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:

We = =

We= = 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 се = 0,8

- с подветренной се3 = 0,5

здесь Lb 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 γf = 1,4 :

- с наветренной стороны

q1 =We*B*γf*γn*се = 93,46*6*1,4*0,95*0,8 = 596,65 Н/м ;

- с подветренной стороны

q2 =We*B*γf*γn*се = 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 = *γf*γn*(се+се3) =

=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 Ri 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 csp*r11*∆1+Rip = 0

и находим значение ∆1.

здесь csp 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 csp = 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 csp для случая действия на раму

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

где:

п - общее число поперечников в температурном блоке;

ai - 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.

Rie=Ri+∆1*R∆i

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