Неправильное определение нагрузок при проектировании

Нагрузки – это силовые факторы, воздействующие на конструкцию и вызывающие в ней напряжения и деформации. Нагрузки, действующие на конструкции, устанавливаются на этапе проектных расчетов при разработке технического проекта, когда прорабатывается общая схема сооружения и его несущего каркаса. На следующем этапе проектирования разрабатываются рабочие чертежи, которые направляются на предприятия для изготовления стальных конструкций.

Ошибки при определении нагрузок чаще всего совершаются на этапе разработки технического проекта. Это происходит в основном вследствие неверной интерпретации нормативных показателей или неправильного суммирования нагрузок.

Возможные последствия неправильного определения нагрузок:

- разрушение конструкции, что может произойти внезапно и привести к катастрофическим последствиям;

- деформации, превышающие допустимые значения, которые могут привести к нарушению функциональности конструкции и ее эстетического вида;

- сокращение срока службы конструкции ввиду преждевременного износа материалов.

Основные причины неправильного определения нагрузок:

- недостаточное знание нормативных документов;

- неправильный выбор расчетной схемы, которая должна адекватно отражать работу конструкции под воздействием нагрузок;

- неточный учет физических свойств материалов, такие как прочность, модуль упругости и т.д.;

- неправильный учет динамических нагрузок;

- ошибки при расчетах и проектировании.

Методы проектирования и расчетов на статические нагрузки обеспечивают достаточный запас прочности, а расчетные нагрузки на конструкции при динамических воздействиях не всегда правильно оцениваются.  

Известен случай воздействия ветровой нагрузки на опоры линии электропередач 110 кВ, когда две опоры переломились, а третья получила незначительные повреждения. Обе разрушенные опоры были согнуты в направлении перпендикулярном по отношению к линии проводов. В обеих опорах произошло повреждение одних и тех же стержней поясов и раскосов у места перелома. Стержни верхней и нижней частей опор не деформировались. Напряжения в поврежденных раскосах опор не превышали допустимых напряжений, а напряжения в уголках поясов достигали предела пластичности. Причиной разрушения опор была большая гибкость стержней раскосов, а также неправильное определение динамической ветровой нагрузки, что вызвало превышение критических напряжений в стержнях.            

Таким образом, определение нагрузок является одним из ключевых этапов проектирования зданий и сооружений, поскольку именно оно определяет надежность конструкции и безопасность эксплуатации объекта.