Ветровая нагрузка

2.3 Ветровая нагрузка

 

Ветровая нагрузка принимается по табл.5 и приложению 3 СНиПа [1].

Город Архангельск находится во II ветровом районе, нормативное ветровое давление на покрытие W_o= 0,3 МПа.

Расчетное значение ветровой нагрузки определяется по формуле

W= W_o∙ k∙ c∙ γ_f;

где k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;

c – аэродинамический коэффициент, учитывающий форму покрытия

γ_f = 1,4 – коэффициент надежности по нагрузке;

Рис. 6 Схема загружения рамы ветровой нагрузкой

Погонные расчетные значения ветровой нагрузки

W₁= W₁∙ B= 0,3∙ 0,5∙ 0,8∙ 1,4∙ 4,5= 0,756 кН/м;

W₂= W₂∙ B= 0,3∙ 0,5∙ (-0,2)∙ 1,4∙ 4,5= -0,189 кН/м;

W₃= W₃∙ B= 0,3∙ 0,5∙ (-0,4)∙ 1,4∙ 4,5= -0,378 кН/м;

W₄= W₄∙ B= 0,3∙ 0,5∙ (-0,5)∙ 1,4∙ 4,5= -0,473 кН/м;

2.4 Расчет сочетаний нагрузок

Расчет сочетаний нагрузок производим по правилам строительной механики на ЭВМ с использованием расчетного комплекса «Лира Windows 9.0»

Сочетание нагрузок

Расчетные сочетания нагрузок принимаются в соответствии с п.п. 1.10.-1.13.СНиП [1]. Расчет ведется на одно или несколько основных сочетаний нагрузок.

Первое сочетание нагрузок включает в себя постоянную и снеговую нагрузки по всему пролету:

q^I= g + S, кН/м

Эпюра изгибающих моментов по 1 РСН

Эпюра продольных сил по 1 РСН

Эпюра поперечных сил по 1 РСН

Второе сочетание нагрузок включает в себя постоянную и снеговую нагрузки по всему пролету совместно с ветровой нагрузкой:

q^II= g + 0,9∙(S + W), кН/м

Эпюра изгибающих моментов по 2 РСН

Эпюра продольных сил по 2 РСН

Эпюра поперечных сил по 2 РСН

Третье сочетание нагрузок включает в себя постоянную нагрузку по всему пролету, снеговую нагрузку на половине пролета и ветровую нагрузку:

q^III= g + 0,9∙(S’ + W), кН/м

Эпюра изгибающих моментов по 3 РСН

Эпюра продольных сил по 3 РСН

Эпюра поперечных сил по 3 РСН

Наибольшие усилия в элементах арки (карнизный узел):

продольная сила N= - 130 кН;

поперечная сила Q= - 106 кН;

изгибающий момент М= + 331 кНм.

Коньковый узел

продольная сила N= - 82 кН;

поперечная сила Q= - 21 кН.

Опорный узел

продольная сила N= - 130 кН;

поперечная сила Q= + 83 кН.

2.5 Конструктивный расчет рамы

 

Конструктивный расчет преследует цель определить сечения элементов рамы и конструкцию узлов.

Несущий каркас здания представлен в виде однопролетных симметричных сборных рам с двускатным ригелем. Рамы решены по трехшарнирной схеме с шарнирными опорными и коньковым узлам и жесткими карнизными узлами. Жесткость последних обеспечивается сопряжением ригеля со стойкой на зубчатый шип.

Стойки рам опираются на столбчатые бетонные фундаменты, возвышающиеся над уровнем пола на 20 см. Полная высота стойки h_ст = 5,8 м. Уклон кровли i =1:4.

2.6 Подбор сечения полуарки

Раму проектируем клееной из досок толщиной с учетом острожки 32 мм.

Коэффициент надежности по назначению γ_n = 0,95.

Сечение рамы принимается клееным прямоугольным. Ширина сечения b = 140 мм;

Материал – ель первого сорта.

Принимем размеры поперечного сечения рамы исходя из условий

h = l /20 – l /40 = (15/20…15/40) = (0,38…0,75)м;

h_оп = 0,3 h;

h_к= 0,4 h.

h = 500 мм, h_оп = 150 мм, h_к = 200 мм.

Рис.7 Карнизный узел сопряжения стойки с ригелем на зубчатый шип