Ветровая нагрузка

г. Пермь расположен в 2 районе по ветровому давлению, для которого

_о = 300 Н/м² (прил. 17).

Для местности типа В коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте здания, равен (прил. 18):

на высоте 5 м ------ 0,5; W₁ = 150 Н/м²;

тоже 10м ------ 0,65; W₂ = 195 H/m²;

тоже 20 м ------ 0,85; W₃ = 255 H/m²;

тоже 40 м ------ 1,1; W₄ = 330 H/m²;

На высоте 13,8 м в соответствии с линейной интерполяцией

W₅ = W₂+ *(13,8-10) = 195+ *3,8 = 217,8 H/m²

На уровне парапета (отм. 15,6 м):

W₆ = W₂+ *(15,6-10) = 195+ 5,6 = 228,6 H/m²

Переменное по высоте ветровое давление заменим равномерно распределен­ным, эквивалентным по моменту в заделке консольной стойки длиной 13,8 м:

W_e = =

W_e= = 186,92 H/m²

При условии = = 8,857 > 2 и = = 0,657 < 1, значение

аэродинамического коэффициента для наружных стен, согласно приложения 4 принято:

- с наветренной стороны с_е = 0,8

- с подветренной с_е3 = 0,5

здесь L_b и L соответственно длина и ширина здания.

Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отметки Н=13,8 м при коэффициенте надежности по нагрузке γ_f = 1,4 :

- с наветренной стороны

q₁ =W_e*B*γ_f*γ_n*с_е = 93,46*6*1,4*0,95*0,8 = 596,65 Н/м ;

- с подветренной стороны

q₂ =W_e*B*γ_f*γ_n*с_е = 93,46*6*1,4*0,95*0,5 = 372,91 Н/м ;

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка между отметками 13,8 м и 15,6 м:

W = *γ_f*γ_n*(с_е+с_е3) =

=4168 Н 4,168 кН

Рис. 5. Распределение ветровой нагрузки по высоте здания.

2. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ

Расчет рамы может выполняться одним из методов строительной механики, причем для сложных рам общего вида - с помощью ЭВМ.

Между тем, в большинстве одноэтажных промышленных зданий ригели располагаются на одном уровне, а их изгибная жесткость в своей плоскости значительно превосходит жесткость колонн и поэтому может быть принята равной EJ= .

В этом случае наиболее просто расчет рам производится методом перемещений. Основную систему получим введением связи, препятствующей горизонтальному смещению верха колонн.

Определение усилий в стойках рамы производим в следующем порядке:

- по заданным в п. 1.2. размерам сечений колонн определяем их жесткость как для бетонных сечений в предположении упругой работы материала:

- верхним концам колонн даем смещения ₁=1 и по формуле приложения 20

находим реакцию R_∆1- каждой колонны и рамы в целом r₁₁ где n -число колонн поперечной рамы;

- по формулам приложения 20 определяем реакции R_i верхних опор стоек

рамы в основной системе метода перемещений и суммарную реакцию в уровне верха колонн для каждого вида нагружения.

- для каждого из нагружений (постоянная, снеговая, ветровая, комплекс крановых нагрузок) составляем каноническое уравнение метода перемещений, выражающее равенство нулю усилий во введенной (фиктивной) связи c_sp*r₁₁*∆₁+R_ip = 0

и находим значение ∆₁.

здесь c_sp коэффициент, учитывающий пространственную работу каркаса здания.

При действии на температурный блок постоянной, снеговой и ветровой нагрузок все рамы одинаково вовлекаются в работу, пространственный характер деформирования не проявляется и поэтому принимают c_sp = 1.

Крановая же нагрузка приложена лишь к нескольким рамам блока, но благодаря жесткому диску покрытия; в работу включаются все остальные рамы. Именно в этом и проявляется пространственная работа блока рам. Величина c_sp для случая действия на раму

крановой (локально приложенной) нагрузки может быть найдена по приближенной формуле:

где:

п - общее число поперечников в температурном блоке;

a_i - расстояние от оси симметрии блока до каждого из поперечников,

а- то же для второй от торца блока поперечной рамы (наиболее нагруженной);

m = n/2. когда число поперечных рам в температурном блоке четное и

m = (n-1)/2, когда число поперечных рам в температурном блоке нечетное.

для каждой стойки при данном нагружении вычисляем упругую реакцию в уровне верха.

R_ie=R_i+∆_1*R_∆i

определяем изгибающие моменты М, продольную N и поперечную Q силы в каждой колонне как в консольной стойке от действия упругой реакции R_ie и внешних нагрузок.

Для подбора сечений колонн определяем наибольшие возможные усилия в четырех сечениях.

I-I - сечение у верха колонны;

II-II - сечение непосредственно выше подкрановой консоли;

III-III - то же ниже подкрановой консоли;

IV-IV - сечение в заделке колонны.