Лекция №2
Лекция 1. Нагрузки и воздействия на здание
Нагрузка — это сила, воздействие или совокупность усилий, которые передаются на элементы здания или сооружения. Эти силы возникают в результате действия массы, давления, движения, температурных изменений и других факторов.
В строительстве нагрузки передаются через несущие конструкции (колонны, балки, плиты, стены) на фундаменты, а затем на грунт основания. Таким образом, от правильности учёта и перераспределения нагрузок зависит не только прочность элементов, но и долговечность всего здания.
Основные группы нагрузок
В строительстве нагрузки классифицируются по различным признакам, в зависимости от источника, характера воздействия и времени действия. Среди них можно выделить следующие основные параметры:
- По продолжительности: постоянные, временные, особые.
- По природе действия: механические, температурные, динамические.
- По направлению: вертикальные, горизонтальные.
Каждая из этих категорий имеет свои особенности расчёта и коэффициенты надёжности.
Постоянные нагрузки
Это нагрузки, действующие на протяжении всего срока службы здания. В их числе:
- Собственный вес конструкций — основной источник постоянной нагрузки;
- Нагрузки от инженерных систем (вентиляция, отопление);
- Грунтовое давление на подземные части здания.
Пример: Вес одного квадратного метра железобетонной плиты перекрытия толщиной 200 мм — около 500 кг/м².
Временные нагрузки
Длительные
- Люди и оборудование, находящиеся в здании длительное время.
- Характерны для офисов, библиотек, архивов, складов.
Кратковременные
- Снеговая нагрузка: может меняться ежедневно, сезонно.
- Ветровая нагрузка: зависит от региона и высоты здания.
Кстати, снеговая нагрузка в Якутске более чем в 3 раза превышает аналогичный показатель в Сочи.
❗ Интересный факт При проектировании библиотеки учитывается не только вес полок и мебели, но и масса книг. Ошибочный расчёт привёл однажды к деформациям пола в Гарвардской библиотеке.
Динамические нагрузки
Действуют с ускорением. Особенности:
- Неравномерны;
- Требуют учёта инерции и частотных колебаний;
- Применяются специальные расчёты с учётом амплитуд и резонансов.
Пример: Колебания от поездов метро учитываются при проектировании зданий вдоль линий. Расчёт производится с учётом частоты до 20 Гц и ускорений до 0.3 м/с².
Аварийные и особые нагрузки
Их нельзя предсказать точно, но проектировщик должен оценить возможные сценарии:
- Взрывы бытового газа;
- Наезды автотранспорта на колонны паркингов;
- Пожары, протечки и т. п.
❗ Исторический пример: В 1995 году в Сеуле обрушился торговый центр «Сампунг». Причина — перегрузка от незаконно установленных кондиционеров на крыше (до 100 тонн дополнительной нагрузки).
