3.2 Временные нагрузки:

а) Расчет нагрузки от веса снега:

Расчетная линейная нагрузка на ригель рамы (кН/м) от веса снегового покрова находится по формуле:

р = g_f*g_н * с * р_о* В , где

р_о– нормативное значение веса снегового покрова на 1 м²площади горизонтальной поверхности; находится в зависимости от климатического района места строительства; по заданию климатический снеговой районIIIи р_о= 1, (кН/м²)

g_f= 1,4 – коэффициент надежности по снеговой нагрузке;

принимается равным 1,4 т.к. g_н /р_о = 3.07 > 0,8

с = 1 т.к. угол наклона крыши к горизонту α ≤ 25^о– коэффициент, зависящий от очертания кровли и учитывающий степень удерживаемости снега на крыше здания.

р = 1,4*0,95*1*1*6 = 7.98 кН/м,

б) Расчет ветровой нагрузки q:

Давлением ветра на кровлю здания в данном проекте пренебрегаем в виду его малости.

Ветровое давление стеновыми панелями передается на стойки поперечных рам каркаса.

Расчетная линейная ветровая нагрузка на стойку каркаса по формулам:

С наветренной стороны здания:

q_э=g_н * g_f*g_o* К_ср*c_x* В , (кН/м)

q_э= 0,95*1,4*0,30*0,718*0,8*6 =1.38

С заветренной стороны здания:

q_э^١=g_н * g_f *g_o * К_ср *c^١_x* В , (кН/м)

q_э^١= 0,95*1,4*0,30*0,718*0,6*6 =1.03, где

g_н– коэффициент надежности по назначению.

g_f= 1,4 – коэффициент надежности для ветровой нагрузки;

g_o= 0,30 – нормативный скоростной напор ветра, определяемый в зависимости от климатического ветрового района (по заданию – районII)

К_ср = 0,718 - коэффициент изменения скоростного напора по высоте.

c_x– аэродинамический коэффициент, характеризующий степень обтекаемости сооружения, принимается по данным СНиП.

W=g_н * g_f*g_o *c_x*В * К_ho*h_оп (кН)

W= 0,95*1,4*0,30*0,8*6*0,804*3,1 = 4,77

W’ =g_н * g_f*g_o *c’_x* В * К_ho*h_оп (кН)

W’ = 0,95*1,4*0,30*0,6*6*0,804*3,1 = 3,58 , где

К_ho= 0,804 – значение коэффициента К_пна отметке серединыh_оп– принимается по таблице 5.6 пособия (1) приh= (H+h_оп/ 2) = 17,25м

h_оп=h_о+h_кр+h_п= 2,2 + 0,45 + 0,45 = 3,1м – превышение стены здания над отметкой нижнего пояса фермы

h_о= 2,2м – высота опорной стойки фермы.

h_кр= 0,45м – высота конструкций кровли.

h_п= 0,45м – превышение парапета над кровлей

4. Статический расчет рамы

Расчет рамы с жесткими узлами сопряжения ригеля и колонны.

При жестком сопряжении ригеля с колоннами рама трижды статически неопределима.

Выполним расчет методом перемещений.

Определяем усилия в колоннах (сечения А,В,С,D) от нагрузок, действующих на раму. Рама состоит из двух стоек, имеющих в плоскости рамы жесткое закрепление внизу и жесткое закрепление с ригелями.

Ригель располагается на отметке

нижнего пояса фермы. Полная высота стойки Н_п= ∆_н.п.+ 0,7 = 15,7 м

(расчетная высота стойки)

Зададимся значением отношения погонных жесткостей ригеля J_pи колонныJ_к(10….20)

Пусть I= 15.

К = J_p/ J_к * H/l = 15*15,7/24 = 9,81

Составим эпюры от единичной нагрузки:

M_a = M_в= == 71,73 кН*м

M_с = M_d=-2 М_а = -143,46 кН*м

H_a =H_в= ==13,59 кН

V_a =V_в= ==210 кН

Определение усилий от собственного веса колонны и прикрепленных к ней стеновых панелей.

N_к=q_к*х , где

Х – расстояние от верха до рассматриваемого сечения колонны.

N_ст^мах=q_ст* (∆_н.п.+h_оп) = 11,4*15,7 = 178,98 кН

Расчет рамы на снеговую нагрузку

Нагрузка равномерно распределена по длине ригеля.

α = Р/q= 7,98/17,5 = 0,456

М_р= α*М₁;Q_p= α*Q₁;N_p= α*N₁

М_а= М_в= 0,456*71,73 = 32,71кН*м

М_с= М_d = 0,456*(-143,46) = -65,42 кН*м

Q_а = Q_c = 0.456*(-13.59) = -6.20

Q_B = Q_D = 0.456*13.59 = 6.20

N_A = N_B = N_C = N_D = (-0.456)*210 = 95.76

4. Расчет рамы на ветровую нагрузку.

H = 15.7м

L = 24 м

M_a = ++1,75WH =++1,75*4,77*15,7 =135,37кН·м

M_b = ++1,75WH =++1,75*4,77*15,7 =128,18кН·м

M_c = ++1,75WH =++1,75*4,77*15,7 =78,68кН·м

M_d = ++1,75WH =++1,75*4,77*15,7 =85,87кН·м

H_a = ++1,75W =++1,75*4,77 =24,47кН

H_b = ++1,75W =++1,75*4,77 =21,72кН

V_a = V_b = ++=++=6,86 кН

Q_н.к.= ±+ = ±+ =

Q_н.к.= ±+ = ±+ =

5. Определение расчетных усилий в колоннах.

Для расчета колонн необходимо знать при каком сочетании нагрузок в расчетных сечениях возникает наибольший изгибающий момент и соответствующая ему продольная сила.

Рассмотрим следующие сочетания нагрузок:

- постоянная + снеговая

- постоянная + ветровая

- постоянная + снеговая + ветровая

Усилия в расчетных сечениях колонны от указанных сочетаний нагрузок приведены в таблице 2.