4.1 Определение вертикальных нагрузок на раму
Расчётная постоянная
нагрузка от покрытия, включая массу
фермы:
кН/см².
Расчётное давление на колонну от покрытия:
кН,
где
- шаг несущих конструкций.
То же от стенового ограждения с учётом элементов крепления:
кН,
где
- расчётная нагрузка от стенового
ограждения толщиной hcт=8,3см;
- масса металлических
элементов крепления стенового ограждения;
- коэффициент
надёжности по нагрузке (табл. 1 [2]);
- высота здания.
Для определения собственной массы колонны ориентировочно принимаем следующие размеры её сечения:
м,
м.
Тогда расчётное давление от собственной массы колонны:
кН,
где
- плотность древесины пихты для 2 класса
условий эксплуатации (табл. 6.2 [1]).
Расчётное давление на колонну от снеговой нагрузки:
кН.
4.2 Определение горизонтальных нагрузок на раму
Расчётная ветровая распределённая нагрузка на раму по высоте колонны определяется по формуле:
,
(5.1)
где - коэффициент надёжности по ветровой нагрузке (п. 6.11 [2])
Определяем расчётную распределённую нагрузку с наветренной стороны (напор):
- на высоте до 5м
кН/м,
- на высоте от 5 до
7,6 м
кН/м,
где
- нормативное значение ветрового давления
для III
ветрового района (таблица 5 [2]);
- коэффициенты
(табл. 6 [2]);
- аэродинамический
коэффициент с наветренной стороны
(схема 3 прил. 4 [2]).
Определяем расчётную распределённую нагрузку с подветренной стороны (отсос):
- на высоте до 5м
кН/м,
- на высоте от 5 до
7,6м
кН/м,
где - аэродинамический коэффициент с подветренной стороны при L/l=44/19=2,32 < 2 , H/l=7,6/19=0,4 < 0,5 (схема 2 и 3 прил. 4 [2]).
Расчётную
сосредоточенную ветровую нагрузку
на уровне нижнего пояса определим как
сумму горизонтальных проекций
результирующих нагрузок на участках
l1
и l2.
Предварительно определим необходимые геометрические размеры.
Половина центрального
угла
:
.
Угол
:
.
Угол
:
,
где
– радиус очертания оси верхнего пояса
фермы.
Длина дуги
м.
Длина дуги
м.
Угол
.
Угол
.
Расчётная сосредоточенная нагрузка с наветренной стороны будет равна:
,
(5.2)
кН
где
при
м;
(табл. 6 [2]);
при
м,
(табл. 6 [2]);
- аэродинамические
коэффициенты при
и
(схема 3 прил. 4 [2]);
То же, с подветренной стороны:
кН,
где
- аэродинамический коэффициент (схема
3 прил. 4 [2]).
4.3 Статический расчёт рамы
Поскольку рама является один раз статически неопределимой системой, то определяем значение лишнего неизвестного, которым является продольное усилие в ригеле “Fx”. Расчёт выполняем для каждого вида загружения:
- от ветровой нагрузки на стены:
,
(5.3)
где
м – принято для удобства расчёта
загружения ветровой нагрузкой.
кН.
,
(5.4)
кН.
- от ветровой нагрузки, приложенной в уровне ригеля:
,
(5.5)
кН.
- от стенового ограждения:
,
(5.6)
где
кНм,
здесь
м
- расстояние между серединой колонной
и стенового ограждения.
кН.
Принимаем, что положительное значение неизвестного “Fx” направлено от узлов рамы, а изгибающего момента – по часовой стрелке.
Определим изгибающие моменты в заделке рамы по формуле:
,
(5.7)
Для левой колонны:
кНсм
Для правой колонны:
кНсм
Поперечная сила в заделке:
,
(5.8)
кН
кН.
Расчётные усилия:
кНм;
кН.
,
где
- коэффициент сочетания согласно п. 1.12
[2], учитывающий действие двух кратковременных
нагрузок.