3.2.3. Снеговая нагрузка

Полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную поверхность покрытия

S = S_оγ_f μ = 0,84 · 1,4 · 1 = 1,2 кН/м²,

где S_о – нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную поверхность покрытия;

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

μ = 1 (при уклоне кровли φ ≤ 30°) – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Воздействие снеговой нагрузки через покрытие на поперечную раму аналогично воздействию нагрузки от веса покрытия.

Расчетная равномерно распределенная снеговая нагрузка на ригель по-

перечной рамы

p = SB = 1,2 · 12 = 14,4 кН/м.

Расчетное давление ригеля на колонну от снеговой нагрузки

V_p = pL/2 = 14,4 · 30 / 2 = 216 кН.

Расчетный сосредоточенный момент, действующий в уровне верха подкрановой части колонны от снеговой нагрузки:

М_p = V_pe₁ = 216 · 0,275 = 59,4 кН·м.

3.2.4. Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка оказывает активное давление на здание с наветренной стороны и отсос с подветренной стороны (рис. 3.4, а) и может быть направлена как в одну, так и в другую сторону.

В Своде правил [5] ветровая нагрузка представляется в виде двух составляющих – средней (статической, соответствующей установившемуся скоростному напору ветра) и пульсирующей (динамической). При расчете одноэтажных производственных зданий высотой h ≤ 36 м при отношении высоты к пролету менее 1,5 динамическую составляющую допускается не учитывать.

Расчетная линейная ветровая нагрузка, передаваемая на колонну рамы в любой точке по высоте z, определяется по формуле

q_w = w_okcγ_f B,

где w_o = 0,38 кН/м² – нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от ветрового района по таблице 3.8 (для г. Иркутска – ΙΙΙ район);

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z, определяемый в зависимости от типа местности по табл. 3.9.

c – аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации здания (для вертикальных стен прямоугольного в плане здания принимается: с наветренной стороны с = 0,8; с подветренной стороны с′ = –0,5 согласно [5, табл. Д2]);

γ_f = 1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

В = 12 м – ширина расчетного блока, равная шагу колонн.

Таблица 3.8

Нормативные значения ветрового давления wo

Ветровые районы	Ιа	Ι	ΙΙ	ΙΙΙ	ΙV	V	VΙ	VΙΙ
wo, кН/см2 (кгс/м2)	0,17 (17)	0,23 (23)	0,30 (30)	0,38 (38)	0,48 (48)	0,60 (60)	0,73 (73)	0,85 (85)

Таблица 3.9

Коэффициенты k для типов местности

Высота z, м	Коэффициент k для типов местности
	А	В	С
≤5 10 20 40 60	0,75 1,0 1,25 1,5 1,7	0,5 0,65 0,85 1,1 1,3	0,4 0,4 0,55 0,8 1,0

П р и м е ч а н и е. При определении ветровой нагрузки типы местности

могут быть различными для разных расчетных направлений ветра.

Рассматриваются следующие типы местности:

А – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м; пустыни, степи, лесостепи, тундра;

В – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;

С – городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.

Территория строительства проектируемого здания относится к местности типа В.

Расчетная погонная нагрузка на раму от активного давления по высоте:

q₅ = w_ok₅cγ_fB = 0,38 · 0,5 · 0,8 · 1,4 · 12 = 2,55 кН/м;

q₁₀ = w_ok₁₀cγ_f B = 0,38 · 0,65 · 0,8 · 1,4 · 12 = 3,32 кН/м;

q₂₀ = w_ok₂₀cγ_f B = 0,38 · 0,85 · 0,8 · 1,4 · 12 = 4,34 кН/м;

q₃₀ = w_ok₃₀cγ_f B = 0,38 · 0,98 · 0,8 · 1,4 · 12 = 5,01 кН/м.

Расчетная погонная нагрузка на уровне низа ригеля (определяется линейной интерполяцией)

q_19,8 = 3,32 + (4,34 – 3,32) 9,8 / 10 = 4,32 кН/м.

Расчетная погонная нагрузка на уровне верхней точки здания

q_23,3 = 4,34 + (5,01 – 4,34) · 3,3 / 10 = 4,56 кН/м.

Рис. 3.4. Схема загружения рамы ветровой нагрузкой:

а – по нормам проектирования; б – загружение

эквивалентной нагрузкой

Ветровая нагрузка, действующая на участке от низа ригеля до верхней точки здания, заменяется сосредоточенной силой, приложенной в уровне нижнего пояса фермы. Значение этой силы:

со стороны активного давления ветра

W = (q_19,8 + q_23,5)H_ш/2 = (4,32 + 4,56) 3,5 / 2 = 15,54 кН;

со стороны отсоса

W^′ = Wс^′/с = 15,54 · 0,5 / 0,8 = 9,71 кН.

Общая сосредоточенная сила от ветра на уровне нижнего пояса фермы

W_W = W +0, W^′ = 15,54 + 9,71 = 25,25 кН.

Фактическая линейная нагрузка (в виде ломаной прямой) для упрощения расчета заменяется равномерно распределенной по всей высоте здания эквивалентной нагрузкой q_э (см. рис. 3.4, б).

Интенсивность эквивалентной нагрузки находится из условия равенства изгибающего момента М_о в основании защемленной условной консольной стойки, равной по длине высоте рамы Н, от фактической эпюры ветрового давления и от эквивалентной нагрузки:

М_о = q_эН ²/2.

Эквивалентная равномерно распределенная нагрузка активного давления (с наветренной стороны) с учетом коэффициента с = 0,8

q_э = q_wok_э = 5,1 · 0,708 = 3,61 кН/м,

где q_wo = w_okcγ_f B = 0,38 · 1 · 0,8 · 1,4 · 12 = 5,1 – расчетная ветровая нагрузка при k = 1;

k_э = 0,708 – коэффициент, определяемый в зависимости от расстояния от уровня земли до ригеля рамы Н_о в расчетной схеме согласно табл. 3.10.

Таблица. 3.10