Navody

Výpočet stavebních konstrukcí

Nosné konstrukce budov a konstrukcí přebírají různé typy zatížení, čímž zajišťují přenos toků energie z míst působení zatížení do základů, přičemž konstrukce musí splňovat provozní požadavky. Zatížení a nárazy z hlediska jejich vlivu na provoz konstrukcí se klasifikují: podle povahy vzniku, doby působení, povahy změny v čase. Podle původu Rozlišuje se mezi: zatížením od hmotnosti konstrukcí a zemin; užitečným zatížením od zařízení, osob, skladovaných materiálů a výrobků, mostových a závěsných jeřábů, usazeninami průmyslového prachu atd.; atmosférickými vlivy od tlaku větru, hmotnosti sněhu a ledu; instalačními vlivy; nouzovými vlivy; teplotními (technologickými a klimatickými), seismickými a explozivními vlivy.

• hmotnost nosných a obvodových konstrukcí;
• tíha a tlak zemin;
• síla z předpětí v předpjatých konstrukcích.

Dočasné zatížení se dělí na dlouhodobé, krátkodobé a zvláštní. Každé z nich může během určitých období výstavby a provozu chybět.

Mezi dočasná dlouhodobá zatížení a vlivy patří:

• hmotnost dočasných příček;
• hmotnost stacionárního zařízení;
• tlak plynů, kapalin a sypkých látek v nádržích a potrubích;
• zatížení podlah skladovanými materiály;
• teplotní technologické vlivy ze stacionárních zařízení;
• snížené normové hodnoty zatížení od osob, zvířat, zařízení na podlahách budov, od mostových a nadzemních jeřábů, sněhu, teplotních a klimatických vlivů;
• účinky způsobené změnami vlhkosti, smršťováním a tečením materiálů.

Krátkodobé zatížení zahrnuje:

• hmotnost zařízení při jeho přemisťování nebo výměně;
• hmotnost osob, opravných materiálů v prostorách údržby zařízení;
• hmotnost osob a zvířat na stropech obytných, veřejných a zemědělských budov s plnými normovými hodnotami;
• zatížení ze zdvihacích a přepravních zařízení, včetně hmotnosti přepravovaného zboží;
• klimatické (sníh, vítr, teplota a led) zatížení.

Speciální zatížení: seismické, explozivní účinky; zatížení způsobená náhlým narušením technologického procesu a požárem.

Podle povahy změn v čase Zatížení může být statické a dynamické.

Hlavní charakteristiky zátěží jsou jejich normativní hodnoty.

Standardní hodnoty zatížení jsou určeny:

• pro konstantní zatížení – podle geometrických rozměrů a hustoty materiálu;
• pro užitečné zatížení – podle nejvyšších hodnot, které jsou stanoveny běžnými provozními podmínkami;
• pro zatížení sněhem a větrem – dle meteorologických pozorování.

Požadavky na přiřazení zatížení, nárazů a jejich kombinací zohledněných při výpočtech budov a konstrukcí pro mezní stavy první a druhé skupiny jsou stanoveny v normě SP 20.13330.2011. Zatížení a nárazy.

Odhadovaná hodnota zatížení se určí vynásobením jeho standardní hodnoty součinitelem bezpečnosti zatížení_/(z angličtiny. síla — zatížení, síla):

kde y,— součinitel bezpečnosti zatížení (obvykle y_f> 1); zohledňuje možné nepříznivé odchylky zatížení od standardní hodnoty (obvykle směrem ke zvýšení) v důsledku jeho statistické variability.

Čím proměnlivější je zatížení, tím vyšší je pro něj koeficient._/ (Tabulka 2.2).

Konstrukce obvykle zažívají současné působení několika zatížení, proto by se výpočet konstrukcí pro mezní stavy měl provádět s ohledem na nejnepříznivější kombinace zatížení a jim odpovídajících sil. Tyto kombinace se stanoví z analýzy reálných variant současného působení různých zatížení pro danou fázi provozu konstrukce s ohledem na různá schémata pro aplikaci dočasného zatížení.

Bezpečnostní faktory zatížení

od vlastní hmotnosti konstrukcí

Železobeton, kámen, dřevo

Izolační, vyrovnávací a dokončovací vrstvy prováděné na staveništi

Použitelné při plné standardní hodnotě nižší než 200 kg/m2

Použitelné při plné standardní hodnotě 200 kg/m2 a více

V závislosti na uvažovaném složení zátěže je třeba rozlišovat mezi:

• základní kombinace zatížení, sestávající z konstantního, dlouhodobého a krátkodobého:

• speciální kombinace zatížení sestávající z konstantního, dlouhodobého, krátkodobého a jednoho ze speciálních zatížení:

kde С_т — zatížení pro hlavní kombinaci;

C — zatížení pro speciální kombinaci;

— kombinační koeficienty pro dlouhodobé zatížení;

— kombinační koeficienty pro krátkodobé zatížení.

Pro základní a speciální kombinace zatížení, s výjimkou případů uvedených v normách pro navrhování konstrukcí v seismických zónách a v normách pro navrhování konstrukcí a základů, se koeficient kombinací dlouhodobých zatížení f (z angličtiny dlouhý — dlouhodobý) je definován takto:

pro rovnoměrně rozložené dlouhodobé zatížení

, kde f_п — koeficient kombinací odpovídající hlavnímu dlouhodobému zatížení z hlediska stupně jeho vlivu; f_й, f_/3 — kombinační koeficienty pro ostatní dlouhodobá zatížení: s výjimkou jeřábu f, = 1,0.

Pro hlavní kombinace je nutné použít následující hodnoty součinitelů krátkodobých kombinací zatížení:

kde — kombinační součinitel odpovídající hlavnímu krátkodobému zatížení z hlediska stupně jeho vlivu; — kombinační součinitel odpovídající druhému krátkodobému zatížení; — kombinační koeficienty pro

jiné krátkodobé zátěže.

Kombinační součinitel zohledňuje nepravděpodobnost současného působení maximálních hodnot všech zatížení.

Jednou ze součástí projektové dokumentace investičního projektu je oddíl 4 – „Strukturální řešení“ a v rámci pracovní dokumentace jsou konstrukční řešení podrobně popsána v oddílech KM – kovové konstrukce, KZh – železobetonové konstrukce a KD – dřevěné struktur. Vývoj těchto řezů je možný až po výpočtu stavebních konstrukcí a určení směru a velikosti sil na ně působících.

Výpočty se provádějí pomocí licencovaných programů APM Civil Engineering, Autodesk Revit, SCAD, LIRA, Wall-3, Monomakh, Autodesk Robot Structural Analysis Professional, COSTRUC (Steel Concrete) atd.

Zásady výpočtu stavebních konstrukcí

Stavební konstrukce se počítají v souladu s ustanoveními uvedenými v GOST 27751-2014 „Spolehlivost stavebních konstrukcí a základů“. Výpočty se provádějí na základě mezních stavů:

první skupina – při překročení úrovně přípustného stavu konstrukcí nebo jejich prvků může dosáhnout hodnoty, při které překročí maximální únosnost s následným vznikem havarijního stavu;
druhá skupina, jejíž překročení znemožňuje normální provoz konstrukcí; jejich hranice trvanlivosti je dosažena nebo dochází k nepohodlí;
zvláštní, jehož překročení může vést ke katastrofickým následkům.

První skupina mezních stavů je:

křehké, plastové nebo jakékoli jiné selhání;
ztráta stability konstrukcí nebo celé konstrukce;
stavy vyžadující přerušení provozu konstrukce – deformace viditelné pouhým okem, široké trhliny atd.

Druhá skupina mezních stavů zahrnuje:

výskyt kritických průhybů, znatelných obratů apod., jejichž velikost je dána technologickými podmínkami, konstrukčními prvky nebo estetikou;
výskyt maximální úrovně strukturálních vibrací, které brání stabilnímu provozu zařízení nebo stimulují výskyt fyziologicky škodlivých následků;
výskyt trhlin, které nenarušují stabilní aktivitu v konstrukci;
dosažení maximální hodnoty otevření viditelnými trhlinami;
jiné situace, které omezují dobu trvání stabilního provozu zařízení.

Všechny typy stavebních konstrukcí se počítají na základě mezních stavů s přihlédnutím k:

životnost stanovená výpočtem;
mechanické vlastnosti materiálů stanovené současnými normami a zeminy – podle příslušných průzkumů;
nejméně příznivé kombinace zatížení a rázů vznikajících během výstavby a provozu konstrukce;
možné negativní důsledky při výskytu mezních stavů;
ztráta vlastností pasu materiálem;
specifické technologie výroby konstrukcí, výstavby a provozu nemovitostních objektů.

Všechny výpočty se provádějí na základě třídy odpovědnosti budovy, která je stanovena v souladu s ustanoveními GOST 27751-2014 a je stanovena v zadání návrhu. Současné technické předpisy stanovují tři třídy odpovědnosti budov a staveb:

KS-1 – dočasné sklady, montované stavby, skleníky a jiné stavby s omezenou životností a bez pracovních míst;
KS-2 – objekty neuvedené v seznamu objektů tříd KS-1 a KS-3;
KS-3 – zvláště nebezpečné, technicky složité a unikátní objekty; struktury, které jsou součástí městských systémů podpory života, tunely, potrubí atd.

Spolehlivost konstrukcí se považuje za zajištěnou, pokud jsou splněny podmínky všech mezních stavů, které je nutné v konkrétním případě zohlednit, pod vlivem nejméně příznivé kombinace zatížení během provozu.

Postup výpočtu stavebních konstrukcí

Výpočet stavebních konstrukcí se provádí pro spolehlivost a stabilitu podle pravidel stavební mechaniky a teorie pružnosti na základě sil v nich vznikajících, jejichž velikost závisí na zatížení působících na budovu. Proto se nejprve vypracuje návrhové schéma objektu, vytvoří se skladba a určí se velikost vertikálního a horizontálního zatížení působícího na stavební prvky. Při výběru konstrukčního schématu se berou v úvahu vlastnosti konstrukčního prvku: jeho tuhá nebo sklopná podpěra, konstrukční délka, počet rozpětí spojitého nosníku atd.

Zatížení průměru konstrukce se počítá shora dolů. Patří mezi ně následující typy:

sněhové zatížení, jehož velikost závisí na sněhové oblasti přijaté v souladu s SP 131.13330.2018 „Stavební klimatologie“, jakož i na profilu pokrytí podle SP 20.13330.2016 „Zatížení a dopady“. Zatížení sněhem se zvyšuje v místech, kde se vyskytují sněhové pytle v oblasti změn nadmořské výšky a v určitých směrech větru;

hmotnost střechy – hydroizolační nátěr, tepelná izolace (s přihlédnutím k objemové hmotnosti a tloušťce), parozábrana, opláštění nebo vaznice;
hmotnost nátěrových konstrukcí – železobetonové nátěrové desky, ocelové vlnité plechy, nadkrokevní konstrukce;
zatížení mezipodlažních podlah, jejichž velikost je normalizována platnými technickými předpisy a závisí na účelu stavby nebo výrobní technologii;
hmotnost mezipodlažních stropů – podlahové desky, příčníky a podlahové prvky;
hmotnost nosných rámových konstrukcí, uzavíracích konstrukcí, mostových a mostových jeřábů.

Hlavním typem horizontálního zatížení je vítr, jehož intenzita závisí na výšce konstrukce a rychle se zvyšuje s rostoucí vertikální výškou. V průmyslových objektech s mostovými jeřáby se počítá s dalším horizontálním zatížením – brzdnou silou mostového jeřábu.

Při stanovení hodnot zatížení se v souladu s požadavky SP 20.13330.2016 volí jejich nejméně výhodné kombinace vedoucí k výskytu maximálních hodnot krouticího momentu a ohybových momentů, normálových a smykových sil použitých ve výpočtech. stavebních konstrukcí.

Výpočet betonových a železobetonových konstrukcí

Konstrukce z betonu a železobetonu se počítají v souladu s ustanoveními SP 63.13330.2018 „Betonové a železobetonové konstrukce“ podle mezních stavů první skupiny, která zahrnuje:

pevnostní výpočet, kdy síly vznikající vnějšími vlivy s přihlédnutím k předpětí nepřekračují mezní hodnoty regulované současnými normami;
výpočty tvarové a polohové stability, prováděné pro konkrétní typ konstrukce, regulované aktuálními normami.

Výpočty pro druhou skupinu mezních stavů se provádějí na základě potřeby konstrukce odolávat kombinacím krátkodobého a dlouhodobého zatížení:

výpočet pro vznik trhlin, který spočívá v porovnání velikosti sil vznikajících v konstrukci od skutečných zatížení s hodnotou velikosti mezních sil působících na konstrukci nebo její prvek v době vzniku trhliny;
výpočet pro otevření trhliny, kdy se skutečná šířka trhliny porovnává s její šířkou povolenou podle provozních požadavků;
výpočet založený na deformacích sestává z porovnání průhybů, úhlů natočení a posunutí s podobnými maximálními přípustnými hodnotami.

Výpočty konstrukcí z betonu a železobetonu jsou prováděny pro výrobky s předpjatou a nepředpjatou výztuží, pro etapy výroby, dopravy, montáže a provozu.

Výpočet ocelových konstrukcí

Výpočet ocelových konstrukcí se provádí v souladu s požadavky SP 16.13330.2017 „Ocelové konstrukce“, přičemž se bere v úvahu jejich účel, specifika výroby, dopravy, instalace a také fyzikální a mechanické vlastnosti kovu. Technické předpisy zvažují následující možnosti konstrukčních schémat kovových konstrukcí:

hřebeny a nosníky konstantního průřezu;
nesvobodné ploché a prostorové systémy, které jsou vypočteny výpočtem každého z prvků, s přihlédnutím k jejich vlivu na základnu a na sebe navzájem;
volné plošné a prostorové soustavy, při jejichž výpočtu se kromě kontroly každého z prvků zohledňuje i riziko dosažení mezního stavu soustavy jako celku;
rotační skořepiny – plechové konstrukce.

Kovové konstrukce v souladu s GOST 27751-2014 se počítají podle mezních stavů první a druhé skupiny.

Navrhování nosných a obvodových stavebních konstrukcí z jiných materiálů:

dřevěný dle SP 64.13330.2017;
kámen a vyztužený kámen podle SP 15.13330.2020;
hliník podle SP 128.13330.2016,

jsou vyráběny s ohledem na specifika jejich výroby, podmínek jejich použití, dopravy a instalace. Musí vyhovovat technickým předpisům ohledně výpočtů pro první skupinu mezních stavů (pevnost) a druhou (pro deformace umožňující bezporuchový provoz) s přihlédnutím k druhu a délce zatížení.

Výpočet stavebních konstrukcí ve společnosti “PROEKOM”

Pro většinu inženýrských výpočtů existuje specializovaný software, který umožňuje rychle a přesně určit síly působící na stavební konstrukci a určit její průřez a požadovanou výztuž nebo požadovaný ocelový profil. K získání výsledku je však třeba zadat do počítače návrhový diagram výpočtového objektu, jeho geometrické charakteristiky, klimatickou oblast a další výchozí údaje, na jejichž správnosti závisí výsledky výpočtu.

Společnost PROEKOM nedávno vstoupila do segmentu inženýrských služeb stavebního trhu Moskvy a Moskevské oblasti, ale již obdržela mnoho zakázek od velkých federálních a mezinárodních společností na projekční práce, průzkumy a průzkumy, které byly dokončeny včas a kvalitně. spokojených náročných zákazníků. Můžete si objednat od PROEKOM LLC:

vypracování komplexního projektu pro budovu nebo stavbu jakékoli třídy odpovědnosti;
prohlídka nemovitosti nutná ke stanovení její prodejní ceny nebo k rekonstrukci;
geologické, environmentální nebo geodetické průzkumy na pozemcích určených k zástavbě.

Chcete-li určit cenu a získat podrobné rady ohledně všech otázek, které můžete mít, můžete zavolat na číslo +7(495)660-39-75 nebo zanechat žádost pomocí formuláře níže.

Vyžádejte si cenovou nabídku

Vyplňte formulář a obdržíte obchodní nabídku e-mailem. V případě potřeby vás bude náš specialista kontaktovat pro upřesnění podrobností a další kalkulace.