4. Полная постоянная нагрузка

Полную постоянную нагрузку представляем в виде сосредоточенных продольных усилий, приложенных в уровне верха (Р₁), уступа (P₂) и низа колонны (P₃), а также сосредоточенных изгибающих моментов M_Р1 и М_Р2, вызванных наличием эксцентриситетов продольных сил (рис 2.6,б):

,

,

,

Рис. 2.6. Схемы действия постоянной нагрузки:

а – фактическая,

б – используемая в расчёте.

7.Снеговая нагрузка

• Пункт (район) строительства: г. Санкт-Петербург (по заданию).

• Снеговой район: III (по карте 1 прил. 5 СНиП [1]), или по прил. 3.

• П олное расчётное значение снеговой нагрузки на ригель рамы (рис. 2.7,а):

s = s₀  μ  l  γ_n = 1,8112 0,95 = 15,96 кН/м,

где s₀ – расчётное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли (табл. 4* СНиП [1]): для снегового района III s₀ = 1,8 кПа (кН/м²);

μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие (прил. 3 СНиП [1]); при уклоне   25⁰ принимаем μ = 1;

l – шаг поперечных рам; l = 12 м.

• Расчётное опорное давление на колонну от снеговой нагрузки (рис.2.7,б):

P_s = 0,5Ls = 0,5  24  15,96 = 191,52 кН.

• Р

  Рис. 2.7. Схемы действия снеговой нагрузки:

  а – фактическая,

  б – используемая в расчёте.

  асчётные сосредоточенные моменты в уровне верха и уступа колонны:

M_s1 = P_s  z_в = 191,52  0,350 = 67,03 кНм,

M_s2 = P_s  e₀ = 191,52  0,275 = 52,67 кНм.

8.Ветровая нагрузка

• Ветровой район: II (по карте 3 прил. 5 СНиП [1]); или по прил. 3.

Динамическую составляющую ветровой нагрузки не учитываем, поскольку высота здания менее 36 м (п. 6.2 СНиП [1]).

• Расчётное значение линейной ветровой нагрузки на стойки рамы:

w = w₀  k  c  l  _f  _n;

где

w₀ – нормативное значение ветрового давления, определяется по табл. 5 СНиП [1]: для ветрового района II w₀ = 0,30 кПа (кН/м²);

с – аэродинамический коэффициент, определяется по прил. 4 СНиП [1]: c наветренной стороны, где действует активное давление ветра: с_а = 0,8; с подветренной стороны, где действует пассивное давление ветра (или разрежение): с_р= 0,6;

_f – коэффициент надёжности по нагрузке; для ветровой нагрузки _f = 1,4 (п. 6.11 СНиП [1]);

k – коэффициент, учитывающий высоту здания и его защищенность от ветра другими строениями; принимается по табл. 6 СНиП [1] в зависимости от типа местности (п. 6.5 СНиП [1]; принимаем тип В – городские территории) и высоты z над поверхностью земли; рассматриваем три значения z (рис. 2.8,а):

z₁ – на высоте 10 м: z₁ = 10,0 м;

z₂ – на уровне нижнего пояса фермы: z₂ = H₀ = 14,4 м;

z₃ – на уровне верха наружной стены здания: z₃ = H_зд =18,0 м.

Значения коэффициента k определяются путем интерполяции:

;

.

Из табл. 6 СНиП [1]:
z, м	k
10 20 40	0,65 0,85 1,1

Расчётное ветровое давление на высоте 10 м: w = 0,30  0,650  0,8  12  1,4  0,95 = 2,490 кН/м.

Остальные значения определяются аналогично (табл. 2.3).

Таблица 2.3.

#	z, м	k	Ветровая нагрузка w, кН/м
			давление са = 0,8	разрежение ср = 0,6
1	10,0	0,650	2,490	1,867
2	14,4	0,738	2,827	2,120
3	18,0	0,810	3,103	2,327

При расчёте распределённая по трапеции ветровая нагрузка заменяется эквивалентной равномерно распределённой (рис.2.8,б). Критерием эквивалентности является изгибающий момент в консольной стойке, равной по длине высоте рамы H.

а)

б)

Рис. 2.8. Ветровая нагрузка: а - фактическая, б - эквивалентная.

• Изгибающий момент от исходной нагрузки (активное давление):

• Тогда эквивалентная нагрузка равна:

• активная: ,

• пассивная: .

• Ветровая нагрузка, действующая на участке от низа ригеля до верха стены здания, заменяется сосредоточенными силами, приложенными на уровне ригеля рамы (см. рис. 2.8).

• Величина каждой силы равна площади соответствующей эпюры ветровой нагрузки на рассматриваемом участке (длина участка: h = z₃ – z₂ = 18,0 – 14,4 = 3,6 м):

• активное давление ;

• пассивное давление .