Sarcini care acționează asupra structurilor și structurilor: clasificare și combinații. Desen Cum sunt subdivizate sarcinile în funcție de impact

Activitatea fizică corect dozată are un efect benefic asupra organismului. Acestea vă permit să obțineți o figură ideală, să creșteți tonusul muscular și chiar să consolidați sistemul imunitar uman. Totuși, pentru a obține rezultatul dorit, trebuie să compuneți corect un set de exerciții și să alegeți intensitatea lor optimă. Ce tipuri de activitate fizică există și în ce scopuri sunt cele mai potrivite, vom spune în articolul nostru.

Clasificarea încărcăturii

Activitățile sportive se desfășoară într-un scop specific. Aceasta poate sprijini tonusul muscular, pierderea în greutate, recuperarea unei accidentări sau pregătirea pentru sport. În fiecare caz, tipurile de efort fizic și intensitatea lor vor fi diferite, astfel încât acestea sunt de obicei împărțite în funcție de următoarea clasificare:

  • aerobic;
  • anaerob;
  • interval;
  • hipoxic.

Corpul nostru este supus la unele dintre aceste încărcări zilnic, în timp ce altele pot depăși complet puterea unui atlet novice. Să analizăm diferențele dintre fiecare specie și pentru ce sarcini ar trebui să alegeți una sau alta opțiune.

Grup de exerciții aerobice

Exercitiul aerobic (sau cardio) este un complex de exercitii simple care au ca scop imbogatirea celulelor cu cantitatea necesara de oxigen, cresterea apararii organismului si antrenarea stabilitatii acestuia.

Corpul nostru este expus zilnic la aceste încărcături: în timpul unei călătorii în magazin, în procesul de curățare a apartamentului, în drum spre muncă și în timpul mersului. De asemenea, includeți:

  • plimbare cu bicicleta;
  • sporturi acvatice;
  • schi, patinaj, patinaj;
  • gimnastica zilnica;
  • urcând pe scări;
  • cursuri de dans etc.

Acest grup include aproape toate opțiunile pentru distracție activă. Pentru a sprijini corpul în formă bună, aceasta este o formă ideală de activitate fizică.

Exercițiul aerobic este considerat cel mai sigur. Acestea pot fi efectuate de persoane de diferite vârste, indiferent de nivelul de pregătire. Pacienților care au suferit leziuni severe și au boli cronice li se recomandă tocmai astfel de sarcini. Cu toate acestea, în acest caz, intensitatea claselor și reacția corpului ar trebui să fie strict controlate de medicul curant.

Exerciții și metode anaerobe pentru implementarea lor

Grupul de exerciții anaerobe include tipuri de activitate fizică, caracterizate prin severitate și intensitate crescută. Acestea includ cele efectuate de sportivi pentru a crește masa musculară și pentru a antrena rezistența corpului.

Exercițiile sunt efectuate folosind gantere grele, bare și diverse simulatoare. Esența lor principală este mișcarea gravitației pe termen scurt, fără a mișca corpul. Rezultatul final este o creștere semnificativă a țesutului muscular și a indicatorilor de rezistență mare. Cu toate acestea, trebuie să știți că în procesul de creștere rapidă a volumului muscular, elasticitatea acestora este semnificativ redusă.

Exercițiul anaerob are contraindicații și nu este recomandat persoanelor de peste 40 de ani. Cu toate acestea, este posibil să efectuați exerciții cu greutăți moderate, permițându-vă să mențineți corpul într-o formă fizică bună: ridicați ganterele până la 5 kg, folosiți cauciuc sau extensoare cu arc.

Grup de exerciții intervale: care sunt caracteristicile lor?

În timpul antrenamentelor, sportivii pot alterna și combina diferite tipuri de activitate fizică (și intensitatea acestora). În acest caz, ei vorbesc despre încărcarea pe intervale, când clasele includ elemente de primul și al doilea fel.

De exemplu, bărbații tineri și sănătoși implicați într-un sport greu, este obligatoriu să efectueze exerciții aerobe. Adică, în timpul antrenamentului lor, alternanța exercițiilor grele și alergarea ușoară. În același timp, sportivii pot utiliza în plus sarcini mari care afectează un anumit grup muscular. În sport, tipurile de activitate fizică alternează constant, mai ales atunci când vine vorba de pregătire profesională.

Sarcina hipoxică

Sunt utilizate pentru antrenamentul de anduranță al sportivilor profesioniști. Stresul hipoxic se referă la exerciții fizice grele, deoarece acestea sunt efectuate în condiții de deficit de oxigen, atunci când o persoană este la limita abilităților sale.

Scopul principal al acestui tip de antrenament este de a reduce la minimum procesul de aclimatizare a corpului într-un mediu neobișnuit. folosit pentru a antrena sistemul respirator al alpiniștilor, care locuiesc adesea în condiții de altitudine mare, unde

Principiul alegerii tipurilor de activitate fizică (după natura impactului)

Alegerea corectă a exercițiilor optime este cheia obținerii rezultatului dorit. De aceea, înainte de a începe antrenamentul, trebuie să definiți clar obiectivul final. Ar putea fi:

  • reabilitare după răni, operații și boli cronice;
  • recuperarea și refacerea forței, ameliorarea stresului după o zi grea;
  • menținerea corpului în formă fizică existentă;
  • creșterea rezistenței și creșterea rezistenței corpului.

Alegerea sarcinii în a doua și a treia opțiune nu provoacă de obicei dificultăți. Dar exercițiile cu un scop terapeutic de a alege independent este mult mai dificil. Gândindu-mă la ce tipuri de activitate fizică sunt restabilite cel mai eficient, ar trebui să ținem seama de starea actuală și de capacitățile unei persoane.

Același exercițiu poate fi foarte eficient pentru un sportiv în formă fizică moderată și este absolut inutil pentru un sportiv începător. Prin urmare, alegerea unui program de antrenament ar trebui să se bazeze pe principiul încărcărilor pragului și este mai bine dacă antrenorul cunoaște bine starea și capacitățile sportivului.

Tipuri de sarcini

Pe lângă clasificarea de bază a antrenamentului, există o împărțire a exercițiilor în mai multe tipuri. Fiecare dintre ele are ca scop dezvoltarea unei calități specifice.

Prin natura efectului asupra corpului, există mai multe tipuri principale de activitate fizică:

  • putere;
  • viteza mare;
  • pe flexibilitate;
  • să dezvolte abilități de agilitate și coordonare.

Pentru a obține beneficiile maxime de la formare, acestea trebuie efectuate în conformitate cu anumite reguli, despre care vom discuta mai jos.

Exerciții de forță

Exercițiile de forță ajută la menținerea corpului în formă bună, încetinesc procesul de îmbătrânire a țesuturilor, împiedică dezvoltarea diferitelor boli cardiovasculare. Este important ca toată lumea să primească o încărcătură, deoarece țesuturile inactive pierd substanțele necesare, ceea ce duce la îmbătrânirea lor.

Un efect pozitiv din exercițiile de forță este obținut dacă încărcătura crește treptat, dar în același timp corespunde stării de sănătate a omului. Sarcina încărcăturilor și repetarea acestora ar trebui să crească treptat. Exercitiile cu un numar necontrolat de repetari sunt absolut esuate pentru rezistenta la antrenament si rezistenta.

În exercițiile de agrement, activitatea fizică (clasificarea și tipurile de care sunt prescrise de medic) se bazează pe sarcini nesaturate și un număr clar de repetări stabilite. Această metodă de selectare a încărcărilor vă permite să obțineți un rezultat și să evitați rănirile.

În stadiile inițiale ale antrenamentului, greutățile trebuie utilizate nu mai mult de 40% din maximul necesar în funcție de starea corpului. În plus, sarcina poate fi selectată astfel încât numărul maxim de repetări ale exercițiului să fie de aproximativ 8-12 ori. Iar pentru mușchii antebrațului, gâtului, piciorului inferior și abdomenului ar ajunge de 15-20 de ori (cu pauze între seturi de 1-3 minute).

Sarcini de mare viteză

O astfel de pregătire nu necesită o persoană cu o rezistență mare și stres puternic. Au un efect pozitiv atât asupra organismului tânăr, cât și asupra îmbătrânirii. În ultimul caz, exercițiile de viteză sunt considerate în special relevante. La urma urmei, semnul principal al unui organism de ofilire este nu numai dispariția funcțiilor motorii, ci și încetinirea mișcărilor.

Sarcinile de mare viteză nu trebuie efectuate mai mult de 10-15 secunde. Exercițiile lungi (30 până la 90 de secunde) trebuie efectuate cu o scădere a puterii. Exact astfel de exerciții, alternând cu intervale de timp scurte pentru repaus, maximizează încetinirea îmbătrânirii celulelor. Pentru a sprijini corpul într-o formă optimă, se recomandă efectuarea de exerciții de viteză în timpul fiecărui exercițiu.

Beneficiile elasticității mușchilor, ligamentelor, articulațiilor

Exercițiile de flexibilitate sunt cele mai populare tipuri de încărcături, care includ copiii de școală din cele mai tinere clase. Astfel de sarcini contribuie la menținerea flexibilității și mobilității articulațiilor și coloanei vertebrale. În plus, efectele pozitive ale acestor încărcături includ:

  • prevenirea uzurii excesive a articulațiilor;
  • prevenirea dezvoltării artritei;
  • îmbunătățirea stării sacului articular;
  • prevenirea osteocondrozei.

Elasticitatea mușchilor, articulațiilor și ligamentelor reduce semnificativ riscul de rănire, contribuie la recuperarea rapidă a țesutului muscular după efort fizic. Exercitiile de flexibilitate relaxeaza perfect muschii, imbunatatesc tonusul lor.

Absența unor astfel de încărcături duce la înrobirea țesuturilor. Energia care ar putea fi folosită pentru recuperare este irosită, iar mușchiul în sine suferă de o lipsă de oxigen.

Ce altă pregătire este necesară

Abilitatea de abilitate și coordonare nu sunt calități mai puțin importante cerute de o persoană de-a lungul vieții. În absența unui antrenament sistematic, aceste abilități scad treptat. Ce tipuri de activități fizice trebuie incluse în antrenament pentru a dezvolta aceste abilități? Totul este la fel de simplu. Diverse jocuri sportive vor fi cea mai bună opțiune: tenis, tenis de masă, badminton etc.

Sporturile ușoare antrenează foarte bine agilitatea și reprezintă o bună prevenire a bolilor cardiovasculare. Astfel de sarcini nu au restricții de vârstă, dar este foarte dificil să le dozați. Din acest motiv, în procesul de antrenament, trebuie să vă controlați propria respirație și să monitorizați ritmul cardiac.

Antrenamentul de dexteritate cu ajutorul jocurilor sportive crește semnificativ abilitățile de adaptare ale corpului, iar exercițiile care necesită o atenție constantă antrenează bine reacția mentală. O persoană începe să ia decizii complexe mai repede și acționează mai repede în situații neprevăzute.

După cum am văzut, orice fel de activitate fizică poate afecta pozitiv o persoană. Cu toate acestea, pentru a obține rezultate maxime, antrenamentul ar trebui să fie sistematic și să includă mai multe tipuri de exerciții în același timp. Astfel, este posibil să se asigure un grad ridicat de rezistență a organismului la factorii adverse, precum și să se dezvolte și să se îmbunătățească constant abilitățile noi. Principalul lucru este să vă amintiți, indiferent de tipul de încărcare alegeți, este întotdeauna important să cunoașteți măsura!

Ați decis, de exemplu, să vă faceți o casă. În mod independent, fără implicarea arhitecților, proiectanților. Și la un moment dat, de obicei aproape imediat, este necesar să se calculeze greutatea acestei case. Și apoi începe o serie de întrebări: care este magnitudinea sarcinii de zăpadă, ce fel de sarcină trebuie să reziste plafonul, ce coeficient trebuie utilizat în calculul elementelor din lemn. Dar înainte de a da numere specifice, trebuie să înțelegeți care este relația dintre durata sarcinii și amploarea acesteia.
În general, încărcările sunt împărțite în permanente și temporare. Și temporar, la rândul său, pe termen lung, pe termen scurt și instantaneu. Cu siguranță, un cititor nepregătit va avea o întrebare: care este, de fapt, diferența, cum se clasifică sarcina? Luați, de exemplu, sarcina pe podea. SNiP a prescris valoarea standard de 150 kgf pe metru pătrat. Cu o citire atentă a documentului, este ușor de observat că 150 kgf / m² (valoare standard completă) sunt utilizate în clasificarea încărcăturii drept „pe termen scurt”, dar dacă o clasificăm drept „pe termen lung”, atunci sarcina pe tavan este deja luată doar de 30 kgf / m²! De ce se întâmplă asta? Răspunsul se află în profunzimea teoriei probabilității, dar pentru simplitate voi explica prin exemplu. Imaginați-vă greutatea tuturor lucrurilor din camera dvs. S-ar putea să fii un colecționar de copertine de fontă din fontă, dar statistic, dacă te uiți la mii de camere ale unor persoane diferite, atunci în medie, oamenii sunt limitați la o jumătate de tonă de toate tipurile de obiecte pe cameră de 17 m². Jumătate de tone nu este suficient pentru o cameră! Dar împărțind sarcina pe suprafață obținem doar 30 kg / m². Cifra este confirmată statistic și fixată în SNiP. Acum imaginați-vă că (cu o greutate de 80 kg) intrați într-o cameră, așezați-vă pe un scaun (care cântărește 20 kg) și o soție (care cântărește 50 kg) se așază pe poală. Se dovedește că o sarcină de 150 kg acționează pe o suprafață destul de mică. Desigur, puteți să vă deplasați întotdeauna în jurul apartamentului într-un astfel de tandem, sau doar să cântăriți singuri toți 150 kg, dar nu puteți sta liniștit timp de 10 ani. Aceasta înseamnă că creați o sarcină de 150 kg de fiecare dată într-un loc diferit, în timp ce în alt loc această sarcină nu este. Acestea. pe termen lung nu veți depăși 500 kg pe 17 m² sau 30 kg / m², dar pe termen scurt puteți crea o încărcare de 150 kg / m². Și dacă te ocupi de trambulinarea cu o greutate de 150 kg - atunci aceasta va fi deja o sarcină „instantanee”, iar calculul acesteia se bazează pe caracteristici individuale, deoarece pur și simplu nu există statistici pentru astfel de cazuri.

Deci, cu diferența dintre termeni puțin înțeleși, acum la întrebarea: care este diferența pentru noi, ca designeri? Dacă apăsați pe tablă cu o masă mică de zeci de ani - încă se îndoaie și dacă apasă mai tare și apoi o eliberezi - placa va reveni la starea inițială. Tocmai acest efect este luat în considerare prin alocarea de clase de sarcină la calcularea rezistenței lemnului.

Toate informațiile pentru articol sunt furnizate de la SNiP 2.01.07-85 "Sarcini și efecte" . Deoarece sunt un susținător al construcției de locuințe din lemn, mă voi referi și la un caz special de clasificare a încărcăturii conform celui actual pentru 2017 și voi menționa și Eurocodul EN 1991.

Clasificarea încărcărilor conform SNiP 2.01.07-85

În funcție de durata acțiunii încărcărilor, trebuie să se distingă sarcinile permanente și temporare

​

Sarcini constante

    greutatea părților structurilor, inclusiv greutatea de susținere și închidere a structurilor de construcții;

    greutatea și presiunea solurilor (terasamente, umpluturi), presiunea rocilor;

    presiune hidrostatica;

    forțele de pretensionare care sunt reținute în structură sau bază ar trebui să fie, de asemenea, luate în considerare în calcule ca forțe din sarcini constante.

Sarcina temporară

Sarcinile temporare sunt împărțite în trei clase:

1. Sarcini lungi

    greutatea despărțirilor temporare, a suprafeței și a betonului sub echipament;

    greutatea echipamentelor staționare: mașini, aparate, motoare, rezervoare, conducte cu fitinguri, piese de sprijin și izolare, transportoare cu curea, mașini de ridicare permanente cu frânghiile și ghidajele lor, precum și greutatea lichidelor și solidelor care umplu echipamentul;

    presiunea gazelor, lichidelor și solidelor în vrac în rezervoare și conducte, suprapresiunea și rarefierea aerului care rezultă din ventilația minelor;

    încărcături pe podele din materiale depozitate și echipamente de rafturi în depozite, frigidere, granaje, depozite de cărți, arhive și încăperi similare;

    efectele tehnologice ale temperaturii din echipamentele staționare;

    greutatea stratului de apă pe acoperirile plate umplute cu apă;

    ponderea depozitelor industriale de praf, dacă acumularea lor nu este exclusă prin măsuri adecvate;

    încărcarea de la oameni cu valori de reglementare reduse;

    sarcini de zăpadă cu o valoare standard redusă, determinată de înmulțirea valorii standard complete cu un factor:

    • 0,3 - pentru regiunea III de zăpadă,

      0,5 - pentru districtul IV;

      0,6 - pentru regiunile V și VI;

    efecte climatice de temperatură cu valori standard reduse;

    impacturi cauzate de deformări ale bazei, care nu sunt însoțite de o schimbare radicală a structurii solului, precum și de decongelarea solurilor permafrost;

    impacturi datorate modificărilor umidității, contracției și fluajului de materiale.

2. Sarcini pe termen scurt

    încărcări de echipamente care apar în modurile de pornire, tranziție și testare, precum și în timpul reamenajării sau înlocuirii acestuia;

    greutatea oamenilor, materiale de reparație în zonele de întreținere și reparație a echipamentelor;

    încărcarea de la oameni, animale, echipamente pentru podele din clădiri rezidențiale, publice și agricole cu valori de reglementare complete;

    încărcături de la echipamentele mobile de manipulare (stivuitoare, mașini electrice, macarale de stivuire, elevatoare, precum și macarale aeriene și aeriene cu valoare standard completă);

    sarcini de zăpadă cu valoare reglatoare completă;

    efecte climatice de temperatură cu valoare reglatoare completă;

    sarcini de vânt;

    încărcături de gheață.

3. Sarcini speciale

    efecte seismice;

    efecte explozive;

    încărcături cauzate de încălcări bruște ale procesului, defecțiuni temporare sau defecțiuni ale echipamentului;

    impacturi cauzate de deformări ale bazei, însoțite de o schimbare radicală a structurii solului (la înmuierea solurilor de subsidență) sau de dependența acestuia în zonele de lucru ale minelor și în carst.

Sarcinile de reglementare menționate mai sus sunt prezentate în tabel:

În versiunea actualizată a acestui document pentru 2011, valorile standard mai mici ale încărcărilor distribuite uniform sunt determinate prin înmulțirea valorilor standard complete cu un factor de 0,35.
O astfel de clasificare a fost adoptată de ceva timp și a reușit deja să se rădăcinească în mințile „inginerului post-sovietic”. Cu toate acestea, treptat, după toată Europa, trecem la așa-numitele Eurocoduri.

Clasificarea încărcăturilor în conformitate cu Eurocode EN 1991

Conform Eurocodului, totul este ceva mai divers și complicat. Toate efectele calculate trebuie luate în conformitate cu secțiunile relevante din EN 1991:

    EN 1991-1-1 Greutate specifică, sarcini permanente și temporare

    EN 1991-1-3 Încărcare de zăpadă

    EN 1991-1-4 Efectele vântului

    EN 1991-1-5 Efecte asupra temperaturii

    EN 1991-1-6 Impacturi în timpul lucrărilor de construcție

    EN 1991-1-7 Impacturi speciale

În conformitate cu TCH EN 1990, atunci când se iau în considerare impacturile, se aplică următoarea clasificare:

    expunere continuă G. De exemplu, efectele greutății moarte, echipamentului staționar, partițiilor interne, decorațiunilor și efectelor indirecte ca urmare a contracției și / sau a precipitațiilor;

    variabile de expunere Q. De exemplu, sarcinile utile aplicate, vânt, zăpadă și sarcini de temperatură;

    efecte speciale A. De exemplu, sarcini din explozii și denivelări.

Dacă cu o expunere constantă, totul este mai mult sau mai puțin clar (trebuie doar să ia volumul materialului și să-l înmulțești cu densitatea medie a acestui material, etc. pentru fiecare material din construcția casei), atunci efectele variabile necesită explicații. Nu voi avea în vedere impacturi speciale în contextul construcțiilor private.
Conform Eurocode, amploarea impactului este caracterizată de categoriile de utilizare a clădirii conform tabelului 6.1:

În ciuda tuturor informațiilor furnizate, Eurocodul implică utilizarea aplicațiilor naționale dezvoltate pentru fiecare secțiune a Eurocodului individual în fiecare țară folosind acest Eurocod. Aceste aplicații iau în considerare diverse caracteristici climatice, geologice, istorice și alte caracteristici ale fiecărei țări, permițând totuși să respecte reguli și standarde uniforme în calculul proiectării. Există o anexă națională la Eurocodul EN1991-1-1 și se referă integral și complet la SNiP 2.01.07-85, despre care se discută în prima parte a acestui articol, în ceea ce privește valorile de încărcare.

Clasificarea încărcăturilor în proiectarea structurilor din lemn conform Eurocodului EN1995-1-1

Pentru 2017, un document bazat pe eurocod este valabil în Belarus TKP EN 1995-1-1-2009 "Proiectarea structurilor din lemn" . Întrucât documentul se referă la Eurocodes, clasificarea anterioară conform EN 1991 este complet aplicabilă structurilor din lemn, dar are o clarificare suplimentară. Deci, din punct de vedere al rezistenței și al adecvării la utilizare, trebuie să se țină seama de durata încărcăturii și de efectul umidității!

Clasele de durată a acțiunii încărcărilor se caracterizează prin efectul unei sarcini constante care acționează într-o anumită perioadă de timp în timpul funcționării structurii. Pentru un impact variabil, clasa corespunzătoare este determinată pe baza evaluării interacțiunii dintre variația tipică a sarcinii și timpul.

Aceasta este o clasificare generală recomandată de Eurocod, dar structura Eurocodurilor, așa cum am menționat, implică utilizarea aplicațiilor naționale dezvoltate individual în fiecare țară și, desigur, această aplicație este disponibilă și pentru Belarus. Clasificarea duratei este ușor redusă în ea:

Această clasificare este corelată suficient cu clasificarea conform SNiP 2.01.07-85.


De ce trebuie să știm toate acestea?
  • Efect asupra rezistenței lemnului

În contextul proiectării și calculului unei case din lemn și oricare dintre elementele sale, clasificarea încărcăturilor împreună cu clasa de funcționare este importantă și poate schimba mai mult decât dubla (!) Rezistența proiectării lemnului. De exemplu, toate valorile de rezistență calculate ale lemnului, printre alți factori, sunt înmulțite cu așa-numitul coeficient de modificare a kmodului:

După cum se poate observa din tabel, în funcție de clasa duratei de încărcare și de condițiile de funcționare, aceeași placă din clasa I este capabilă să reziste la sarcină, de exemplu, comprimând 16,8 MPa în timpul expunerii pe termen scurt într-o cameră încălzită și doar 9,1 MPa la sarcină constantă în condițiile de operare de gradul al cincilea.

  • Efect asupra rezistenței armăturii compozite

La proiectarea fundațiilor și grinzilor din beton armat, uneori se utilizează armarea compozită. Și dacă durata încărcărilor nu are un efect semnificativ asupra armăturii din oțel, atunci cu compozitul totul este foarte diferit. Coeficienții influenței duratei sarcinii pentru cutia de viteze automată sunt prezentați în apendicele A la SP63,13330:

În formula de calcul a rezistenței la tracțiune dată în tabelul de mai sus, există un coeficient yf - acesta este coeficientul de fiabilitate a materialului, luat atunci când se calculează prin stările limită ale celui de-al doilea grup egal cu 1, și atunci când este calculat de primul grup - egal cu 1,5. De exemplu, într-un fascicul în aer liber, rezistența armăturii din fibră de sticlă poate fi de 800 * 0,7 * 1/1 \u003d 560 MPa, dar cu o sarcină lungă de 800 * 0,7 * 0,3 / 1 \u003d 168 MPa.

  • Impact asupra sarcinii distribuite

Conform SNiP 2.01.07-85, încărcările de la oameni, animale, echipamente de pe etajele clădirilor rezidențiale, publice și agricole sunt acceptate cu o valoare standard redusă, dacă atribuim aceste sarcini celor lungi. Dacă le clasificăm drept pe termen scurt, atunci acceptăm valorile standard complete ale încărcărilor. Astfel de diferențe sunt formate din teoria probabilităților și calculate matematic, dar în Codul de practică sunt prezentate sub formă de răspunsuri și recomandări pregătite. Clasificarea are același efect asupra încărcăturilor de zăpadă, dar voi lua în considerare încărcările de zăpadă într-un alt articol.

Ce trebuie luat în considerare?

Ne-am gândit deja puțin cu clasificarea încărcărilor și am realizat că încărcările pe podele și încărcările de zăpadă sunt sarcini temporare, dar în același timp pot fi atât pe termen lung, cât și pe termen scurt. Mai mult, dimensiunea lor poate varia semnificativ în funcție de ce clasă le vom clasifica. Este într-adevăr atât de important că o decizie depinde de dorința noastră? Desigur că nu!
În TKP EN 1995-1-1-2009 „Proiectarea structurilor din lemn” există următoarea cerință: dacă combinația de încărcare constă din acțiuni care aparțin diferitelor clase de durată a încărcării, trebuie să aplicați valoarea factorilor de modificare, care corespunde efectului unei durate mai scurte, de exemplu, combinație între greutatea moartă și sarcina pe termen scurt, se aplică valoarea coeficientului corespunzător sarcinii pe termen scurt.
În SP 22.13330.2011 „Bazele clădirilor și structurilor”, indicația este următoarea: încărcările pe podele și sarcinile de zăpadă, care conform SP 20.13330 pot fi atât pe termen lung, cât și pe termen scurt, atunci când se calculează bazele capacității de rulare, sunt considerate pe termen scurt, și atunci când se calculează pentru deformări - lung. În ambele cazuri, încărcările de la echipamentele mobile de manipulare sunt considerate pe termen scurt.

1.2. Clasificarea forțelor externe și a elementelor structurale

Forțele externe care acționează asupra elementelor structurale ", așa cum se știe din cursul mecanicii teoretice, sunt împărțite în active și reactive (reacții de legătură). Forțele active active sunt de obicei numite. Originea și natura încărcăturii sunt determinate de scopul, condițiile de lucru și caracteristicile de proiectare a celor considerate articol.De exemplu, pentru arborele de antrenare prezentat în fig. 1.8, sarcinile sunt forțele care acționează asupra dinților roții și tensiunea ramurilor curelei, precum și gravitatea arborelui în sine și a părților montate pe acesta (roata de transmisie și scripete).

Pentru tijele fermei macaralei de pod (Fig. 1.9), sarcinile principale sunt gravitatea sarcinii și a căruciorului; gravitatea fermei este mai puțin importantă.

Sarcina principală a tamburului cazanului de aburi este presiunea aburului din ea.

Dacă elementul structural considerat se mișcă cu accelerație, atunci forțele de inerție aparțin și numărului de sarcini care acționează asupra lui.

Forțele gravitaționale ale acestei părți a structurii și forțele de inerție care decurg din mișcarea ei accelerată sunt salam voluminosadică acționează asupra fiecărui element de volum infinit de mic. Sarcinile transmise de la un element structural la altul se numără printre forțele de suprafață.

Snlurile superficiale sunt împărțite în concentrate în distribuite.Trebuie amintit că forțele concentrate, desigur, nu există - aceasta este o abstractizare introdusă pentru comoditatea calculelor tehnice. O forță este considerată concentrată dacă este transmisă unei părți de-a lungul unui site ale cărei dimensiuni sunt neglijabile în comparație cu dimensiunile elementului structural în sine. De exemplu, forța de presiune a roții unei mașini pe o șină poate fi considerată concentrată, deoarece, deși roata și șina sunt deformate la punctul de contact, dimensiunile platformei rezultate din această deformare sunt neglijabile atât în \u200b\u200braport cu șina, cât și cu roata.

Sarcinile distribuite pe o anumită suprafață sunt caracterizate de presiuneadică raportul dintre forța care acționează asupra elementului de suprafață este normal pentru acesta, față de aria acestui element și, prin urmare, sunt exprimate în pascali (1 Pa \u003d 1 N / m ~), MPa etc.

În multe cazuri, este necesar să se întâlnească sarcini distribuite pe lungimea elementului structural. de exemplu, putem vorbi despre forța de greutate a unei lungimi unitare a unui fascicul, în timp ce dacă secțiunea transversală a fasciculului nu este constantă, atunci forța de gravitație a unei unități de lungime va fi variabilă.

Sarcina distribuită pe lungime este caracterizată intensitatede obicei notat cu q și exprimat în unități de forță, referit la unități de lungime: N / m, kN / m etc.

După natură, se schimbă schimbările de timp: sarcini staticecrește lent și lin de la zero la valoarea finală; După ce au ajuns, nu se schimbă mai departe. Un exemplu este forțele centrifuge în timpul accelerației și în timpul rotirii uniforme ulterioare a unui rotor;

sarcini repetateschimbându-se în mod repetat în timp conform uneia sau altei legi. Un exemplu de astfel de sarcină este forța care acționează asupra dinților angrenajului;

sarcini de scurtă duratăaplicat pe structură imediat sau chiar cu viteza inițială în momentul contactului (aceste sarcini sunt adesea numite dinamicsau tobe).Un exemplu de șoc este, de exemplu, sarcina percepută de părțile ciocanului de abur în timpul forjării.

Problema legăturilor și reacțiile acestora este considerată suficient de detaliată în cursul mecanicii teoretice. Aici ne restrângem doar la un memento al celor mai comune tipuri de conexiuni.

Suport articulat(suport conectat pur și simplu) este reprezentat schematic, așa cum se arată în Fig. 1.10, a. Reacția unui astfel de suport este întotdeauna perpendiculară pe suprafața de sprijin.

Suport articulat(suport biconectat) este prezentat schematic în Fig. 1.10, b. Reacția suportului fixat pivot trece. centrul balamalei, iar direcția acesteia depinde de forțele active. În loc să găsiți valoarea și direcția numerică a acestei reacții, este mai convenabil să căutați separat cele două componente ale sale.

În formă potrivită(suport cu trei legături) apare o pereche de forțe reactive (moment) și o forță reactivă; acesta din urmă este mai convenabil să fie prezentat sub forma celor două componente ale sale (Fig. 1.11).

Dacă o tijă cu balamale la capete servește ca o legătură (Fig. 1.12), atunci reacția este direcționată de-a lungul axei sale, adică tija în sine funcționează în tensiune sau compresie.

Formele elementelor structurale sunt extrem de diverse, dar cu un grad mai mare sau mai mic de precizie, fiecare dintre ele poate fi considerată în calcul fie ca o bară, fie ca o cochilie sau placă, fie ca un tablou.

În ceea ce privește rezistența materialelor, sunt studiate în principal metodele de calcul al rezistenței, rigidității și stabilității unui fascicul, adică a unui corp, a cărui dimensiune este mică, comparativ cu a treia (lungime). Imaginează-ți o figură plană care se deplasează de-a lungul unei anumite linii în așa fel încât centrul de greutate al figurii să fie pe această linie, iar planul figurii să fie perpendicular pe ea. Corpul obținut ca urmare a unei astfel de mișcări este o bară (Fig. 1.13).

Figura plană, mișcarea din care este format fasciculul, este a sa secțiune transversalăiar linia de-a lungul căreia se mișcă centrul de greutate este axa fasciculului.

Axa fasciculului este locația geometrică a centrelor de greutate ale secțiunilor sale transversale.În funcție de forma axei fasciculului și de cum se modifică (sau rămâne constantă) secțiunea sa transversală, distingeți drept și curbatbare cu o secțiune transversală constantă, continuă sau în trepte (Fig. 1.14). Ca câteva exemple de piese calculate ca bare drepte, puteți specifica arborele de antrenare (a se vedea Fig. 1.8), oricare dintre tijele macaralei cu punte de legătură (vezi Fig. 1.9); cârligul acestei macara este calculat ca un fascicul curbat.

Placă și teacă(Fig. 1.15) se caracterizează prin faptul că grosimea lor este mică în comparație cu alte dimensiuni. Placa poate fi considerată un caz special al cochiliei, ca să spunem așa, o coajă „îndreptată”. Exemple de piese considerate obuze și plăci sunt diferite rezervoare pentru lichide și gaze, elemente de placare pentru cavele navei, submarinele, fuselajele aeronavelor.

Un tablouei numesc un corp, toate cele trei dimensiuni fiind valori de aceeași ordine, de exemplu, o fundație pentru o mașină, o bilă sau o rolă a unui rulment.

Așa cum arată practica, tema colectării încărcăturilor provoacă cel mai mare număr de întrebări în rândul inginerilor tineri care își încep activitățile profesionale. În acest articol vreau să iau în considerare care sunt încărcările permanente și temporare, cât diferă încărcările pe termen lung de cele pe termen scurt și de ce este necesară o astfel de separare etc.

Clasificarea încărcăturilor în funcție de durata acțiunii.

În funcție de durata sarcinii și expunerea sunt împărțite în permanent și temporar . Temporar sarcină la rândul lor sunt împărțite în pe scurt și special.

După cum sugerează și numele, sarcini constante valabil pe toată durata operațiunii. Sarcina temporarăapar în anumite perioade de construcție sau de exploatare.

includ: greutatea moartă a structurilor portante și de închidere, greutatea și presiunea solului. În cazul utilizării structurilor fabricate în proiect (bare transversale, plăci, blocuri etc.), valoarea normativă a greutății acestora este determinată pe baza standardelor, desenelor de lucru sau datelor pașaportului producătorului. În alte cazuri, greutatea structurilor și a solurilor este determinată de datele de proiectare bazate pe dimensiunile geometrice ale acestora ca produs al densității lor ρ în volum. V ținând cont de umiditatea acestora în condițiile de construcție și funcționare a structurilor.

Densitățile aproximative ale unor materiale de bază sunt prezentate în tabel. 1. Greutățile aproximative ale unor materiale laminate și de finisare sunt indicate în tabel. 2.

tabelul 1

Densitatea materialelor de bază de construcție

Material

Densitate, ρ, kg / m3

Beton:

- greu

- celular

2400

400-600

Pietriş

1800

Lemn

500

Beton armat

2500

Lut expandat

1000-1400

Zidărie pe un mortar greu:

- realizate din cărămizi ceramice solide

- din cărămizi goale din ceramică

1800

1300-1400

Marmură

2600

Gunoi de construcții

1200

Nisip de râu

1500-1800

Ciment - mortar de nisip

1800-2000

Placi izolatoare din vată minerală:

- nu este supus încărcării

- pentru izolarea termică a acoperirilor din beton armat

- în sisteme de fațadă ventilate

- pentru izolarea termică a pereților exteriori cu tencuială ulterioară

35-45

160-190

90

145-180

ghips

1200

masa 2

Greutatea materialelor laminate și de finisare

Material

Greutate kg / m2

Zona zoster

8-10

Foaie de gips-carton cu grosimea de 12,5 mm

10

Placă ceramică

40-51

Laminat gros de 10 mm

8

Tigla metalica

5

Parchet stejar:

- 15 mm grosime

- 18 mm grosime

- 22 mm grosime

11

13

15,5

Acoperișuri în role (1 strat)

4-5

Sandwich - panou pentru acoperiș:

- 50 mm grosime

- 100 mm grosime

- 150 mm grosime

- grosime de 200 mm

- 250 mm grosime

16

23

29

33

38

Placaj:

- grosime de 10 mm

- 15 mm grosime

- 20 mm grosime

7

10,5

14

Sarcina temporară sunt subdivizate în pe scurt și altele speciale.

raporta:

- încărcarea de la oameni, mobilier, animale, echipamente pe podelele clădirilor rezidențiale, publice și agricole cu valori standard reduse;

- sarcini din vehicule cu valori standard reduse;

- greutatea despărțirilor temporare, a supraviețuirii și a betonului sub echipament;

- sarcini de zăpadă cu valori standard reduse;

- greutatea echipamentelor staționare (mașini, motoare, rezervoare, conducte, echipamente de umplere de lichide și solide);

- presiunea gazelor, lichidelor și corpurilor granulare în rezervoare și conducte, suprapresiune și descărcare de aer care are loc în timpul ventilației minelor;

- încărcări pe podele din materiale stocate și echipamente de rafturi în depozite, frigidere, granaje, depozite de cărți, arhive ale încăperilor similare;

- efectele tehnologice ale temperaturii din echipamentele staționare;

- greutatea stratului de apă pe acoperirile plate umplute cu apă;

- încărcări verticale de la podurile și macarale aeriene, cu o valoare standard redusă, determinată prin înmulțirea întregii valori standard a sarcinii verticale de la o macara în fiecare interval al clădirii cu coeficientul:

0,5 - pentru grupuri de moduri de funcționare ale macaralelor 4K-6K;

0,6 - pentru un grup de mod de operare a macaralelor 7K;

0,7 - pentru un grup de mod de operare a macararelor 8K.

Grupurile de moduri de macara sunt acceptate în conformitate cu GOST 25546.

raporta:

- greutatea oamenilor, a materialelor de reparație în zonele de întreținere și reparație a echipamentelor cu valori de reglementare complete;

- sarcini din vehicule cu valori de reglementare complete;

- sarcini de zăpadă cu valori reglatoare complete;

- încărcături de vânt și gheață;

- încărcături din echipamente care apar în modurile de pornire, tranziție și testare, precum și în timpul reamenajării sau înlocuirii acestuia;

- efecte climatice de temperatură cu valoare reglatoare completă;

- încărcături de la echipamentele mobile de ridicare și transport (încărcătoare, mașini electrice, macarale - stivuitoare, elevatoare, precum și de la poduri și macarale cu o valoare standard completă).

raporta:

- efecte seismice;

- efecte explozive;

- sarcini cauzate de încălcări puternice ale procesului, defecțiuni temporare sau defecțiuni ale echipamentului;

- impacturi cauzate de deformări ale bazei, însoțite de o schimbare radicală a structurii solului (la înmuierea solurilor de subsidență) sau de dependența acestuia în zonele de exploatare a minelor și carstice.

Clasificarea sarcinilor externe care acționează asupra elementelor structurale.

Clasificarea generală a elementelor structurale.

Obiectele și construcțiile tehnice constau în piese și elemente separate, care sunt foarte diverse ca formă, dimensiune, alți parametri și caracteristici. Din poziția calculelor inginerești, se obișnuiește să se distingă patru grupuri principale de elemente structurale: tije, plăci, cochilii, tablouri.

Lansete - acestea sunt elemente structurale directe sau curbiline, în care o dimensiune (lungime) depășește în mod semnificativ alte două dimensiuni (într-un sistem spațial de coordonate ortogonale), a se vedea figura 20. Exemple de elemente structurale de tipul tijelor: picioarele unui scaun sau masă, coloană a unei structuri a clădirii, frânghie de ridicare mașini, maneta schimbătorului de viteze al unei mașini etc.

Z Tija curbă

Tija dreaptă

Figura 20. Schemele elementelor structurale de tipul tijelor

t (grosimea farfuriei)

Figura 21. Diagrama unui element de structură de tip placă

Figura 22. Schema unui element structural de tip coajă (cilindric)

Fig. 23. Diagrama elementelor de proiectare tip Array

Farfurii - acestea sunt elemente structurale plate în care o dimensiune (grosime) este mult mai mică decât celelalte două. Exemple de plăci: capac de masă; pereți și tavane ale clădirilor etc., a se vedea figura 21, care arată că grosimea plăcii este mult mai mică decât cele două dimensiuni ale planului.

Coajă- Acestea sunt elemente structurale cu pereți subțiri neplanici, în care o dimensiune (grosimea peretelui) este mult mai mică decât alte dimensiuni. Exemple de cochilii: conducte pentru transportul produselor lichide și gazoase (cochilii cilindrice); recipiente cilindrice, sferice sau combinate pentru lichide; silozuri conice pentru materiale vrac; acoperiri non-plane ale diferitelor structuri etc., a se vedea figura 22, care prezintă o carcasă cilindrică (conductă cilindrică cu pereți subțiri), în care grosimea peretelui este mult mai mică decât diametrul și lungimea sa.

Arrays - Acestea sunt elemente structurale în care toate cele trei dimensiuni sunt comparabile. Exemple de tablouri: blocuri de bază ale mașinilor-unelte, mașinilor și structurilor de construcții; suporturi de pod masive etc., vezi Figura 23.

În cadrul cursurilor „Mecanica de inginerie” și „Rezistența materialelor” se acordă cea mai mare atenție studiului fundamental al elementelor structurale, cum ar fi tijele. Plăcile, scoicile și tablele sunt studiate în cursuri avansate „Rezistența materialelor” și în cursuri speciale.

Forțe concentrate - acestea sunt forțele aplicate elementului structural pe locul suprafeței sale, ale cărui dimensiuni pot fi neglijate în comparație cu dimensiunile întregii suprafețe a elementului structural. De regulă, forțele concentrate sunt rezultatul expunerii la un anumit corp (element structural) al altui corp (în special, un alt element structural). În multe cazuri practice, concentrat



forțele pot fi considerate, fără a se deteriora vizibil acuratețea calculelor inginerești, aplicate unui element structural la un moment dat. Unitățile de forțe concentrate sunt H (Newton), kN (kilonewton) etc.

Forțele de volum - acestea sunt forțe aplicate pe tot volumul unui element structural, de exemplu, gravitația distribuită. Unități de măsurare a forțelor de volum distribuite N / m 3, kN / m 3 etc.

Forțe distribuite (încărcături) - acestea sunt forțe aplicate pe o parte a zonei (sau lungimii) corpului deformabil, proporțional cu dimensiunile întregului corp. Există forțe (sarcini) distribuite la suprafață, ale căror unități sunt N / m 2, kN / m 2 etc. (de exemplu, sarcini de zăpadă distribuite pe acoperirile de construcție), precum și încărcări distribuite liniar (de-a lungul lungimii elementelor structurale), a căror unități de măsură sunt N / m, kN / m etc. (de exemplu, forțele de presiune distribuite ale plăcilor susținute de grinzile structurilor de construcție).

Forțele statice (sarcini) - acestea sunt forțe (sarcini) care nu își modifică (sau modifică ușor) valoarea, poziția și direcția de acțiune în timpul funcționării structurii.

Forțe dinamice (sarcini) - acestea sunt forțe (sarcini) care își schimbă substanțial valoarea, poziția și / sau direcția în perioade scurte de timp și provoacă vibrații structurale.

Sarcina nominală - acestea sunt sarcini maxime normale care apar în timpul funcționării structurii.

Întrebări de testare:

1) Ce este studiat în cursul „Rezistența materialelor”? Care este semnificația sa pentru specialiști tehnici de înaltă calificare?

2) Care sunt sarcinile externe și forțele interne?

3) Explicați conceptele de deformare, rezistență, rigiditate și stabilitate.

4) Explicați conceptele de omogenitate, continuitate, izotropie și anisotropie.

5) Oferiți o clasificare a elementelor structurale.

6) Oferiți o clasificare a încărcărilor externe care acționează asupra elementelor structurale.


1. Alexandrov A.V. și altele.Rezistența materialelor. Manual pentru universități - M .: Superior. școală, 2001 .-- 560 s. (p. 5 ... 20).

2. Stepin P.A. Rezistența materialelor. - M .: Mai mare. Școală, 1983. - 303 p. (p. 5 ... 20).

3. Rezistența materialelor de referință / Pisarenko G.S. et al. - Kiev: Naukova Dumka, 1988 .-- 737 p. (p. 5 ... 9).

Sarcini de control pentru CDS- utilizarea literaturii educaționale pentru a extinde informațiile despre următoarele aspecte:

1) ce sunt forțele elastice?

2) care este esența principiului absenței eforturilor interne inițiale în organism (, p. 9-10)?

3) care sunt principiile de schematizare a sarcinilor externe care acționează asupra elementelor structurale utilizate în calculele inginerești (, p. 8-11)?

4) explicați principiul independenței acțiunii forțelor (, p. 18-20;, p. 10)?

5) explicați principiul Saint-Venant (p. 10-11);

6) care este diferența dintre deformare și deplasare (, p. 17-18;, p. 13-14) ?;

7) conceptul general al metodei secțiunilor (, p. 13-16; p. 14-17);

8) conceptul general de tensiuni într-un corp deformabil, desemnări de eforturi normale și tangențiale (, p. 13-15;, p. 17-20).

9) clasificarea sarcinilor externe care acționează pe elemente structurale (a se vedea clauza 5.3).


Conferința 6. Tema 6. „Compresia la tensiune centrală a tijelor rigide drepte”

Scopul prelegerii - menționați prevederile introductive privind subiectul, natura și aplicarea metodei secțiunii transversale pentru a determina forțele interne din tije sub compresie centrală a tensiunii; dați o înțelegere inițială a diagramelor eforturilor interne.