6.2.3. Вертикальная нагрузка на перекрытие

Вертикальную расчетную нагрузку на перекрытие принимают в виде равномерно распределенной нагрузки по его площади (кН/м²). Она состоит из суммы постоянной (q_пост) и полезной (q_пол) нагрузок:

q_пост - масса конструктивных элементов перекрытия;

q_пол - полезная нагрузка.

Полная вертикальная расчетная нагрузка на перекрытие будет равна:

q_покр = q_пост + q_{по л} (кН/м²). (4)

Величина полезной нагрузки на перекрытия зависит от функционального назначения помещений здания (табл. 3 СНиП 2.01.07-95). Необходимо помнить, что в табл.3 приведены значения нормативной полезной нагрузки ( ), поэтому для определения расчетной полезной нагрузки надо значение нормативной полезной нагрузки умножить на коэффициент надежности по нагрузке:

q_{по л} = γ_f ^.q⁰ _пол (γ_f ≈1,2). (5)

Нагрузки, воспринимаемые перекрытиями и покрытием, передаются вертикальным опорам (стенам, колоннам, диафрагмам жесткости) в виде опорных реакций (сосредоточенных нагрузок, R), которые приложены в уровнях перекрытий и покрытия. Вертикальные опоры передают суммарную нагрузку на фундамент (N = ∑R). На рис. 19 представлена схема распределения нагрузки на перекрытие в учебном классе (q_пол =2 кН/м²) и схема передача ее на стены в виде опорных реакций ( R ) и фундаменты (N = ∑R ).

6.2.4 Горизонтальная нагрузка на стены здания

Горизонтальная нагрузка от давления ветра действует на стены здания и через перекрытия (покрытие) передается диафрагмам жесткости.

q_перекр=q_пост+q_пол

q_пол=q⁰_пол^.γ_f=2^.1,3=2,6 кН/м²

Рис. 19. Схема распределения полной вертикальной нагрузки на перекрытия здания:

q _перекр – полная расчетная нагрузка на перекрытие; q _пост – постоянная расчетная нагрузка (масса конструктивных элементов перекрытия); q _пол - расчетная полезная нагрузка на перекрытие; R – опорные реакции от нагрузок на перекрытия;

N – нагрузка на фундамент

Различают активное и пассивное давление ветра на здание. Величина активного давления ветра, действующего с наветренной стороны здания, определяется по формуле:

W_ак = с_еγ_f k W₀ (кН/м²), (6)

где с_е=+0,8– аэродинамический коэффициент;

γ_f= 1, 4 – коэффициент надежности по нагрузке;

k – коэффициент, учитывающий возрастание ветровой нагрузки по высоте здания (табл. 3) (СНиП 2.01.07-95) [15] ;

W₀= (кН/м²) – нормативное значение ветрового (СНиП 2.01.07-95) [15].

С противоположной стороны здания (с подветренной стороны) действует пассивное давление ветра, направленное в ту же сторону, что и активное давление ветра. Поэтому при определении величины пассивного давления ветра аэродинамический коэффициент принимается со знаком минус (с_е=-0,6):

W_пас = (-с_е )γf k W₀ (кН/м²). (7)

Для определения величины нормативной ветровой нагрузки (W₀ ) необходимо:

- по карте «Районирование территории РФ по давлению ветра» (СНиП 2.01.07-95) [15] определить ветровой район, к которому относится место расположения проектируемого здания;

- по табл. 5 СНиП 2.01.07-95 [15] принять значение нормативного давления. Например, Саратовская область относится к III ветровому району, для которого величина нормативной ветровой нагрузки составляет W₀ =0,38 кН/м².

Для построения эпюр активного и пассивного давления ветра необходимо определить значение ветровой нагрузки не менее, чем в четырех уровнях по высоте здания: в уровне земли; на высоте 10 м, h/2 и h (где h- высота здания).

На рис. 20 приведена схема распределения ветровой нагрузки на стены здания, проектируемого для г. Саратова (III ветровой район, нормативная ветровая нагрузка равна W₀ = 0,38 кН/м² ).

Определение ветровой нагрузки по высоте здания:

Активное давление Пассивное давление

- на уровне земли

Wак = 0,8.1,4.0,5.0,38 =0,21 кН/м2	Wпас=(-0,6) .1,4.0,5.0,38=0,16 кН/м2
- на высоте 10 м
Wак = 0,8.1,4.0,65.0,38 = 0,28 кН/м	Wпас=(-0,6).1,4.0,65.0,38=0,21 кН/м2
- на высоте 20 м
Wак = 0,8.1,4.0,85.0,38 = 0,36 кН/м2	Wпас=(-0,6).1,4.0,85.0,38= 0,27 кН/м2
- на высоте 40 м
Wак = 0,8.1,4.1,1.0,38 = 0,47 кН/м2	Wпас=(-0,6).1,4.1,1.0,38 = 0,35 кН/м2

Рис. 20. Схема распределения ветровой нагрузки по высоте здания