Нагрузка — это сила, воздействие или совокупность усилий, которые передаются на элементы здания или сооружения. Эти силы возникают в результате действия массы, давления, движения, температурных изменений и других факторов.
Если нагрузка окажется неучтенной или будет превышать допустимые значения, здание может деформироваться, треснуть или, в худшем случае, разрушиться. Чтобы здания служили долго, не разрушались и были безопасны для жизни и работы, проектировщики обязаны учитывать все возможные нагрузки еще на стадии проектирования. Для этого инженеры проводят сложные расчеты, опираясь на нормативные документы. Один из главных в России — СП 20.13330.2016.
В строительстве нагрузки передаются через несущие конструкции (колонны, балки, плиты, стены) на фундаменты, а затем на грунт основания. Таким образом, от правильности учета и перераспределения нагрузок зависит не только прочность элементов, но и долговечность всего здания.
Классификация по области действия:
— На надземные конструкции — плиты перекрытий, балки, фермы, стены, колонны.
— На подземные конструкции — фундаменты, подпорные стены, сваи.
— На грунтовые основания — давление, оказываемое фундаментом, которое не должно превышать расчетную несущую способность грунта.
Влияние нагрузок на здание:
— Прочность — способность противостоять разрушению.
— Жесткость — способность ограничивать деформации.
— Устойчивость — способность сохранять положение при внешних воздействиях.
Инженеры обязаны учитывать не только прямолинейное воздействие, но и такие эффекты, как:
— Эксцентриситет — смещение нагрузки от центра тяжести сечения, создающее изгибающие моменты.
— Вторичные напряжения — например, от усадки бетона или температурных изменений.
— Длительное действие — например, ползучесть материалов под постоянной нагрузкой.
Нагрузки и воздействия в строительстве регулируются нормативными документами, среди которых основным является СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Это актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85, действующая на территории Российской Федерации. Она описывает правила учета всех видов нагрузок и воздействий при проектировании зданий и сооружений.