Вітрове навантаження

Вітрове навантаження є змінним навантаженням, для якого встановлені два розрахункові значення:

- граничне розрахункове значення;

- експлуатаційне розрахункове значення.

Граничне розрахункове значення вітрового навантаження на 1 м² поверхні будівлі (в кН/м² ) визначається за формулою

,

де _fm — коефіцієнт надійності за граничним розрахунковим значенням вітрового навантаження, визначений за 9.14 [9];

W₀ — характеристичне значення вітрового тиску; воно дорівнює середній (статичній) C — коефіцієнт, який визначається за формулою

,

C_aer — аеродинамічний коефіцієнт, що визначається за 9.8 [9] та додатком І [9]; він враховує умови обтікання вітром і залежить від конфігурації поверхні. Наприклад, для вертикальних навітряних поверхонь (активний тиск) C_aer = 0,8, для завітряних поверхонь (відсос) C_aer = 0,6 ;

C_h — коефіцієнт висоти споруди. Він враховує збільшення вітрового навантаження залежно від висоти споруди або її частини, що розглядається, над поверхнею землі, типу навколишньої місцевості і визначається за рис. 9.2 [9];

C_alt — коефіцієнт географічної висоти, який враховує висоту H (в кілометрах) розміщення будівельного об’єкта над рівнем моря. При H<0,5 км ;

C_rel — коефіцієнт рельєфу, що враховує мікрорельєф місцевості поблизу площадки розташування будівельного об’єкта і приймається таким, що дорівнює одиниці, за винятком випадків, коли об’єкт будівництва розташований на пагорбі або схилі;

C_dir — коефіцієнт напрямку, що враховує нерівномірність вітрового навантаження за напрямками вітру і, як правило, приймається таким, що дорівнює одиниці. Значення C_dir, що відрізняється від одиниці, допускається враховувати при спеціальному обґрунтуванні тільки для відкритої рівнинної місцевості та при наявності достатніх статистичних даних;

C_d — коефіцієнт динамічності, що враховує вплив пульсаційної складової вітрового навантаження і просторову кореляцію вітрового тиску на споруду. Для основних типів будівель і споруд значення C_d визначаються за графіками на рис. 9.5...9.10 [9].

Граничне розрахункове лінійне навантаження на раму в певній точці по висоті

q_w = W_m B, кН/м,

де В – крок колон.

Фактична епюра вітрового лінійного навантаження наведена на рис.9.52.

Для спрощення статичних розрахунків навантаження на ділянці від низу ригеля до найвищої точки замінюють зосередженими силами W i W’, прикладеними в рівні низу ригеля, а нерівномірне по висоті колон навантаження замінюють еквівалентним рівномірно розподіленим q_w i q’_w (див. рис.9.52).

Еквівалентне навантаження визначається з умови рівності згинаючих моментів в защемленні колони від фактичного та еквівалентного навантажень.

32. Навантаження від мостових кранів

Навантаження від мостових кранів поділяються на вертикальні та горизонтальні кранові навантаження.

А. Вертикальні кранові навантаження.

Найбільше вертикальне навантаження на колону D_max визначається при крайньому положенні візка крана на мосту з вантажем на гаку крана, маса якого рівна вантажопідйомності крана Q

Відповідно на другу колону діє менше навантаження – D_min.

Якщо в однопролітній будівлі є два і більше кранів, то вертикальне навантаження на колони визначається лише від двох найбільш несприятливих по дії кранів (при будь-якій кількості кранів на одному ярусі прольоту). В багатопролітних будівлях розглядаються не більше чотирьох кранів (по два в різних прольотах).

Ці умовності пов’язані з тим, що імовірність одночасного співпадання навантажень від декількох кранів надзвичайно мала. Імовірність залежить від того, наскільки часто крани піднімають великі вантажі, маса яких близька до вантажопідйомності, а тому пов’язана з режимом роботи кранів. Ця імовірність враховується в розрахунках введенням коефіцієнту сполучень , рівного:

Розрахункове зусилля D_max, яке передається на колону колесами крана, можна визначити за лінією впливу опорних реакцій (л.в. D) підкранових балок при найневигіднішому розміщенні кранів на балках

D_max = _fm  F_{k, max} + _fm g_e b_г B ,

де _fm – коефіцієнт надійності за граничним розрахунковим значенням кранового навантаження; визначається за 7.9 [9]; F_k,max – характеристичне значення максимального тиску одного колеса крана (наведений в стандартах на крани); – сума ординат лінії впливу для опорного тиску на колону; g_е – корисне навантаження на гальмівній площадці (1,5 кН/м²) при наявності проходу вздовж кранового шляху; b_г – ширина гальмівної площадки; В – крок колон.

Аналогічно:

D_min = _fm  F_{k, min} + _fm g_e b_гB ,

де F_{k, min} – характеристичне значення мінімального тиску одного колеса крана. Воно визначається наступним чином.

Загальне навантаження на всі колеса крана рівне Q+G, де Q - вантажопідйомність крана, G – повна маса крана з візком. Оскільки кожне колесо з однієї сторони крана передає силу F_{k, max}, а з другої сторони крана F_k,min, то сума цих сил рівна загальному навантаженню, тобто

F_k,max n_o + F_k,min n_o = Q + G,

де n_о– кількість колес з однієї сторони крана (при Q  50 т – n_о=2; при Q = 80…160 т – n_o=4; при Q  160 т – n_o=8).

Звідси

.

і остаточно

Сили D_max i D_min прикладені по осі підкранової балки, а тому не тільки стискують нижню частину колони, а й передають на неї згинаючі моменти

M_max = D_max e₃ ;

M_min = D_min e₃ ,

де e₃ – відстань від осі балки до осі нижньої частини колони.