Предельное состояние по прочности (ULS) | Сочетаются группы постоянных и кратковременных нагрузок. При сочетании нагрузок используются частные коэффициенты надежности для предельного состояния по прочности. | Европейские нормы, британские нормы, AISC (США) |
Предельное состояние по пригодности к эксплуатации (SLS) | Сочетаются группы квазистационарных нагрузок. | Европейские нормы, AISC (США) |
Предельное состояние по пригодности к эксплуатации — редкое (SLS RC) | Сочетает группы квазистационарных и редко случающихся нагрузок. При сочетании нагрузок используются частные коэффициенты надежности для предельного состояния по пригодности к эксплуатации. | Европейские нормы |
Предельное состояние по пригодности к эксплуатации — квазистационарный (SLS QP) | Сочетаются группы квазистационарных нагрузок. | Европейские нормы |
Поперечные нагрузки | Сочетаются группы нагрузок и используются коэффициенты в соответствии с французскими нормами CM66 или BAEL91. | CM66, BAEL91 |
Предельные нагрузки | CM66 | |
Смещающие нагрузки | CM66 | |
Случайные нагрузки | CM66, европейские нормы | |
Предельные нагрузки | BAEL91 | |
Предельные случайные нагрузки | BAEL91 | |
Сейсмические нагрузки | Сочетаются группы нагрузок и используются коэффициенты в соответствии с европейскими нормами. | Европейские нормы |
Нагрузки на конструкции общего доступа | Сочетаются группы нагрузок в соответствии с нормами IBC (Международные строительные нормы) США. | IBC (США) |
Нагрузки на конструкции общего доступа при снежном заносе | IBC (США) | |
Нагрузки на конструкции без общего доступа | IBC (США) | |
Нагрузки на конструкции без общего доступа при снежном заносе | IBC (США) | |
Нагрузки на конструкции общего доступа, кроме бетонных и каменных | Сочетаются группы нагрузок в соответствии с нормами UBC (Единые строительные нормы) США. | UBC (США) |
Нагрузки на конструкции общего доступа, кроме бетонных и каменных, при снежном заносе | UBC (США) | |
Нагрузки на конструкции, кроме бетонных и каменных | UBC (США) | |
Нагрузки на конструкции, кроме бетонных и каменных, при снежном заносе | UBC (США) | |
Нагрузки на бетонные и каменные конструкции общего доступа | UBC (США) | |
Нагрузки на бетонные и каменные конструкции общего доступа при снежном заносе | UBC (США) | |
Нагрузки на бетонные и каменные конструкции | UBC (США) | |
Нагрузки на бетонные и каменные конструкции при снежном заносе | UBC (США) | |
Таблица ACI 1 — Таблица ACI 8 | Сочетает группы нагрузок в соответствии с нормами ACI (публикация № 318 Американского института бетона). | ACI |
Параметры сочетания нагрузок | Сочетания нагрузок | GEO5
Параметры сочетания нагрузок
class=»h2″>
В диалоговом окне «Новое сочетание нагрузок» задают следующие параметры:
Идентификатор сочетания нагрузок
Перед полем для ввода имени отображён идентификатор сочетания нагрузок, состоящий из номера сочетания нагрузoк и префикса (однa буква). Префикс зависит от типа нагружения:
G | — | постоянная нагрузка |
Q | — | переменная нагрузка |
A | — | случайная нагрузка |
Идентификатор сочетания нагрузок важен прежде всего для выписок комбинаций.
Код сочетания нагрузок
Код сочетания нагрузок определяет какую нагрузку в данное сочетание можно задавать. Существует несколько опций:
Собственный вес | — | Нагрузка в таком сочетании представляет собственно силу тяжести конструкции и её автоматически генерирует программа.В одной задаче разрешено использование только одного сочетания нагрузок с таким кодом. |
Силовое | — | В сочетания нагрузок с таким кодом разрешено задавать какое-либо силовое нагружение (силы и моменты). Количество силовых сочетаний нагрузок не ограничено. |
Тип нагрузки
Определяет характер сочетаний нагрузок в отношении их изменения во времени. Выбор типа соответствует классификции в соответствии с п. 4.1.1. стандарта EN 1990.
Коэффициент нагрузки
Позволяет задавать частный коэффициент нагрузки γf. Коэффициент учитывает возможные неблагоприятные отклонения значений нагрузки от представляемых значений. Для постоянных нагрузок нужно задавать разные значения для благоприятного (γf, inf) и неблагоприятного (γf, sup) воздействия нагрузки в комбинации. Когда нагрузку задают по EN 1990, то исходные значения коэффициентов определяются по таблице A1.2(B).
Категории
Распределение сочетаний нагрузок по категориям соответствует классификации нагрузок по таблице A1.1 стандарта EN 1990. В соответствии с этим переменным нагружающим состояниям присваиваются комбинирующие коэффициенты ψ0, ψ1 и ψ2. Категория «Пользовательское задание» позволяет задавать собственные значения коэффициентов. Выбор категории доступен только для сочетаний нагрузок, заданных в соответствии с EN 1990 (выбор стандарта в закладке «Материалы и стандарты»).
Комбинирующие коэффициенты
В основе исходных значений коэффициентов для составления комбинаций лежат положения стандарта EN 1990 и обусловлены категорией сочетания нагрузки. В пользовательских заданиях можно настраивать собственные значения коэффициентов. Для составления комбинаций использованы следующие коэффициенты:
ξ | — | Коэффициент редукции постоянных нагрузок в альтернативной комбинации — Коэффициент присваивается всем постоянным нагрузкам и использован при составлении альтернативных комбинаций для пределного состояния несущей способности (комбинация в соответствии с п. |
ψ0 | — | Коэффициент комбинационной величины — Коэффициент для переменных нагрузок, используется при составлении комбинаций для предельных состояний несущей способности и применимости |
ψ1 | — | Коэффициент частой величины — Коэффициент для переменных нагрузок, используется при составлении особых (случайных) комбинаций и комбинаций для предельных состояний применимости . |
ψ2 | Коэффициент квазипостоянной величины — Коэффициент для переменных нагрузок, используется при составлении случайных комбинаций и комбинаций для предельных состояний применимости. |
Эти коэффициенты комбинации доступны только для сочетания нагрузок, заданных в соответствии с EN 1990 (стандарт выбирают в рамке «Методы расчёта»).
Диалоговое окно «Новое сочетание нагрузок»
Что такое сочетания нагрузок и как их рассчитать?
Последнее обновление: 6 июня 2023 г.
Поскольку здания и сооружения должны выдерживать сильнейшие ураганы, аварии и сценарии комбинированных нагрузок, инженеры умножают нагрузки на коэффициенты безопасности и комбинируют различные нагрузки в так называемых сочетаниях нагрузок, чтобы убедиться, что конструкция не рушится.
Мы шаг за шагом покажем, как работают сочетания нагрузок, какие типы мы используем и как их рассчитать.
Прежде чем мы начнем: Не забудьте проверить наш генератор комбинаций нагрузки! 🚀🚀
Что такое сочетания нагрузок?
Комбинации нагрузок объединяют различные нагрузки, такие как снеговая, ветровая, статическая, сейсмическая и динамическая нагрузки, чтобы представить «реальный сценарий». Реальным сценарием является, например, результирующая сила сильного урагана. Установив все возможные комбинации нагрузок, мы найдем наихудший сценарий для элемента конструкции, который во многих случаях является самой большой нагрузкой.
Комбинации нагрузок в соответствии с Еврокодом состоят в основном из 3 компонентов:
- Характеристическое значение нагрузки (снеговая, ветровая, неподвижная, сейсмическая, динамическая нагрузка)
- Частный коэффициент $\gamma$
- Коэффициент для значения комбинации переменных нагрузок $\Psi_{0}$
Итак, давайте рассмотрим пример 😎
Нагрузки, действующие на плоскую крышу – Пример
Пример плоской крыши
Плоская крыша
Во-первых, давайте определим некоторые символы и значения для наших нагрузок.
$g_{k}$ | 1,08 кН/м2 | Характеристическое значение статической нагрузки |
$q_{k}$ | 1. 0 кН/м2 | Нормативное значение динамической нагрузки |
$s_{k}$ | 1,0 кН/м2 | Нормативное значение снеговой нагрузки |
$w_{k}$ | -1,0 кН/м2 | Нормативное значение ветровой нагрузки |
УЛС комбинации нагрузок
ULS означает максимальное предельное состояние. Из-за сочетаний нагрузок ULS элементы конструкции рассчитаны на изгиб, сдвиг, коробление и т. д.
Если вы хотите сэкономить время, воспользуйтесь нашим генератором сочетаний нагрузок, который автоматически создает сочетания нагрузок ULS. 🔥🔥
Согласно Еврокоду EN 1990 (6.10) сочетания нагрузок могут быть записаны как
LC1 | $\gamma_{g} * g_{k} $ | LC2 | $\gamma_{ g} * g_{k} + \gamma_{q} * q_{k}$ |
LC3 | $\gamma_{g} * g_{k} + \gamma_{q} * q_{k} + \ Psi_{0.![]() |
LC4 | $\gamma_{g} * g_{k} + \Psi_{0.q} * \gamma_{q} * q_{k} + \gamma_{q} * s_{k} $ |
LC5 | $\gamma_{g} * g_{k} + \gamma_{q} * q_{k} + \Psi_{0.s} * \gamma_{q} * s_{k} + \Psi_ {0.w} * \gamma_{q} * w_{k} $ |
LC6 | $\gamma_{g} * g_{k} + \Psi_{0.q} * \gamma_{q} * q_{k} + \gamma_{q} * s_{k} + \Psi_{0.w} * \gamma_{q} * w_{k} $ |
LC7 | $\gamma_{g} * g_ {k} + \Psi_{0.q} * \gamma_{q} * q_k + \Psi_{0.s} * \gamma_{q} * s_{k} + \gamma_{q} * w_{k} $ |
LC8 | $\gamma_{g} * g_{k} + \gamma_{q} * s_{k} $ |
LC9 | $\gamma_{g} * g_{k} + \ gamma_{q} * w_{k} $ |
LC10 | $\gamma_{g} * g_{k} + \gamma_{q} * s_{k} + \Psi_{0.w} * \gamma_ {q} * w_{k} $ |
LC11 | $\gamma_{g} * g_{k} + \gamma_{q} * w_{k} + \Psi_{0.s} * \gamma_{ q} * s_{k} $ |
LC12 | $\gamma_{g} * g_{k} + \gamma_{q} * q_{k} + \Psi_{0.![]() |
LC13 | $\gamma_g * g_k + \gamma_q * \Psi_{0.q} * q_k + \gamma_{q} * w_{k}$ |
LC14 |
Где
$\gamma_{g}$ | Частный коэффициент для постоянных нагрузок из таблицы A1.2(B) EN 1990 |
$ \gamma_{q}$ | Частный коэффициент для переменных нагрузок из таблицы A1.2(B) EN 1990 |
$\gamma_{g.inf}$ | Частичный коэффициент для постоянных нагрузок (нижнее значение) из таблицы A1.2(B) EN 1990 |
$\Psi_{0.q}$ | Коэффициент для комбинированного значения динамической нагрузки из таблицы A1.1 EN 1990 |
$\Psi_{0.s}$ | Коэффициент для комбинированного значения снеговой нагрузки из таблицы A1.1 EN 1990 |
$\Psi_{0.w}$ | Коэффициент для комбинированного значения ветровой нагрузки нагрузка из таблицы A1.![]() |
Для случая плоской крыши мы получаем следующие значения
$\gamma_{g}$ | 1,35 (неблагоприятный) |
$\gamma_{q}$ | 1,5 |
$\Psi_{0.q}$ | 0 |
$\Psi_{0.s}$ | 0,7 (Швеция) |
$\Psi_{0.w}$ | 0,6 |
90 002 Который теперь мы можем поместить в комбинации нагрузки.
Если вы не знаете, как применять различные нагрузки к крышам, то посмотрите мой пост о нагрузках и способах их применения (ссылка)😁 92}$
Уууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууууу?? Простите меня, если я где-то опечатался 🙏
Не волнуйтесь, вам не нужно каждый раз делать это вручную, потому что, к счастью, большинство программ FE делают это за нас.
Но если бы нам нужно было определить размеры деревянной балки для изгиба сейчас вручную, мы бы использовали наибольшее значение Комбинаций нагрузок, равное 4,0 кН/м2 (LC3), и сначала преобразовали его в линейную нагрузку (кН/м)
Предположим, что расстояние между балками 0,8 м, получаем следующую линейную нагрузку: 92} * 0,8 м = 3,2 \frac{kN}{m}$$
Эту линейную нагрузку теперь можно применить к нашей статической системе
ULS Расчетная нагрузка на свободно опертую балку.
Отлично. Итак, теперь мы можем перейти к определению размеров балки в следующем посте блога.
Комбинации нагрузок SLS
SLS означает предельное состояние работоспособности. Из-за сочетаний нагрузок SLS элементы конструкции рассчитаны на прогиб, трещины в бетоне, …
Во-первых, давайте посмотрим на характеристическую комбинацию нагрузки SLS .
В соответствии с EN 1990 (6.14b) сочетания характеристических нагрузок могут быть записаны как
LC1 | $g_{k} $ |
LC2 | $g_{k} + q_{k}$ |
LC3 | $g_{k} + q_{k} + \Psi_{0.s} * s_{k}$ |
LC4 | $g_{k} + q_{k} + \ Psi_{0.w} * w_{k}$ |
LC5 | $g_{k} + q_{k} + \Psi_{0.s} * s_{k} + \Psi_{0.w} * w_{k} $ |
LC6 | $g_{k} + \Psi_{0.q} * q_{k} + s_{k} + \Psi_{0.w} * w_{k} $ |
LC7 | $ g_{k} + \Psi_{0.![]() |
LC8 | $g_{k} + s_ {k} $ |
LC9 | $g_{k} + w_{k} $ |
LC10 | $g_{k} + s_{k} + \Psi_{0.w} * w_ { k} $ |
LC11 | $g_{k} + w_{k} + \Psi_{0.s} * s_{k} $ |
Теперь давайте перейдем к квазипостоянной комбинации нагрузки SLS .
Согласно EN 1990 (6.16b) сочетания квазипостоянных нагрузок могут быть записаны как.
LC1 | $g_{k} $ |
LC2 | $g_{k} + \Psi_{2.q} * q_{k} $ |
LC3 | $g_{ k} + \Psi_{2.q} * q_{k} + \Psi_{2.s} * s_{k}$ |
LC4 | $g_{k} + \Psi_{2.q} * q_{k} + \Psi_{2.w} * w_{k}$ |
LC5 | $g_{k} + \Psi_{2.q} * q_{k} + \Psi_{2.s} * s_{k} + \Psi_{2.w} * w_{k } $ |
LC6 | $g_{k} + \Psi_{2.![]() |
LC7 | $g_{k} + \Psi_{2.w} * ж_ {k} $ |
LC8 | $g_{k} + \Psi_{2.s} * s_{k} + \Psi_{2.w} * w_{k} $ |
Где
$\Psi_{2.q}$ | 0 |
$\Psi_{2.s}$ 92} $ |
Хорошо, этот пост получился длиннее, чем я думал 😅
Мы не рассмотрели случайных и частых комбинаций нагрузки , но как только у нас будет пример, где они нам понадобятся, мы также объясним их.
Обладая знаниями, которые у нас есть сейчас, мы можем измерить нашу первую деревянную балку в следующем посте. Надеюсь увидеть вас там 😁
Часто задаваемые вопросы по сочетаниям нагрузок
Почему важны сочетания нагрузок?
Сочетания нагрузок важны, поскольку они помогают обеспечить структурную целостность и безопасность здания или сооружения. Например, без учета сочетаний нагрузок конструкция может быть спроектирована так, чтобы выдерживать только один тип нагрузки (например, снег), но может разрушиться под действием другого типа нагрузки (например, ветра). Кроме того, нагрузки обычно никогда не действуют в одиночку; вместо этого несколько нагрузок действуют одновременно, и комбинации нагрузок учитывают это событие.
Как комбинация нагрузок влияет на расчет конструкции?
Комбинации нагрузок влияют на расчет конструкции, поскольку максимальные ожидаемые нагрузки определяют прочность и безопасность конструкции. Рассматривая различные комбинации нагрузок, вы можете гарантировать, что конструкция выдержит самые серьезные нагрузки и останется безопасной при использовании по назначению.
Расчетные сочетания нагрузок | Структурный мир
структурный мир
20 февраля 2018 г.
2 комментария
После определения расчетных нагрузок предлагаемого проекта необходимо определить соответствующие сочетания расчетных нагрузок. Как правило, комбинация нагрузок состоит из отдельных нагрузок, т. е. постоянной нагрузки, наложенной на постоянные нагрузки, и временных нагрузок, которые объединяются вместе, чтобы получить расчет прочности и расчет допустимого напряжения. В соответствии с определением кода ASCE7-10 (раздел 1.2.1) расчет прочности представляет собой произведение номинальной прочности и коэффициента сопротивления, в то время как расчет допустимого напряжения состоит из расчетных усилий, создаваемых в элементе факторизованными нагрузками, которые не должны превышать предел прочности элемента. прочность конструкции.
В каждом коде и стандарте конструкции есть свои рекомендации по сочетаниям нагрузок. В этой статье мы остановимся на сочетаниях расчетных нагрузок в соответствии с рекомендациями ASCE7-10 для базовых сочетаний расчетных нагрузок с учетом сочетаний сейсмических нагрузок UBC97. Следует иметь в виду, что использование расчетных нагрузок и комбинаций нагрузок зависит от утвержденных норм и стандартов, утвержденных вашими местными властями, обладающими соответствующей юрисдикцией.
Прежде чем перейти к спискам комбинаций нагрузок, давайте взглянем на следующие используемые символы:
- Ak= нагрузка или воздействие нагрузки в результате чрезвычайного события A
- D= статическая нагрузка
- Dt= вес льда
- E= Сейсмическая нагрузка
- H= боковая нагрузка от давления грунта
- L= динамическая нагрузка
- Lr= динамическая нагрузка на крышу
- R= дождевая нагрузка
- S= снеговая нагрузка
- T = самодеформирующаяся нагрузка
- Вт= ветровая нагрузка
- Wi=ветер на льду
КОМБИНАЦИИ НАГРУЗОК согласно ASCE7-10
В соответствии с разделом 2.3.2 ASCE7-10, здания и другие конструкции, компоненты и фундамент должны быть спроектированы таким образом, чтобы их расчетная прочность равнялась или превышала влияние учитываемых нагрузок в следующих сочетаниях. Они также известны как комбинации предельных нагрузок:
- 1.
4D
- 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr или S или R)
- 1.2D + 1.6(Lr или S или R) + (L или 0,5W)
- 1.2D + 1.0W + L+0.5(Lr или S или R)
- 1.2D + 1.0E + L +0.2S
- 0,9D + 1,0 Вт
- 0.9D + 1.0E
*Обычно в качестве статической нагрузки в дополнение к наложенной статической нагрузке (D+SDL) принимается D, и мы можем опустить нагрузки, которые не используем. Например, если снеговая нагрузка на нашем участке отсутствует, конечно, допустимо не учитывать ее в наших сочетаниях нагрузок.
В соответствии с разделом ASCE7-10, 2.4 объединение номинальных нагрузок с расчетом на допустимое напряжение выглядит следующим образом. Это также известно как комбинации сервисной нагрузки.
- Д
- Д + Л
- D + (Lr или S или R)
- D + 0,75L + 0,75 (Lr или S или R)
- D + (0,6W или 0,7E)
- D+ 0,75L + 0,75(0,6W) + 0,75(Lr или S или R)
- D+ 0,75L + 0,75(0,7E) + 0,75S
- 0,6Д + 0,6Вт
- 0.
6D + 0.7E
СОЧЕТАНИЯ НАГРУЗОК в соответствии с UBC-97
Согласно UBC-97, раздел 1612 (1612.2.2.1) Сочетания основных нагрузок следующие, если используется расчет прочности, конструкции и все их части должны противостоять наиболее критическим воздействиям от следующие факторизованные комбинации нагрузок или предельные комбинации нагрузок:
- 1.4D : (12-1)
- 1.2D + 1.6L +0,5 (Lr или S) : (12-2)
- 1.2D +1,6 (Lr или S) + ( f1 L или 0,8W) : (12-3)
- 1,2 D + 1,3 W + f1 L + 0,5 (Lr или S) : (12-4)
- 1.2 D + 1.0E + ( f1 L + f2 S) : (12-5)
- 0,9D ± (1,0E или 1,3W) : (12-6)
, где:
f1= 1,0 для полов в местах скопления людей, для временной нагрузки, превышающей 100 фунтов на квадратный фут (4,9 кН/м2), и для временной нагрузки в гараже.
= 0,5 для других временных нагрузок
f2 = 0,7 для конфигураций крыши (таких как зубья пилы), которые не сбрасывают конструкцию)
= 0,2 для других конфигураций крыши.
Когда используется расчет допустимого напряжения (расчет рабочего напряжения), необходимо учитывать следующее сочетание нагрузок. Это также известно как комбинации сервисной нагрузки.
- D : (12-7)
- D + L + (Lr или S) : (12-8)
- D + (W или E/1.4) :(12-9)
- 0.9D ± E/1.4 :(12-10)
- D + 0,75 [L+ (Lr или S) + (W или E/1,4)] :(12-11)
Особые комбинации сейсмических нагрузок также должны учитывать как расчет допустимого напряжения, так и расчет прочности в соответствии с UBC-9.7 раздел 1612.4 следующим образом:
- 1.2D + f1L + 1.0Em :(12-17)
- 0,9D ± 1,0Em :(12-18)
Сейсмические нагрузки и требования к моделированию:
В соответствии с разделом 1630 (1630. 1.1) UBC-97 Конструкции должны быть рассчитаны на движение грунта, вызывающее реакцию конструкции и сейсмические силы в любом горизонтальном направлении. В сочетаниях нагрузок, указанных в разделе 1612, должны использоваться следующие сейсмические нагрузки.
E = ρE h +E v : (30-1)
E m = ΩoE h : (30-1) 9 0003
где:
ρ = коэффициент избыточности, обычно принимаемый равным 1,0 по формуле :
E h = сейсмическая нагрузка от базового сдвига, V.
E v = ±0,5°C и может принимается равным нулю для расчета допустимого напряжения
Ωo = коэффициент сейсмического усиления, как указано в ТАБЛИЦЕ 16-N ниже:
Комбинации нагрузок ветрового сноса
Ветровой снос можно проверить в соответствии с комбинациями нагрузок, указанными в комментарии ASCE7-10 (CC-3):
1.0D + 0.5L + 0.7W
900 02 Вышеуказанная нагрузка комбинации основаны на ASCE7-10 и UBC-97.