By przejść do tematu obciążeń działających na konstrukcję warto zrobić małą powtórkę  z fizyki.

Ciężar jest siłą, czyli iloczynem masy i przyspieszenia. Podstawową jednostką masy jest kg a przyspieszenia m/s2. Jednostką siły jest N (Newton). Siła ma wartość 1 N, jeżeli nadaję ciału o masie 1kg przyspieszenie równe 1 m/s2.

Na ziemi wartość przyspieszenia wynosi średnio 9,81 m/s2 (W inżynierii stosuję się uproszczenie 10 m/s2). Dla przykładu: człowiek o masie 70 kg będzie miał ciężar 686,7 N.

Podział obciążeń działających na konstrukcję.

Wszystkie obciążenia oddziaływające na konstrukcje można podzielić według różnych kryteriów.

Z uwagi na kierunek działania dzielimy je na:

- pionowe (np. grawitacyjne),

- poziome (np. wiatr),

- podłużne (np. oddziaływanie hamującej suwnicy),

Z kolei patrząc na rodzaj wyróżniamy:

-stałe,

-użytkowe,

-środowiskowe, np:

-wiatrem,

-śniegiem,

-temperaturą,

-lodem,

-pożarem,

-lodem,

-hydrostatyczne,

-parcie gruntu lub materiałów sypkich na konstrukcję,

-skurcz konstrukcji,

-przemieszczenie fundamentów,

-trzęsienie ziemi,

udarowe (np od maszyny czy pojazdu).

Ze względu na możliwość wywołania przyspieszenia konstrukcji lub jej elemen­tów wyróżniamy następujące grupy obciążeń:

  • statyczne- niewywołujące znaczącego przyspieszenia konstrukcji lub jej ele­mentów,
  • dynamiczne- wywołujące znaczące przyspieszenie,
  • quasi-statyczne- dynamiczne, wyrażane w modelu obliczeniowym przez rów­noważne oddziaływanie statyczne,

natomiast ze względu na umiejscowienie w przestrzeni możemy wyróżnić obcią­żenia:

  • umiejscowione- o jednoznacznie ustalonym rozkładzie i pozycji w stosunku do konstrukcji lub jej części, w tym:

- objętościowe,

- powierzchniowe,

- liniowe,

- punktowe,

  • nieumiejscowione- mogą mieć różne rozkłady- przestrzenne w stosunku do konstrukcji.

Charakterystyka wybranych typów obciążeń

Ogólnie w elementach konstrukcyjnych występują trzy grupy obciążeń: stałe, zmienne i wyjątkowe.

podział obciążeń, oddziaływań

Podział obciążeń (rys.1) [PN-EN 1990 Eurokod: Podstawy projektowania konstrukcji]

Obciążenia stałe są to obciążenia działające przez cały czas pracy konstrukcji. Do grupy tych obciążeń zaliczamy m.in. ciężar elementów konstrukcyjnych ( ścian, słupów, stropów, belek) oraz ciężar elementów wyposażenia (np. ciężar instalacji, windy). Ciężar własny elementów konstrukcyjnych zwykle stanowi największą część w zestawieniu wszystkich obciążeń. Informacje dotyczące ciężaru poszczególnych materiałów budowlanych zawarte są w różnych normach, podręcznikach i przez samych producentów materiałów budowlanych.

Obciążenia wyjątkowe działają krótkotrwale na konstrukcję. Ich wystąpienie jest często mało prawdopodobne w czasie użytkowania konstrukcji. Do nich zaliczyć możemy np. wybuch gazu, uderzenie samochodu czy bardzo obfity śnieg.

Obciążenia zmienne to grupa obciążeń, których wartość zmienia się w czasie. Nie ma możliwość ich tak dokładnego oszacowania jak obciążeń stałych. Wśród obciążeń zmiennych można wyróżnić min. obciążenia użytkowe. Poniżej znajduje się tabela obciążeń zmiennych.

Obciążenia te są zależne od funkcji jaką projektowana konstrukcja będzie pełnić. Obciążenie użytkowe stropu parkingu wielopoziomowego różnić się będzie od stropu domu jednorodzinnego.

Kolejną dużą grupą obciążeń zmiennych są obciążenia środowiskowe np. działanie wiatru, śniegu. Konstrukcja musi być tak zaprojektowana, by wiatr nie mógł uszkodzić poszczególnych jej elementów np. porwać dachu, jak i uszkodzić jej samej np. przez przesunięcie. Świetnym przykładem dla zobrazowania tego, o czym piszę są budynki stawiane na terenach górskich. Projektowane i budowane są z dachami o dużym kącie nachylenia. Zapewnia to łatwiejsze zsuwanie się pokrywy śnieżnej z dachu.

Pod tym linkiem zamieszczony jest przykład obciążenia śniegiem i wiatrem dachu.

Jeżeli konstrukcja poddana jest silnemu oddziaływaniu termicznemu należy zaprojektować ją tak, by umożliwić jej swobodne odkształcanie. W przeciwnym razie wystąpią dodatkowe naprężenia termiczne, które muszą być uwzględnione w analizie konstrukcji.

Na obszarze Polski nie występują obszary o aktywności sejsmicznej. Jednak należy o nich pamiętać na terenach górniczych, gdzie mogą występować trzęsienia zapadowe wywołane przez osiadanie stropów wyrobisk, jak również na terenach osuwowych.

Podsumowanie

Wpis ten jest tylko wprowadzeniem do tematyki obciążeń. By bliżej się zapoznać polecam książkę p.  Anny Rawskiej - Skotniczej " OBCIĄŻENIA BUDYNKÓW I KONSTRUKCJI BUDOWLANYCH WEDŁUG EUROKODÓW "

Myśl na temat

  1. Pingback: Obciążenia stałe (ciężar własny) - przykład obliczeniowy.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

− 1 = 2

Post Navigation