Нагрузки и воздействия на здание

Раздел 1 Общие сведения о зданиях

Тема 1.1 Здания и требования к ним, нагрузки и воздействия

 В строительной практике различают понятия «сооружение «и «здание».

 Сооружением принято называть все, что искусственно создано человеком для

удовлетворения материальных и духовных потребностей общества.
           Здание — надземное сооружение, имеющее внутреннее пространство,

предназначенное и приспособленное для той или иной человеческой деятельности (например, жилые дома, заводские корпуса, школы).
Все прочие надземные, а также подземные и подводные сооружения относят к инженерным, т.е. к сооружениям. предназначенным для выполнения сугубо технических задач (мост, телевизионная мачта, туннель, метро, резервуар, дороги).
Внутреннее пространство здания разделяется на отдельные помещения.
Помещение — огражденное со всех сторон пространство внутри
здания, не имеющее подразделений (жилая комната, аудитория, коридор, цех).

Помещения, расположенные в одном уровне, образуют этаж.

Этажи разделяются перекрытиями.
Все здания состоят из отдельных взаимосвязанных между собой частей и элементов, которые представляют собой три большие группы:

1) объемно-планировочные элементы, т.е. крупные части, на которые можно разделить весь объем здания (этаж, отдельные помещения, часть здания между основными расчленяющими его стенами);
2) конструктивные элементы, определяющие структуру здания (фундамент, стены, перекрытия, крыша);
3) строительные изделия — сравнительно мелкие детали, из которых состоят конструктивные элементы (отделочные камни, панели,
плиты, ступени).

Здания в зависимости от назначения принято подразделять:
• на гражданские — жилые и общественные, предназначенные для обслуживания бытовых и общественных потребностей человека;
• промышленные — сооруженния для размещения орудий производства и выполнения трудовых процессов, в результате которых создается промышленная продукция;
• сельскохозяйственные — обслуживающие потребности сельского хозяйства (предназначенные для содержания животных).
Форма здания в плане, его габариты, а также размеры отдельных помещений, этажность и другие характерные признаки определяются в ходе его проектирования с учетом назначения.
Здания любого типа должны удовлетворять: 1)функциональным, 2) техническим, 3) художественным и 4) экономическим требованиям.
Требования функциональной (технологической) целесообразности подразумевает соответствие здания тому процессу, для которого оно предназначено (удобство проживания, отдыха, труда).

Функционально каждое здание должно обеспечивать технологические, санитарно-гигиенические и др. условия эксплуатации в течение всего срока службы. Такие условия создают выбором помещений и оборудования, соответствующего состава, размеров, формы и расположения.

Существуют также специальные технологические требования; такие как: акустические, по взрыво- и пожаробезопасности, стойкости к вибрациям оборудования, газо- и паронепроницаемость и т.д.

Для обеспечения эксплуатационных качеств здания необходим правильный учёт природно-климатических условий района строительства; правильная ориентация здания по сторонам света, которая позволяет создать в помещениях здания комфортный температурно-влажностный и инсоляционный режим.

 

Нагрузки и воздействия на здание

В процессе строительства и эксплуатации здание испытывает на себе действие различных нагрузок. Внешние воздействия можно разделить на два вида: силовые и несиловые или воздействия среды.

К силовым воздействиям относятся различные виды нагрузок:

постоянные – от собственного веса (массы) элементов здания, давления грунта на его подземные элементы;

временные (длительные) – от веса стационарного оборудования, длительно хранящихся грузов, собственного веса постоянных элементов здания (например, перегородок);

кратковременные – от веса (массы) подвижного оборудования (например, кранов в промышленных зданиях), людей, мебели, снега, от действия ветра;

особые – от сейсмических воздействий, воздействий в результате аварий оборудования и т.п.

К несиловым относятся:

температурные воздействия, вызывающие изменения линейных размеров материалов и конструкций, которое приводит в свою очередь к возникновению си

ловых воздействий, а также влияющие на тепловой режим помещения;

воздействия атмосферной и грунтовой влаги, а также парообразной влаги,содержащейся в атмосфере и в воздухе помещений, вызывающие изменение свойств материалов из которых выполнены конструкции здания;

движения воздуха вызывающее не только нагрузки (при ветре), но и его проникновение внутрь конструкции и помещений, изменение их влажностного и теплового режима;

воздействие лучистой энергии солнца (солнечная радиация) вызывающие в результате местного нагрева изменение физико-технических свойств поверхностных слоев материала, конструкций, изменение светового и теплового режима помещений;

воздействие агрессивных химических примесей, содержащихся в воздухе, которые в присутствии влаги могут привести к разрушению материала конструкций здания (явлении коррозии);

биологические воздействия, вызываемые микроорганизмами или насекомыми, приводящие к разрушению конструкций из органических строительных материалов;

воздействие звуковой энергии (шума) и вибрации от источников внутри или вне здания.

По месту приложения усилий нагрузки разделяются на сосредоточенные (например, вес оборудования) и равномернораспределенные (собственный вес, снег).

По характеру действия нагрузки могут быть статическими, т.е. постоянными по величине во времени и динамическими (ударными).

По направлению – горизонтальные (ветровой напор) и вертикальные (собственный вес).

Т.о. на здание действует самые различные нагрузки по величине, направлению, характеру действия и месту приложения.

Рисунок 1 – Внешние воздействия на здание

 

Может получится такое сочетание нагрузок, при котором все они будут действовать в одном направлении, усиливая друг друга. Именно на такие неблагоприятные сочетания нагрузок рассчитывают конструкции здания. Нормативные значения всех усилий, действующих на здание, приведены в ДБН или СНиПе.

Следует помнить, что воздействия на конструкции начинаются с момента их изготовления, продолжаются при транспортировке, в процессе возведения здания и его эксплуатации.