Приложение А (обязательное). Нагрузки

Приложение А
(обязательное)

Нагрузки

А.1 Постоянные нагрузки

А.1.1 Общие положения

Нагрузки Q (в ньютонах), воздействующие на оборудование или элементы оборудования, создаются гравитацией g масс (Q = G x g), а также динамическими эффектами этих масс (например, от качания качелей), а также присоединенными элементами (например, от канатов, цепей) и внешними воздействиями (например, ветра). Расчет суммарных нагрузок (силы F и T в ньютонах) и их комбинаций, действующих на разных примерах оборудования, описан в следующих подразделах.

Для статического анализа (расчет напряжений) несущих нагрузок в частях оборудования следует использовать факторы безопасности для нагрузок в соответствии с В.2.

Постоянные нагрузки Q_p состоят из:

a) собственной массы оборудования и составных частей G;

b) нагрузки предварительного натяжения (например, веревочных сетей и канатных дорог) Q_t;

c) массы воды при использовании резервуаров для воды.

А.1.2 Нагрузки, обусловленные собственной массой

Должна быть оценена нагрузка, обусловленная собственной массой конструкции и ее составных элементов.

А.1.3 Нагрузки, обусловленные предварительным натяжением

Нагрузки от предварительного натяжения рассматривают как постоянные нагрузки. Необходимо учитывать максимальную и минимальную нагрузку натяжения.

Примечание - Ввиду ползучести и эластичности материалов предварительное натяжение зависит от времени. Может потребоваться проверка двух случаев нагрузки:

a) начальное предварительное натяжение;

b) конечное предварительное натяжение.

А.1.4 Масса воды

Необходимо учитывать максимальный и минимальный уровень воды в резервуаре.

А.2 Переменные нагрузки

А.2.1 Общие положения

Переменные нагрузки Q_i состоят из:

a) нагрузок, создаваемых пользователем;

b) нагрузок снежного покрова;

c) ветровых нагрузок;

d) температурных нагрузок;

e) особых видов нагрузок.

А.2.2 Нагрузки, создаваемые пользователем

Нагрузку на оборудование, создаваемую пользователями, рассчитывают по следующим формулам:

а) общая масса

,

(А.1)

где G_n - общая масса n детей, кг;

n - количество детей на оборудовании или частях оборудования согласно А.3;

m - средняя масса ребенка определенной возрастной группы, кг;

- стандартное отклонение для детей соответствующей возрастной группы.

Для общественного и частного оборудования можно применять следующие показатели: m = 53,8 кг и  = 9,6 кг.

Эти значения основаны на данных для детей в возрасте 14 лет. Однако рассчитанные нагрузки включают факторы безопасности, которые предусматривают возможность использования конструкции также взрослыми людьми.

При расчете нагрузки для оборудования, на котором осуществляется надзор и которое доступно только для определенных возрастных групп (детские сады), можно использовать следующие показатели:

- возраст до 4 лет: m = 16,7 кг,  = 2,1 кг;

- возраст до 8 лет: m =27,9 кг,  = 5,0 кг;

- возраст до 12 лет: m = 41,5 кг,  = 7,9 кг.

Примечание 1 - Масса детей в возрасте до 14 лет рассчитывается исходя из антропометрических данных возрастной группы от 13,5 до 14,5 лет, включая 2 кг на одежду. Для других возрастных групп детей 4, 8 и 12 лет масса на одежду учитывается из расчета 0,5 кг, 1 кг и 1,5 кг соответственно.

b) динамический фактор

,

(А.2)

где C_dyn - это фактор, который представляет нагрузку, возникающую из-за движения пользователей (бег, игра и т.д.), включая поведение материала под воздействием ударной нагрузки.

c) общая вертикальная нагрузка пользователей

,

(А.3)

где F_tot;v - общая вертикальная нагрузка пользователей на игровое оборудование, создаваемая n детьми, Н;

g - ускорение свободного падения (10 м/с²);

Примечание 2 - В таблице А.1 представлены примеры данных для расчета.

Таблица А.1 - Общая вертикальная нагрузка пользователей детских игровых площадок, предназначенных для детей всех возрастных групп

Количество пользователей, n	Масса n пользователей Gn, кг	Динамический фактор Cdyn	Общая вертикальная нагрузка пользователей Ftot;v, Н	Вертикальная нагрузка одного пользователя Fl;v, Н
1	69,5	2,00	1391	1391
2	130	1,50	1948	974
3	189	1,33	2516	839
5	304	1,20	3648	730
10	588	1,10	6468	647
15	868	1,07	9259	617
20	1146	1,05	12033	602
25	1424	1,04	14810	592
30	1700	1,03	17567	586
40	2252	1,025	23083	577
50	2801	1,02	28570	571
60	3350	1,017	34058	568
	-	1,00	-	538
Примечание - Для бесконечности вертикальная нагрузка от пользователя соответствует средней массе.

d) общая горизонтальная нагрузка от пользователя

Общая горизонтальная нагрузка от пользователя составляет 10 % от общей вертикальной нагрузки пользователей в соответствии с А.2.2 с) и воздействует на одном и том же уровне наряду с вертикальной нагрузкой:

.

(А.4)

Примечание 3 - Данная нагрузка включает движения играющих детей и отклонения в конструкции.

e) распределение нагрузок пользователей

Нагрузки от пользователя равномерно распределены по элементу оборудования следующим образом:

1) точечная нагрузка:

.

(А.5)

Сила F воздействует на поверхность размером 0,1 м x 0,1 м;

2) линейная нагрузка:

,

(А.6)

где L соответствует А.3.3;

3) нагрузки, распределенные по поверхности:

,

(А.7)

где А соответствует А.3.4;

4) объемные нагрузки:

(А.8)

или

.

(А.9)

Примечание 4 - Объемные нагрузки представлены в качестве линейных нагрузок или в качестве нагрузок, распределенных по поверхности, в зависимости от элемента конструкции.

А.2.3 Нагрузки снежного покрова

Нагрузки снежного покрова по нормативным документам, принятым в странах, проголосовавших за принятие настоящего стандарта, причем учетный период равен 10 годам.

А.2.4 Ветровые нагрузки

Ветровые нагрузки по нормативным документам, принятым в странах, проголосовавших за принятие настоящего стандарта, причем учетный период равен 10 годам.

А.2.5 Температурные нагрузки

Температурные нагрузки приведены в [3] или принимают нагрузки в соответствии с нормативными документами, принятыми в странах, проголосовавших за принятие настоящего стандарта, причем учетный период равен 10 годам.

А.2.6 Особые виды нагрузок

А.2.6.1 Сиденья качелей

Количество пользователей n на сиденьях качелей, находящихся в движении, рассчитывают следующем образом:

a) для обычных качелей n = 2;

b) для качелей с гондолами (лодочками) n устанавливают в соответствии с А.3;

c) для качелей с одной точкой крепления n = L/0,6; при n  2, где L - общая длина внешнего края качающейся платформы, м.

Нагрузки, возникающие при движении качелей, должны быть рассмотрены для всех самых неблагоприятных положений рассматриваемого элемента.

Не требуется учитывать нагрузки пользователей, указанные в перечислениях А.2.2.

Примечание 1 - Предполагается, что при движении качелей масса распределяется равномерно по оборудованию между точками опоры.

Максимальный угол отклонения по вертикали для сидений качелей, подвешенных на канатах или цепях, должен составлять 80°.

Примечание 2 - В приложении В указан метод расчета сил, возникающих при движении качелей. Также приведен наглядный пример.

А.2.6.2 Карусели

Количество пользователей на карусели должно быть максимальным и рассчитываться исходя из:

a) количества посадочных мест в соответствии с А.3.3, где L_pr является общей длиной посадочных мест; или

b) размеров платформы в соответствии с А.3.4, где A_pr является поверхностью платформы.

Для каруселей необходимо учитывать два вида нагрузок, создаваемых пользователями:

c) нагрузка F_tot равномерно распределена по всей карусели;

d) нагрузка F_tot (состоящая из 1/2 L_pr или 1/2 A_pr) равномерно распределена по одной половине карусели.

Примечание - Вертикальная и горизонтальная нагрузки пользователей воздействуют одновременно. Центробежные силы не учитывают, поскольку они перекрываются горизонтальной нагрузкой пользователей.

А.2.6.3 Канатные дороги

Максимальное натяжение несущего троса канатной дороги рассчитывается в момент, когда пользователи раскачиваются в центре несущего троса в вертикальном направлении.

Нагрузки, создаваемые пользователем в соответствии с перечислениями с) и d) А.2.2, не учитываются.

Максимальные воздействия на фундамент канатной дороги могут быть основаны на статической ситуации, когда пользователь находится на середине каната.

Количество пользователей n стандартной канатной дороги - n = 2.

Примечание - В приложении В приведен метод расчета сил, возникающих при движении пользователей по канатной дороге. Также приведен наглядный пример.

А.2.6.4 Пространственные сети

Количество пользователей на сети рассчитывают согласно А.3.5, исходя из объема V, образуемого внешней поверхностью пространственной сети.

Для пространственных сетей необходимо учитывать два вида нагрузок, создаваемых пользователями:

a) нагрузка F_tot (V), равномерно распределена по всей конструкции;

b) нагрузка F_tot (1/2 V), равномерно распределена по одной половине конструкции.

А.2.6.5 Лестницы и приставные лестницы

Количество пользователей на лестнице и приставной лестнице, обеспечивающих доступ к оборудованию, рассчитывается в соответствии с А.3.3 на основании суммы длин всех перекладин или ступеней.

А.2.6.6 Ограждения и перила

Горизонтальная нагрузка на ограждения и перила составляет 750 Н/м и действует в горизонтальном направлении на верхнюю часть.

А.2.6.7 Места для сидения

Количество пользователей на одно сиденье является наибольшим значением, получаемым с учетом следующих условий:

a) один пользователь - нагрузку рассматривают как точечную нагрузку;

b) количество определяют согласно положениям настоящего стандарта для специального оборудования - нагрузку рассматривают как распределенную нагрузку;

c) количество рассчитывают согласно А.3.2.

А.2.6.8 Боковая защита горок

Вертикальные и горизонтальные нагрузки, оказываемые на боковую защиту горок, указаны в А.2.2.

А.3 Количество пользователей на одном оборудовании

А.3.1 Общие положения

Необходимо рассчитывать количество пользователей для каждого несущего элемента конструкции, на которые может воздействовать нагрузка от пользователей.

Значение, полученное в результате расчетов, необходимо округлить в большую сторону до следующего целого числа.

Примечание - Под округлением в этом контексте понимается, например, то, что 3,13 округляется до 4,0.

А.3.2 Количество пользователей на одно место

При отсутствии иных указаний количество пользователей n на одно место будет равно n = 1.

Любой элемент оборудования, который доступен для стояния, хождения или лазания, или имеющий ровную поверхность шириной более 0,1 м и угол наклона к горизонтали не более 30°, должен выдерживать нагрузку от одного пользователя.

Примечание - Это требование распространяется также на перекладины и ступени, являющиеся опорой для ног пользователя.

А.3.3 Количество пользователей на элементах оборудования линейной формы

Количество пользователей n на элементе оборудования линейной формы рассчитывают следующим образом:

a) для элементов линейной формы с углом наклона к горизонтали не более 60°:

;

(А.10)

b) для элементов линейной формы с углом наклона к горизонтали более 60°:

,

(А.11)

где L - длина конструктивного элемента, м;

L_pr - длина проекции элемента на горизонтальную плоскость, м.

Элементами линейной формы являются ступени в лестницах и поручнях для лазания, опоры и канаты.

А.3.4 Количество пользователей на поверхности

Количество пользователей n на одной поверхности рассчитывают следующим образом:

a) для поверхности с углом наклона не более 60°:

;

(А.12)

b) для поверхности с углом наклона более 60°:

,

(А.13)

где А - площадь поверхности, м²;

A_pr - площадь проекции элемента на горизонтальную плоскость, м².

Платформы, платформы решетчатого типа, трапы и сети считаются плоскими конструктивными элементами.

Ширина поверхности должна быть более 0,6 м. Более узкие поверхности считаются элементами линейной формы.

Если конструктивные элементы такого типа, например, сети или решетки, могут использоваться с обеих сторон, то количество пользователей n определяют исходя только из одной стороны. Такие типы конструктивных элементов не должны подвергаться такой сильной нагрузке, как платформы.

А.3.5 Количество пользователей внутри конструкции

Количество пользователей n внутри конструкции рассчитывают следующим образом:

- для объема V 4,3 м³:

;

(А.14)

- для объема 4,3 м³ < V 12,8 м³:

;

(А.15)

- для объема V > 12,8 м³:

,

(А.16)

где V - объем, образуемый внешней поверхностью оборудования, м³.

Расчет максимального числа пользователей на оборудовании (например, оборудование для лазания, пространственные сети) производится исходя из его объема.

Примечание - Указанные объемы основаны на следующих размерах:

a) 0,60 м х 0,60 м х 1,20 м = 0,43 м³;

b) 0,75 м х 0,75 м х 1,50 м = 0,85 м³;

c) 0,90 м х 0,90 м х 1,80 м = 1,46 м³.