5. Ветровая нагрузка.

По карте 3 СНиПа 2.01.07-85* находим, что город Харьков относится ко II-му ветровому району. Для него по таблице 5 этого же СНиПа определяем: нормативное значение ветрового давления w_о =0,30 кН/м².

Рисунок 17. Схема ветровой нагрузки на здание.

• Найдем распределенные нагрузки от действия ветра по формуле:

,

где

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определя­емый по таблице 6 СНиП 2.01.07-85* в зависимости от типа местности (принимаем тип местности – Б). Коэффициенты k для 10м – 0,65; для 20м – 0,9; для 30м – 1,05.

;

с – аэродинамический коэффициент, по п. 6.6 СНиПа «Нагрузки и воздействия» при­ни­ма­ем равным 0,8 для вертикальных стен с наветренной стороны и 0,6 – с под­вет­рен­ной.

_w – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,4;

В - ширина расчетного блока.

• Линейная распределенная нагрузка по высоте: до 10м – 3,83х0,65=2,49 кН/м; 20м – 3,83х0,9=3,45 кН/м; 30м - 3,83х1,05=4,02 кН/м; 19,8м – 2,49+(3,45-2,49)9,8/10=3,43 кН/м; 22,95м – 3,45+(4,02-3,45)2,95/10=3,62 кН/м.

• Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки:

• с наветренной стороны

,

• с подветренной стороны

.

• Эквивалентные линейные нагрузки:

• q_э от действия ветра с наветренной стороны

.

• q_э от действия ветра с подветренной стороны

.

Рисунок 17. Нагрузки на поперечную раму от действия ветровой нагрузки.

3. Статический расчет рамы.

1. Расчет рамы на постоянную нагрузку.

• Сосредоточенный момент от смещения осей верхней и нижней частей колонны.

• По таблице 12.4 учебника находим параметры, характеризующие данную раму.

- отношение моментов инерции верхней и нижней частей колонны

.

- приведенная длина верхней части колонны

.

• Каноническое уравнение имеет вид:

Рисунок 18. Расчетная схема на действие постоянной нагрузки.

Моменты от поворота узлов на угол  = 1 равны:

Единичная эпюра изгибающих моментов от симметричного поворота узлов на угол  = 1 будет иметь вид:

Рисунок 19. Единичная эпюра от поворота узлов на угол  = 1.

• Моменты от нагрузок на стойки М_Р равны:

• Моменты на опорах ригеля (защемленная балка постоянного сечения):

.

Рисунок 20. Грузовая эпюра. Постоянная нагрузка.

• Определение к-в канонического уравнения r₁₁ и r_1Р:

- по эпюре М₁: ;

- по эпюре М_Р: .

• Фактический угол поворота из канонического уравнения метода перемещений составит:

.

• Моменты от фактического угла поворота (М₁  ) равны:

• Эпюра моментов (М₁ + М_Р) от постоянной нагрузки

Эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил будут следующими:

Рисунок 21. Эпюры M, Q, N. Постоянная нагрузка.

• Проверка:

  • служит равенство моментов в узле В (326,93 = 326,9);

  • равенство перепада эпюры моментов в точке С внешнему моменту: ;

  • равенство поперечных сил на верхней и нижней частях колонны:

;

.

Эпюра нормальных сил приведена с учетом веса стен и собственного веса колонн.