескольких нагрузок учитывается умножением расчетных значений вошедших в сочетание нагрузок на коэффициент сочетания .

Для основных сочетаний, включающих постоянные и не менее двух переменных нагрузок, последние принимаются с коэффициентом сочетаний =0,95 для длительных нагрузок и =0,90 для кратковременных нагрузок.

Для аварийных сочетаний, включающих постоянные и не менее двух переменных нагрузок, последние принимаются с коэффициентом сочетаний =0,95 для длительных нагрузок и =0,80 для кратковременных нагрузок. Аварийная нагрузка принимается с коэффициентом сочетания =1,00.

Примечание. В основных сочетаниях при учете трех и более кратковременных нагрузок их расчетные значения допускается умножать на коэффициент сочетания , принимаемый для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки – 1,0, для второй – 0,8, для остальных – 0,6.

4.19   При выборе наиневыгоднейших сочетаний нагрузок и воздействий в соответствии с указаниями 4.18 за одну переменную нагрузку следует принимать:

а) нагрузку от одного источника (давление или разрежение в емкости, компоненты снеговой, ветровой или гололедной нагрузки, нагрузку от одного погрузчика, одного
крана и т.п.);

б) нагрузку от нескольких источников, если их совместное действие учтено в значении нагрузки (нагрузка на перекрытия, определенная с учетом коэффициентов  или , приведенных в 6.9; нагрузка от нескольких кранов с учетом коэффициента , приведенного в 7.20; гололедно-ветровая нагрузка, определяемая в соответствии с 10).

4.20 При определении расчетных сочетаний нагрузок для конструкций и оснований в период возведения зданий и сооружений вошедшие в расчетные сочетания снеговые, ветровые, гололедные нагрузки, а также температурные климатические воздействия следует снижать на 20 %.

5 ВЕС КОНСТРУКЦИЙ И ГРУНТОВ

5.1Характеристическое значение веса конструкций заводского изготовления следует определять на основании стандартов, рабочих чертежей или паспортных данных заводов- изготовителей, а других строительных конструкций и грунтов – по проектным размерам и удельному весу материалов и грунтов с учетом их влажности в условиях возведения и эксплуатации сооружений.

5.2Эксплуатационное расчетное значение веса конструкций и грунтов принимается равным характеристическому.

Предельное расчетное значение веса конструкций и грунтов определяется умножением характеристического значения на коэффициент надежности по предельной нагрузке , приведенный в табл. 5.1. Коэффициенты надежности по нагрузке для эксплуатационного  и квазипостоянного  значений следует принимать равными 1,0.

Таблица 5.1

Значения в скобках следует использовать при проверке устойчивости конструкции на опрокидывание, а также в иных случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкции.

5.3 Допускается определять предельные значения нагрузок от веса конструкций и засыпок (заливок) по результатам контрольных взвешиваний не менее пяти образцов. При этом предельная расчетная нагрузка определяется как произведение среднего значения плотности на. коэффициент надежности по нагрузке =1,2 или проектной толщины слоя засыпки на коэффициент надежности по нагрузке , который принимается равным:

1,2–для засыпок толщиной, равной 50 мм и более;

1,3–для засыпок толщиной менее 50 мм;

1,1–для заливок и стяжек толщиной 20 мм и более;

1,2–для заливок и стяжек толщиной менее 20 мм.

5.4     При определении нагрузок от грунта следует учитывать нагрузки от материалов, оборудования и транспортных средств, передаваемые на грунт.

6 НАГРУЗКИ ОТ ОБОРУДОВАНИЯ, ЛЮДЕЙ, ЖИВОТНЫХ, СКЛАДИРУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

6.1   Нормы настоящего раздела распространяются на нагрузки от людей, животных, оборудования, изделий, материалов, временных перегородок, действующие на перекрытия зданий и полы на грунтах.

Варианты загружения перекрытий этими нагрузками следует принимать в соответствии с предусмотренными условиями возведения и эксплуатации зданий. Если на стадии проектирования данные об этих условиях недостаточны, при расчете конструкций и оснований необходимо рассмотреть следующие варианты загружения отдельных перекрытий:

сплошное (на всей площади) загружение принятой нагрузкой;

неблагоприятное частичное загружение при расчете конструкций и оснований, чувствительных к такой схеме загружения;

отсутствие временной нагрузки.

Сумма всех временных нагрузок на перекрытия многоэтажного здания при неблагоприятном частичном их загружении не должна превышать нагрузку при сплошном загружении перекрытий, определенную с учетом коэффициентов сочетаний , значения которых вычисляются по формулам (6.3) и (6.4).

Определение нагрузок от оборудования, складируемых материалов и изделий

6.2   Нагрузки от оборудования (в том числе трубопроводов, транспортных средств), складируемых материалов и изделий устанавливаются в строительном задании на основании технологических решений, в котором должны быть приведены:

а)   возможные на каждом перекрытии и полах на грунте места расположения и габариты опор оборудования, размеры участков складирования и хранения материалов и изделий, места возможного сближения оборудования в процессе эксплуатации или перепланировки;

б)   характеристические значения нагрузок и коэффициенты надежности по нагрузке, принимаемые по указаниям настоящих норм, а для машин с динамическими нагрузками – характеристические значения инерционных сил и коэффициенты надежности по нагрузке для инерционных сил, а также другие необходимые характеристики.

При замене фактических нагрузок на перекрытия эквивалентными равномерно распределенными нагрузками последние следует определять расчетом и назначать дифференцированно для различных конструктивных элементов (плит, второстепенных балок, ригелей, колонн, фундаментов). Принимаемые значения эквивалентных нагрузок должны обеспечивать несущую способность и жесткость элементов конструкций, требуемые по условиям их загружения фактическими нагрузками. Характеристические значения эквивалентных равномерно распределенных нагрузок для производственных и складских помещений следует принимать: для плит и второстепенных балок не менее 3,0 кПа
(300 кгс/м²), для ригелей, колонн и фундаментов – не менее 2,0 кПа (200 кгс/м²).

Необходимо учитывать возможное перспективное увеличение нагрузок.

6.3   Характеристическое значение веса оборудования, в том числе трубопроводов, следует определять на основании стандартов или каталогов, а для нестандартного оборудования – на основании паспортных данных заводов-изготовителей или рабочих чертежей.

В состав нагрузки от веса оборудования следует включать собственный вес установки или машины (в том числе привода, постоянных приспособлений, опорных устройств, подливок и подбетонок), вес изоляции, заполнителей оборудования, возможных при эксплуатации, наиболее тяжелой обрабатываемой детали, вес транспортируемого груза, соответствующий номинальной грузоподъемности, и т.п.

Нагрузки от оборудования на перекрытия и полы на грунтах необходимо принимать в зависимости от условий его размещения и возможного перемещения при эксплуатации. При этом следует предусматривать мероприятия, исключающие необходимость усиления несущих конструкций, вызванного перемещением технологического оборудования во время монтажа или эксплуатации здания.

Число учитываемых одновременно погрузчиков или электрокаров и их размещение на перекрытии при расчете различных элементов следует принимать по строительному заданию на основании технологических решений.

Динамическое воздействие вертикальных нагрузок от погрузчиков и электрокаров допускается учитывать умножением характеристических значений статических нагрузок на коэффициент динамичности, равный 1,2.

6.4 Коэффициенты надежности по нагрузке  для предельного значения веса оборудования приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Равномерно распределенные нагрузки

6.5Характеристические и квазипостоянные значения равномерно распределенных временных нагрузок на плиты перекрытий, лестницы и полы на грунтах приведены в
табл. 6.2.

6.6Характеристические значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их характеристические значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа (50 кгс/м²).

6.7Коэффициенты надежности по нагрузке  для равномерно распределенных нагрузок следует принимать:

1,3 – при характеристическом значении менее 2,0 кПа (200 кгс/м²);

1,2 – при характеристическом значении 2,0 кПа (200 кгс/м²) и более.

Коэффициент надежности по нагрузке  от веса временных перегородок следует принимать в соответствии с указаниями 5.2.

6.8   При расчете балок, ригелей, плит, а также колонн и фундаментов, воспринимающих нагрузки от одного перекрытия, характеристические значения нагрузок, указанные в табл. 6.2, следует снижать в зависимости от грузовой площади А, м², рассчитываемого элемента умножением на коэффициент сочетаний , равный:

а)    для помещений, указанных в поз. 1,2,12,а (при грузовой площади А >А₁= 9 м²)

                                                      (6.1)

б)    для помещений, указанных в поз. 4,11,12,б (при грузовой площади А>А₂=36 м²),

                                                       (6.2)

Примечание. При расчете стен, воспринимающих нагрузки от одного перекрытия, значения нагрузок следует снижать в зависимости от грузовой площади А рассчитываемых элементов (плит, балок), опирающихся на стены.

6.9 При определении продольных усилий для расчета колонн, стен и фундаментов, воспринимающих нагрузки от двух перекрытий и более, характеристические значения нагрузок, указанные в табл. 6.2, следует снижать умножением на коэффициент сочетаний :

а) для помещений, указанных в поз. 1,2,12,а,

;                                                    (6.3)

б) для помещений, указанных в поз. 4,11,12,б,

.                                                   (6.4)

где ,  определяются в соответствии с 6.8;

п –общее число перекрытий (для помещений, указанных в табл. 6.2, поз. 1,2,4,11,12,а,б),

нагрузки от которых учитываются при расчете рассматриваемого сечения колонны, стены, фундамента.

Примечание. При определении изгибающих моментов в колоннах и стенах следует учитывать снижение нагрузок для примыкающих к ним балок и ригелей в соответствии с указаниями 6.8.

Таблица 6.2

Примечание 1. Нагрузки, указанные в поз. 8, следует учитывать на площади, не занятой оборудованием и материалами.

Примечание 2.Нагрузки, указанные в поз. 9, следует учитывать без снеговой нагрузки.

Примечание 3. Нагрузки, указанные в поз. 10, следует учитывать при расчете несущих конструкций балконов (лоджий) и участков стен в местах защемления этих конструкций. При расчете нижележащих участков стен, фундаментов и оснований нагрузки на балконы (лоджии) следует принимать равными нагрузкам примыкающих основных помещений зданий и снижать их с учетом указаний 6.8 и 6.9.

Примечание 4. Характеристические и квазипостоянные значения нагрузок для зданий и помещений, указанных в поз. 3, 4,г, 5, 6, 11 и 14, следует принимать по строительному заданию на основании технологических решений.

Сосредоточенные нагрузки и нагрузки на перила

6.10   Несущие элементы перекрытий, покрытий, лестниц и балконов (лоджий) должны быть проверены на сосредоточенную вертикальную нагрузку, приложенную к элементу, в неблагоприятном положении на квадратной площадке со стороной не более 100 мм (при отсутствии других временных нагрузок). Если в строительном задании на основании технологических решений не предусмотрены более высокие характеристические значения сосредоточенных нагрузок, их следует принимать равными:

а)   для перекрытий и лестниц – 1,5 кН (150 кгс);

б)   для чердачных перекрытий, покрытий, террас и балконов – 1,0 кН (100 кгс);

в)   для покрытий, по которым можно передвигаться только с помощью трапов и мостиков, – 0,5 кН (50 кгс).

Элементы, рассчитанные на возможные при возведении и эксплуатации местные нагрузки от оборудования и транспортных средств, допускается не проверять на указанную сосредоточенную нагрузку.

6.11   Характеристические значения горизонтальных нагрузок на поручни перил лестниц и балконов следует принимать равными:

а)   для жилых зданий, дошкольных учреждений, домов отдыха, санаториев, больниц и других лечебных учреждений – 0,3 кН/м (30 кгс/м);

б)   для трибун и спортивных залов – 1,5 кН/м (150 кгс/м);

в)   для других зданий и помещений при отсутствии специальных требований – 0,8 кН/м (80 кгс/м).

Для обслужных площадок, мостиков, ограждений крыш, предназначенных для непродолжительного пребывания людей, характеристическое значение горизонтальной сосредоточенной нагрузки на поручни перил следует принимать 0,3 кН (30 кгс) (в любом месте по длине поручня), если по строительному заданию на основании технологических решений не требуется большее значение нагрузки.

Для нагрузок, указанных в 6.10 и 6.11, следует принимать коэффициент надежности по нагрузке=l,2  при определении предельных значений и коэффициент надежности по нагрузке =1,0при определении эксплуатационных значений.

7 КРАНОВЫЕ НАГРУЗКИ

7.1Нагрузки от мостовых и подвесных кранов следует определять в зависимости от групп режимов их работы, устанавливаемых ГОСТ 25546, от вида привода и от способа подвеса груза. Примерный перечень мостовых и подвесных кранов разных групп режимов работы приведен в приложении Г.

7.2Нагрузки от мостовых и подвесных кранов – это переменные нагрузки, для которых установлены четыре вида расчетных значений:

- предельные расчетные значения:

для вертикальной нагрузки мостовых и подвесных кранов,

;                                                    (7.1)

для горизонтальной нагрузки мостовых и подвесных кранов, направленной вдоль кранового пути,

                                                          (7.2)

для горизонтальной нагрузки четырехколесных мостовых кранов, направленной поперек кранового пути,

;                                                     (7.3)

для горизонтальной нагрузки других мостовых кранов, направленной поперек кранового пути,

                                                       (7.4)

для горизонтальной нагрузки подвесных кранов, направленной поперек кранового пути,

                                                       (7.5)

-      эксплуатационные расчетные значения:

; ; ; ;                                             (7.6)

-      циклические расчетные значения:

;                                          (7.7)

-      квазипостоянные расчетные значения:

;                                                        (7.8)

где , , ,  –коэффициенты надежности по крановой нагрузке, принятые по 7.9 – 7.11;

f₀₁, f₀ –характеристические значения вертикальной нагрузки соответственно от одного или двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов, принятые по 7.3;

p₀ –характеристическое значение горизонтальной нагрузки от одного крана, направленной вдоль кранового пути, принятое по 7.4;

h₀₁ – характеристическое значение боковой силы от одного крана, наиболее неблагоприятного по воздействию из кранов, расположенных на одном крановом пути или в одном створе, определенное по 7.5, 7.6;

h₀ –характеристическое значение боковой силы от двух наиболее неблагоприятных по

воздействию кранов, расположенных на одном крановом пути или на разных путях в одном створе, определенное по 7.6;

r₀₁, r₀ –характеристические значения поперечных горизонтальных нагрузок соответственно от одного или двух наиболее неблагоприятных по воздействию подвесных кранов, принятые по 7.7;

 –коэффициент сочетаний крановых нагрузок, принимаемый по 7.22.

7.3   Характеристические значения вертикальных нагрузок f₀₁, f₀, передаваемых колесами кранов на балки кранового пути, и другие необходимые для расчета данные следует принимать в соответствии с требованиями государственных стандартов на краны, а для нестандартных кранов – в соответствии с данными, указанными в паспортах заводов-изготовителей.

Примечание. Под крановым путем понимаются обе балки, несущие один мостовой кран, и все балки, несущие один подвесной кран (две балки – при однопролетном, три – при двухпролетном подвесном
кране и т.п.).

7.4Характеристическое значение горизонтальной нагрузки р₀₁, направленной вдоль кранового пути и вызываемой торможением моста электрического крана, следует принимать равным 0,1 от характеристического значения вертикальной нагрузки на тормозные колеса рассматриваемой стороны крана.

7.5Характеристическое значение горизонтальной нагрузки четырехколесных мостовых кранов, направленной поперек кранового пути и вызываемой перекосами мостовых электрических кранов и непараллельностью крановых путей (боковую силу), для колеса крана следует определять по формуле:

                                 (7.9)

где Fⁿ_max, Fⁿ_min – характеристическое значение вертикального давления на колесо, соответственно на более или на менее нагруженной стороне крана;

В, L –соответственно база и пролет крана;

 –коэффициент, принимаемый равным 0,03 при центральном приводе механизма передвижения моста и 0,01 – при раздельном приводе.

Боковые силы Hⁿ_k , вычисленные по формуле (7.9), могут быть приложены:

-       к колесам одной стороны крана и направлены в разные стороны (рис. 7.1,а);

-       к колесам по диагонали крана и направлены в разные стороны (рис. 7.1,б).

Рисунок 7.1. Варианты приложения боковых сил для четырехколесных кранов

При этом к остальным колесам прикладываются силы, равные Нⁿ_c=0,lFⁿ_max или

Нⁿ_c=0,lFⁿ_min (принимается невыгодный вариант), каждая из которых может быть направлена как наружу, так и внутрь пролета.

7.6 Характеристическое значение боковой силы, приложенной к колесу многоколесных (восемь колес и более) кранов с гибким подвесом Нⁿ_k принимается равным 0,1 от вертикальной нагрузки на колесо, подсчитанной при расположении тележки с грузом, равным паспортной грузоподъемности крана, посередине моста. Характеристическое значение Hⁿ_k для многоколесных (восемь колес и более) кранов с жестким подвесом принимается равным 0,1 от максимальной вертикальной нагрузки на колесо. При этом принимается, что боковые силы всех колес каждой из сторон крана имеют одно направление – внутрь или наружу рассматриваемого пролета здания
(рис. 7.2, а, б).

Рисунок 7.2. Варианты приложения боковых сил для многоколесных кранов

При определении характеристических значений нагрузок Hⁿ_k следует учитывать, что боковые силы многоколесных кранов передаются на обе стороны кранового пути. На каждой стороне крана боковые силы имеют одно направление – наружу или внутрь пролета, на разных путях они направлены в противоположные стороны (обе внутрь пролета либо обе наружу). На одном из путей принимается полная боковая сила, на другом пути принимается половина от боковой силы.

7.7    Характеристическое значение горизонтальной нагрузки, вызываемой торможением тележки подвесных кранов и направленной поперек кранового пути, следует принимать равным 0,5 суммы грузоподъемности крана и веса тележки.

При определении характеристических значений нагрузок Т₀₁, Т₀принимается, что тормозная сила передается на одну сторону (балку) кранового пути, распределяется поровну между всеми опирающимися на нее колесами подвесного крана и может быть направлена как внутрь, так и наружу рассматриваемого пролета.

7.8    Горизонтальные нагрузки от торможения моста и тележки крана и боковые силы считаются приложенными в местах контакта колес крана с рельсом.

7.9Коэффициент надежности по предельному расчетному значению крановой нагрузки  определяется в зависимости от заданного среднего периода повторяемости Т потабл. 7.1.

Таблица 7.1

Промежуточные значения коэффициента  следует определять линейной интерполяцией.

7.10Коэффициент надежности по эксплуатационному расчетному значению крановой нагрузки  принят равным единице.

7.11Коэффициенты надежности по циклическому расчетному значению крановой нагрузки определяются в зависимости от грузовой характеристики g=G/G_k
(G – грузоподъемность крана, G_k – вес тележки и моста крана) по формулам

=0,75-0,24g; =0,34-0,24g.                                     (7.10)

Число циклов загружения (в сутки) необходимо принимать равным:

-       п_с = 270 – для мостовых кранов режимов 4К – 6К;

-       п_с = 420 – для мостовых кранов режима 7К;

-       n_с= 820 – для мостовых кранов режима 8К.

Указанное число циклов загружения следует учитывать при проверке выносливости подкрановых конструкций в целом. При проверке выносливости верхней зоны стенки подкрановых балок эти значения необходимо умножать на число колес с одной стороны крана.

7.12   Коэффициенты надежности по квазипостоянному расчетному значению крановой нагрузки следует определять по формуле

,                                                 (7.11)

где  – характеристическое значение вертикальной нагрузки от одного крана без груза.

7.13Характеристическое значение горизонтальной нагрузки, вызываемой ударом крана о тупиковый упор и направленной вдоль кранового пути, следует определять в соответствии с указаниями, приведенными в приложении Д. Эту нагрузку необходимо учитывать только при расчете упоров и их креплений к балкам кранового пути.

7.14При учете местного и динамического действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана характеристическое значение этой нагрузки следует умножать при расчете прочности балок крановых путей на дополнительный коэффициент , равный:

1,6 – для группы режима работы кранов 8К с жестким подвесом груза; 1,4 – для группы режима работы кранов 8К с гибким подвесом груза; 1,3 – для группы режима работы кранов 7К;

1,1    - для остальных групп режимов работы кранов.

При проверке местной устойчивости стенок балок значение дополнительного коэффициента  следует принимать равным 1,1.

7.15    При расчете прочности и устойчивости балок кранового пути и их креплений к несущим конструкциям предельные расчетные значения вертикальных крановых нагрузок следует умножать на коэффициент динамичности, равный:

при шаге колонн не более 12 м:

1,2    - для группы режима работы мостовых кранов 8К;

1,1 – для групп режимов работы мостовых кранов 6К и 7К;

1,1 – для всех групп режимов работы подвесных кранов;

при шаге колонн свыше 12 м – 1,1 для группы режима работы мостовых кранов 8К.

Предельные расчетные значения горизонтальных нагрузок от мостовых кранов группы режима работы 8К следует учитывать с коэффициентом динамичности, равным 1,1.

При расчете конструкций на выносливость, проверке прогибов балок крановых путей и смещений колонн, а также при учете местного действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана коэффициент динамичности учитывать не следует.

7.16Вертикальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости балок крановых путей следует учитывать не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию мостовых или подвесных кранов.

7.17Вертикальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости рам, колонн, фундаментов, а также оснований в зданиях с мостовыми кранами в нескольких пролетах (в каждом пролете на одном ярусе) следует принимать на каждом пути не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов, а при учете совмещения в одном створе кранов разных пролетов – не более чем от четырех наиболее неблагоприятных по воздействию кранов.

7.18Вертикальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости рам, колонн, стропильных и подстропильных конструкций, фундаментов, а также оснований зданий с подвесными кранами на одном или нескольких путях следует принимать на каждом пути не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов. При учете совмещения в одном створе подвесных кранов, работающих на разных путях, вертикальные нагрузки следует принимать:

не более чем от двух кранов – для колонн, подстропильных конструкций, фундаментов и оснований крайнего ряда при двух крановых путях в пролете;

не более чем от четырех кранов:

для колонн, подстропильных конструкций, фундаментов и оснований среднего ряда;

для колонн, подстропильных конструкций, фундаментов и оснований крайнего ряда при трех крановых путях в пролете;

для стропильных конструкций при двух или трех крановых путях в пролете.

7.19Горизонтальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости балок крановых путей, колонн, рам, стропильных и подстропильных конструкций, фундаментов, а также оснований следует учитывать не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов, расположенных на одном крановом пути или на разных путях в одном створе. При этом для каждого крана необходимо учитывать только одну горизонтальную нагрузку (поперечную или продольную).

7.20Число кранов, учитываемое в расчетах прочности и устойчивости при определении вертикальных и горизонтальных нагрузок от мостовых кранов на двух или трех ярусах в пролете, при одновременном (совместном) размещении в пролете как подвесных, так и мостовых кранов, а также при эксплуатации подвесных кранов, предназначенных для передачи груза с одного крана на другой с помощью перекидных мостиков, следует принимать по строительному заданию на основании технологических решений.

7.21При наличии на крановом пути одного крана и при условии, что второй кран не будет установлен во время эксплуатации сооружения, нагрузки на этом пути должны быть учтены только от одного крана.

7.22Коэффициент сочетаний , учитываемый в формулах (7.1) и (7.5) для нагрузки от двух кранов определяется следующим образом:

= 0,85 – для групп режимов работы кранов 1К-6К;

= 0,95 – для групп режимов работы кранов 7К, 8К.

При учете четырех кранов нагрузки от них необходимо умножать на коэффициент сочетаний:

= 0,7 – для групп режимов работы кранов 1К-6К;

= 0,8 – для групп режимов работы кранов 7К, 8К.

7.23    При определении крановых нагрузок допускается учитывать фактическое размещение зон обслуживания крана и фактическое приближение тележки к ряду колонн, если размещение и габариты постоянно установленного в здании оборудования таковы, что нарушение этих ограничений физически невозможно, или же в соответствующих местах установлены ограничители перемещений кранов по путям и тележек по мосту крана (упоры).

Если фактическое приближение тележек мостовых кранов к рассматриваемому ряду колонн, y_min=y₀+pL, превышает паспортное значение у₀, то вертикальная крановая нагрузка на конструкции рассматриваемого ряда может быть скорректирована умножением на коэффициент К_у, вычисляемый по формуле:

                               (7.12)

где т_с, т_b –масса тележки и моста соответственно;

т_q –грузоподъемность крана;

L – пролет крана;

p – относительная часть пролета крана.

7.24       При расчете на выносливость балок крановых путей под электрические мостовые краны и креплений этих балок к несущим конструкциям следует учитывать циклические расчетные значения нагрузок в соответствии с 7.2. При этом для проверки выносливости стенок балок в зоне действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана циклические расчетные значения вертикального усилия колеса следует умножать на коэффициент, учитываемый при расчете прочности балок крановых путей в соответствии с 7.14. Группы режимов работы кранов, при которых следует производить расчет на выносливость, устанавливаются нормами проектирования конструкций.

7.25  Для проектируемых и реконструируемых зданий с определенным или установившимся технологическим процессом допускается учитывать конкретные особенности и параметры режимов работы и зон обслуживания кранов.

8 СНЕГОВЫЕ НАГРУЗКИ

8.1   Снеговая нагрузка является переменной, для которой установлены три расчетных значения:

-       предельное расчетное значение;

-       эксплуатационное расчетное значение;

-       квазипостоянное расчетное значение.

8.2   Предельное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия (конструкции) вычисляется по формуле

,                                                     (8.1)

где  –коэффициент надежности по предельному значению снеговой нагрузки, определяемый в соответствии о 8.11;

S₀ – характеристическое значение снеговой нагрузки (в Па), определяемое в соответствии с 8.5;

С –коэффициент, определяемый по указаниям 8.6.

8.3   Эксплуатационное расчетное значение вычисляется по формуле

,                                                    (8.2)

где  –коэффициент надежности по эксплуатационному значению снеговой нагрузки, определяемый в соответствии с 8.12; S₀, С – то же, что и в формуле (8.1).

8.4   Квазипостоянное расчетное значение вычисляется по формуле

,                                           (8.3)

где =160 Па;

S₀, С – то же, что и в формуле (8.1).

8.5   Характеристическое значение снеговой нагрузки S₀ (в Па) равняется весу снегового покрова на 1 квадратный метр поверхности грунта, которое может быть превышено в среднем один раз в 50 лет.

Характеристическое значение снеговой нагрузки S₀ определяется в зависимости от снегового района по карте (рис. 8.1) или по приложению Е.

В необходимых случаях допускается определять значение снеговой нагрузки s₀путем статистической обработки результатов снегомерных съемок.

8.6    Коэффициент С определяется по формуле

                                                     (8.4)

где  –коэффициент перехода от веса снегового покрова на поверхности земли к снеговой нагрузке на покрытие, определяемый по 8.7, 8.8;

C_e – коэффициент, учитывающий режим эксплуатации кровли, определяемый по 8.9;

C_alt –коэффициент географической высоты, определяемый по 8.10.

8.7    Коэффициент  определяется по приложению Ж в зависимости от формы кровли и схемы распределения снеговой нагрузки, при этом промежуточные значения коэффициента следует определять линейной интерполяцией.

В тех случаях, когда более неблагоприятные условия работы элементов конструкций возникают при частичном загружении, следует рассматривать схемы со снеговой нагрузкой, действующей на половине или четверти пролета (для покрытий с фонарями –на участках шириной b). В необходимых случаях снеговые нагрузки следует определять с учетом предусмотренного дальнейшего расширения здания.

Рисунок 8.1. Карта районирования территории Украины по характеристическим значениям веса снегового покрова

8.8   Варианты с повышенными местными снеговыми нагрузками, приведенные в приложении Ж, необходимо учитывать при расчете плит, настилов и прогонов покрытий, а также при расчете тех элементов несущих конструкций (ферм, балок, колонн и т.п.), для которых указанные варианты определяют размеры сечений.

При расчетах конструкций допускается применение упрощенных схем снеговых нагрузок, эквивалентных по воздействию схемам нагрузок, приведенным в приложении Ж. При расчете рам и колонн производственных зданий допускается учет только равномерно распределенной снеговой нагрузки, за исключением мест перепада покрытий, где необходимо учитывать повышенную снеговую нагрузку.

8.9   Коэффициент С_е учитывает влияние режима эксплуатации на накопления снега на кровле (очистку, таяние и т.п.) и устанавливается заданием на проектирование.

При определении снеговых нагрузок для неутепленных покрытий цехов с повышенным тепловыделением при уклонах кровли свыше 3% и обеспечении надлежащего отвода талой воды следует принимать С_е =0,8.

При отсутствии данных о режиме эксплуатации кровли коэффициент С_е допускается принимать равным единице.

8.10   Коэффициент С_аlt учитывает высотуH (в километрах) размещения строительного объекта над уровнем моря и определяется по формуле

C_alt = 1,4Н + 0,3 (при H0,5 km); C_alt = 1 (при H<0,5 км).           (8.5)

Формула (8.5) используется для объектов, расположенных в горной местности, и дает ориентировочное значение в запас надежности. При наличии результатов снегомерных съемок, проведенных в зоне строительной площадки, характеристическое значение снеговой нагрузки определяется путем статистической обработки результатов снегомерных съемок и при этом принимается С_аlt =1.

8.11   Коэффициент надежности по предельному расчетному значению снеговой нагрузки  определяется в зависимости от заданного среднего периода повторяемости Т по табл. 8.1.

Таблица 8.1

Промежуточные значения коэффициента  следует определять линейной интерполяцией.

Для объектов массового строительства допускается средний период повторяемости Т принимать равным установленному сроку эксплуатации конструкции T_ef.

Для объектов повышенного уровня ответственности, для которых техническим заданием установлена вероятность Р непревышения (обеспеченность) предельного расчетного значения снеговой нагрузки на протяжении установленного срока службы, средний период повторяемости предельного расчетного значения снеговой нагрузки вычисляется по формуле

T = T_efK_p,                                                          (8.6)

где К_р – коэффициент, определяемый по табл. 8.2 в зависимости от вероятности Р.

Таблица 8.2

Промежуточные значения коэффициента К_р следует определять линейной интерполяцией.

8.12 Коэффициент надежности по эксплуатационному расчетному значению снеговой нагрузки  определяется по табл. 8.3 в зависимости от доли времени , на протяжении которой могут нарушаться условия второго предельного состояния.

Таблица 8.3

Промежуточные значения коэффициента  следует определять линейной интерполяцией.

Значение  принимается по нормам проектирования конструкций или устанавливается заданием на проектирование в зависимости от их назначения, ответственности и следствий выхода за предельное состояние. Для объектов массового строительства допускается принимать  = 0,02.

9 ВЕТРОВЫЕ НАГРУЗКИ

9.1   Требования раздела 9 распространяются на здания и сооружения простой геометрической формы, высота которых не превышает 200 метров.

При определении ветровой нагрузки для зданий и сооружений сложной конструктивной или геометрической формы (содержащих вантовые и висячие покрытия, оболочки, антенные полотна), стальных решетчатых мачт и башен и др., а также для зданий и сооружений высотой более 200 метров следует выполнять специальные динамические расчеты для определения влияния пульсационной составляющей нагрузки, а в необходимых случаях – обдувку моделей в аэродинамической трубе.

9.2   Ветровая нагрузка является переменной нагрузкой, для которой установлены два расчетных значения:

—  предельное расчетное значение;

—  эксплуатационное расчетное значение.

9.3   Ветровую нагрузку на сооружение следует рассматривать как совокупность:

а)   нормального давления, приложенного к внешней поверхности сооружения или элемента;

б)   сил трения, направленных по касательной к внешней поверхности и отнесенных к площади ее горизонтальной (для шедовых или волнистых покрытий, покрытий с фонарями) или вертикальной (для стен с лоджиями и подобных конструкций) проекции;

в)   нормального давления, приложенного ко внутренним поверхностям зданий с воздухопроницаемыми ограждениями, с открывающимися или постоянно открытыми проемами.

Совокупность указанных сил может быть представлена в форме нормального давления, обусловленного общим сопротивлением сооружения в направлении осей х и у, и условно приложенного к проекции сооружения на плоскость, перпендикулярную соответствующей оси.

9.4   Предельное расчетное значение ветровой нагрузки определяется по формуле

,                                                  (9.1)

где  –коэффициент надежности по предельному значению ветровой нагрузки, определяемый по 9.14;

w₀ –характеристическое значение ветрового давления по 9.6;

С –коэффициент, определяемый по 9.7.

9.5   Эксплуатационное расчетное значение ветровой нагрузки определяется по формуле

,                                                   (9.2)

где  –коэффициент надежности по эксплуатационному значению ветровой нагрузки, определяемый по 9.15.

9.6    Характеристическое значение ветрового давления W₀равно средней (статической) составляющей давления ветра на высоте 10 м над поверхностью земли, которое может быть превышен в среднем один раз в 50 лет.

Характеристическое значение ветрового давления w₀определяется в зависимости от ветрового района по карте (рис. 9.1) или по приложению Е.

В необходимых случаях w₀допускается определять путем статистической обработки результатов срочных замеров скорости ветра.

9.7    Коэффициент С определяется по формуле

С ⁼ C_aer C_h C_alt C_rel C_d,                                                  (9.3)

где       C_aer –     аэродинамический коэффициент, определяемый по 9.8;

C_h           -       коэффициент высоты сооружения, определяемый по 9.9;

C_alt         -       коэффициент географической высоты, определяемый по 9.10;

C_rel         -       коэффициент рельефа, определяемый по 9.11;

C_dir        -       коэффициент направления, определяемый по 9.12;

C_d           -       коэффициент динамичности, определяемый по 9.13.

Рисунок 9.1. Карта районирования территории Украины по характеристическим значениям ветрового давления

9.8   Аэродинамические коэффициенты С_аеr определяются по приложению И в зависимости от формы сооружения или конструктивного элемента и могут иметь вид:

-       коэффициентов С_е, которые следует учитывать при определении ветрового давления, приложенного нормально к внешним поверхностям сооружения или элемента и отнесенных к единице площади этой поверхности;

-       коэффициентов трения С_f, которые следует учитывать при определении сил трения, направленных по касательной к внешней поверхности здания или сооружения и отнесенных к площади ее горизонтальной или вертикальной проекции;

-       коэффициентов С_i, которые следует учитывать при определении ветрового давления, приложенного нормально к внутренним поверхностям зданий с проницаемыми ограждениями, с открывающимися или постоянно открытыми проемами;

-       коэффициентов лобового сопротивления С_х, которые следует учитывать для отдельных элементов и конструкций при определении составляющей общего сопротивления тела, действующей по направлению ветрового потока и относящейся к площади проекции тела на плоскость, перпендикулярную потоку;

-       коэффициентов поперечной силы С_у, которые следует учитывать для отдельных элементов и конструкций при определении составляющей общего сопротивления тела, действующей в направлении, перпендикулярном ветровому потоку и относящейся к площади проекции тела на плоскость потока.

Аэродинамические коэффициенты С_аеr приведены в приложении И, где стрелками указано направление ветра. Знак «плюс» у коэффициентов соответствует направлению давления ветра на поверхность, знак «минус» – от поверхности. Промежуточные значения коэффициентов следует определять линейной интерполяцией.

В случаях, не предусмотренных приложением И (иные формы сооружений, учет при надлежащем обосновании других направлений ветрового потока или составляющих общего сопротивления тела по другим направлениям и т.п.), аэродинамические коэффициенты допускается принимать по справочным и экспериментальным данным или на основе результатов продувок моделей конструкций в аэродинамических трубах.

9.9   Коэффициент высоты сооружения С_h учитывает увеличение ветровой нагрузки в зависимости от высоты конструкции или рассматриваемой ее части над поверхностью земли (Z), типа окружающей местности и определяется по рис. 9.2.

Рисунок 9.2. Коэффициент высоты сооружения С_h

Типы местности, окружающей здание или сооружение, определяются для каждого расчетного направления ветра в отдельности:

I    - открытые поверхности морей, озер, а также плоские равнины без препятствий, подвергающиеся действию ветра на участке длиной не менее 3 км;

II- сельская местность с оградами (заборами), небольшими сооружениями, домами и деревьями;

III   - пригородные и промышленные зоны, протяженные лесные массивы;

IV    - городские территории, на которых по крайней мере 15% поверхности заняты зданиями, имеющими среднюю высоту более 15 м.

При определении типа местности сооружение считается расположенным на местности данного типа для определенного расчетного направления ветра, если в рассматриваемом направлении такая местность имеется на расстоянии 30Z при полной высоте сооружения Z<60 м или 2 км – при большей высоте.

В случае, если сооружение расположено на границе местностей различных типов либо имеются сомнения относительно выбора типа местности, следует принимать тип местности, доставляющий большие значения коэффициента С_h.

9.10   Коэффициент географической высоты С_аlt, учитывает высотуH (в километрах) размещения строительного объекта над уровнем моря и определяется по формуле

C_alt = 4H – 1 (H > 0,5 km); C_alt = 1 (H < 0,5 км).                               (9.4)

Формула (9.4) используется для объектов, расположенных в горной местности, и дает ориентировочное значение в запас надежности. При наличии результатов метеорологических наблюдений за ветром, проведенных в зоне строительной площадки, характеристическое значение ветровой нагрузки определяется путем статистической обработки результатов срочных замеров скоростей ветра и при этом принимается С_аlt=1.

9.11   Коэффициент рельефа С_rеl учитывает микрорельеф местности вблизи площадки, на которой расположен строительный объект, и принимается равным единице, за исключением случаев, когда объект строительства расположен на холме или склоне.

Коэффициент рельефа следует учитывать в том случае, когда сооружение расположено на холме или склоне на расстоянии от начала склона не менее, чем половина длины склона или полторы высоты холма.

Коэффициент рельефа С_rеl определяется по формулам

;

;

.                                          (9.5)

В формулах (9.5) обозначено:

 –уклон с заветренной стороны;

S – коэффициент, определяемый по рис. 9.3 для склонов и по рис. 9.4 для холмов.

Рисунок 9.3. КоэффициентS для склонов

Рисунок 9.4. КоэффициентS для холмов

На рис. 9.3 и 9.4 обозначено:

       -  уклон H/L с заветренной стороны;

L_u         -  проекция длины подветренного склона на горизонталь;

L_d         -  проекция длины заветренного склона на горизонталь;

Н        -  высота холма или склона;

X        -  расстояние по горизонтали от сооружения до вершины;

Z        -  расстояние по вертикали от поверхности земли до сооружения;

L_e          -  эффективная длина подветренного склона (L_e=L при 0,05<<0,3; L_e=3,3H при >0,3).

9.12Коэффициент направления C_dir учитывает неравномерность ветровой нагрузки по направлениям ветра и, как правило, принимается равным единице. Значение C_dir отличное от единицы, допускается учитывать при специальном обосновании только для открытой равнинной местности и при наличии достаточных статистических данных.

9.13Коэффициент динамичности C_d учитывает влияние пульсационной составляющей ветровой нагрузки и пространственную корреляцию ветрового давления на сооружение.

Для основных типов зданий и сооружений значения C_d определяются по графикам на рис. 9.5-9.10. Указанные на рисунках ширина и диаметр приняты в сечении, перпендикулярном ветровому потоку. Значения C_d следует принимать по левой кривой соответствующего графика.

Рисунок 9.5 Коэффициент C_dдля каменных зданий и зданий с железобетонным каркасом

В случаях, когда C_d> 1,2, необходимо выполнять специальный динамический расчет, с помощью которого определяется влияние пульсационной составляющей ветровой нагрузки.

Значения C_d < 1,0 учитывают малую вероятность одновременного возрастания пульсационного давления во всех точках сооружения.

Для проверки прочности ограждающих конструкций, подвергающихся непосредственному действию ветра и имеющих площадь менее 36 м², следует принимать C_d1,0.

9.14Коэффициент надежности по предельному расчетному значению ветровой нагрузки  определяется в зависимости от заданного среднего периода повторяемостиT по табл. 9.1.

Таблица 9.1

Промежуточные значения коэффициента  следует определять линейной интерполяцией.

Для объектов массового строительства допускается средний период повторяемости Т принимать равным установленному сроку эксплуатации конструкции T_ef.

Для объектов повышенного уровня ответственности, для которых техническим заданием установлена вероятность Р непревышения (обеспеченность) предельного расчетного значения ветровой нагрузки на протяжении установленного срока службы, средний период повторяемости предельного расчетного значения ветровой нагрузки вычисляется по формуле

Т = Т_еf К_р,                                                         (9.6)

где К_р – коэффициент, определяемый по табл. 9.2 в зависимости от вероятности Р.

Таблица 9.2

Промежуточные значения коэффициента К_р следует определять линейной интерполяцией.

9.15 Коэффициент надежности по эксплуатационному расчетному значению ветровой нагрузки  определяется по табл. 9.3 в зависимости от доли времени , на протяжении которой могут нарушаться условия второго предельного состояния.

Таблица 9.3

Промежуточные значения коэффициента  следует определять линейной интерполяцией.

Значение  принимается по нормам проектирования конструкций или устанавливается заданием на проектирование в зависимости от их назначения, ответственности и следствий выхода за предельное состояние. Для объектов массового строительства допускается принимать  = 0,02.

9.16 При расчете креплений элементов ограждения к несущим конструкциям в углах здания и по внешнему контуру покрытия следует учитывать местное отрицательное давление ветра с аэродинамическим коэффициентом С_аеr = –2, распределенное вдоль поверхностей на ширине 1,5 м (рис. 9.11).

Рисунок 9.11. Участки с повышенным отрицательным давлением ветра

9.17При проектировании высоких сооружений, относительные размеры которых удовлетворяют условию h/d >7, необходимо дополнительно производить поверочный расчет на вихревое возбуждение (ветровой резонанс); здесь h – высота сооружения, d – минимальный размер поперечного сечения, расположенного на уровне 2/3h.

10 ГОЛОЛЕДНО-ВЕТРОВЫЕ НАГРУЗКИ

10.1Гололедно-ветровые нагрузки следует учитывать при проектировании воздушных линий связи, контактных сетей электрифицированного транспорта, антенно-мачтовых устройств и других подобных сооружений.

10.2Гололедно-ветровые нагрузки следует учитывать как совокупность веса гололедных отложений и нормального давления ветра на покрытые гололедом элементы.

10.3Гололедно-ветровые нагрузки являются эпизодическими, для каждой составляющей которых (гололедных отложений и ветра) установлены предельные расчетные значения.

10.4Предельное расчетное значение веса гололедных отложений определяется по формуле

,                                                       (10.1)

где  – коэффициент надежности по предельному значению веса гололедных отложений, определяемый в соответствии с 10.10;

G_e –характеристическое значение веса гололедных отложений, определяемое по 10.5 для линейной гололедной нагрузки и по 10.6 для поверхностной гололедной нагрузки.

10.5Характеристическое значение распределенной по длине гололедной нагрузки (Н/м) для элементов кругового сечения диаметром до 70 мм включительно (проводов, тросов, оттяжек мачт, вант и др.) следует определять по формуле

                                       (10.2)

где b – толщина стенки гололеда, мм, определяемая по табл. 10.1 с учетом требований 10.7;

k –коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда по высоте h и

принимаемый по табл. 10.2;

d –диаметр провода, троса, мм;

 – коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда в зависимости от диаметра элементов кругового сечения d и определяемый по табл. 10.3;

 –плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см³;

g –ускорение свободного падения, м/с².

Таблица 10.1

Таблица 10.2

Таблица 10.3

Примечания (к табл. 10.1 – 10.3):

Примечание 1. Промежуточные значения величин следует определять линейной интерполяцией.

Примечание 2. Толщину стенки гололеда на подвешенных горизонтальных элементах кругового сечения (тросах, проводах, канатах) допускается принимать на высоте расположения их приведенного центра тяжести.

Примечание 3. Толщину стенки гололеда на проводе диаметром до 10 мм следует принимать, как на проводе диаметром 10 мм.

Примечание 4. Для определения гололедной нагрузки на горизонтальные элементы круговой цилиндрической формы диаметром до 70 мм толщину стенки гололеда, приведенную в табл. 10.1, следует уменьшать на 10 %.

10.6 Предельное расчетное значение поверхностной гололедной нагрузки (Па) на плоскостные элементы следует определять по формуле

,                                                   (10.3)

где  – отношение площади поверхности элемента, подверженной обледенению, к полной площади поверхности элемента. При отсутствии данных наблюдений допускается принимать  равным 0,6.

Остальные обозначения такие же, как и в формуле (10.2).

10.7   Характеристическое значение толщины стенки гололеда b (мм), превышаемое в среднем один раз в 50 лет, на элементах кругового сечения диаметром 10 мм, расположенных на высоте 10 м над поверхностью земли, определяется в зависимости от гололедного района по карте (рис. 10.1) или по приложению Ж.

Толщина стенки гололеда b (мм) на высоте 200 м и более принимается по табл. 10.1.

Для горных районов Карпат и Крыма, а также в сильнопересеченных местностях (на вершинах гор и холмов, на перевалах, на высоких насыпях, в закрытых горных долинах, котловинах, глубоких выемках и т.п.) данные о толщине стенки гололеда необходимо принимать на основании специальных наблюдений.

10.8   Предельное расчетное значение нормального давления ветра на покрытые гололедом элементы определяется по формуле

,                                                      (10.5)

где  –коэффициент надежности по предельному значению нормального давления ветра на покрытые гололедом элементы, определяемый в соответствии с 10.11.

Рисунок 10.1. Карта районирования территории Украины по характеристическому значению толщины стенки гололеда

Рисунок 10.2. Карта районирования территории Украины по характеристическим значениям ветрового давления при гололеде

Ключевые слова: гололедные нагрузки, ветровые нагрузки, крановые нагрузки, нагрузки и воздействия, расчетные значения нагрузок, система надежности и безопасности в строительстве, снеговые нагрузки, сочетания нагрузок.