Нормативные нагрузки - то нагрузки qn (Fn), соответствующие условиям нормальной эксплуатации конструкций, зданий и сооружений. Они отражают результаты
многолетних климатических наблюдений (например, снеговая и ветровая
нагрузки), паспортные характеристики оборудования (например, вертикальные и горизонтальные усилия от мостовых кранов), номинальный
вес конструкций, материалов, технологического оборудования и т.д.
Кстати, нормативный объемный вес тяжелого бетона равен 24 кН/м3
, стали – 78,5кН/м3
, а железобетона – 25 кН/м3
.
Расчетные нагрузки. Реальные нагрузки могут отличаться от нормативных в большую
или меньшую стороны. Например, снеговая нагрузка может превысить
нормативную в особо снежную зиму, а нагрузка от собственного веса
железобетонного элемента может превысить нормативную вследствие
неточности изготовления или увеличения плотности бетона по сравнению с проектными. Все эти отклонения учитываются коэффициентом
надежности по нагрузке γf
. Умножая на него нормативную нагрузку, получают расчетную нагрузку: qn× γf = q (или Fn × γf
= F). Чем больше вероятность изменения (изменчивость) нагрузки, тем выше значение γf : самое
высокое (1,4) – для снеговой и ветровой нагрузки, самое низкое (1,05) –
для собственного веса металлических конструкций. Для веса железобетонных конструкций из тяжелого бетона γf = 1,1.
Когда то коэффициент надежности по нагрузке назывался коэффициентом перегрузки – термином более понятным, но не совсем точным.
Дело в том, что в целом ряде случаев неблагоприятным является отклонение нагрузки не в большую, а в меньшую сторону, т.е. не перегрузка, а
недогрузка. Тогда назначают γf < 1 (например, для собственного веса конструкции при расчете ее на устойчивость от опрокидывания или сдвига).
Когда используют нормативные и расчетные нагрузки ?
Потеря несущей способности конструкций (прочности, устойчивости и т.п.) чревата тяжелыми последствиями, поэтому в расчете по 1-й группе предельных состояний используют не только расчетные сопротивления материалов (взятые с запасом
по отношению к нормативным), но и расчетные нагрузки (также взятые с
запасом по отношению к нормативным). Короче говоря, запасы вводят с
двух сторон.
При расчете по 2-й группе (деформации, трещиностойкость) используют нормативные нагрузки. Исключение составляют элементы 1-й категории трещиностойкости, которые по образованию трещин рассчитывают
на воздействие расчетных нагрузок – образование трещин в них приводит
к утрате эксплуатационных свойств.