2.3 Сбор нагрузок на поперечную раму

2.3.1 Постоянная нагрузка

Постоянная нагрузка на поперечную раму складывается из веса конструкций покрытия (ограждающих конструкций кровли, несущих элементов кровли и металлических конструкций покрытия) и собственного веса колонн.

Нагрузки от веса конструкций покрытия.

Таблица 1

№ п.п.	Состав покрытия	Нормативная нагр., кПа	Коэфф. перегрузки, nп	Расчетная нагр., кПа
1	Рубероид 4 слоя	0,05	1,3	0,065
2	Цемент 1,5 см	0,3	1,3	0,39
3	Пенобетон 8 см	0,4	1,3	0,52
4	ж/б настил 3х6 м	1,45	1,1	1,595
5	Ферма и связи	0,1 0,04	1,05 1,05	0,147
	Итого:	gн = 3,51		g= 2,717

Нагрузку на 1 м² кровли подсчитаем по данным таблицы 1

Расчетная равномерно распределенная линейная нагрузка на ригель рамы.

q _n = _nqB = 1×2,717×6 = 16,302 кН/м, где

_n – коэффициент надежности по назначению;

B-шаг колонн.

2.3.2 Снеговая нагрузка

Город находится в 3-ом снеговом районе (карта 1 СНиПа 2.01.07-85*). Следовательно, нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли s₀ = 0,995 кПа.

Линейная распределенная нагрузка от снега на ригель рамы.

q_S = _n_fs₀B, где

_f – коэффициент надежности по нагрузке, для снеговой нагрузки по п. 4 СНиПа 2.01.07-85*(стр 3) равен 1,4;

 - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемы в соответствии с п. 3 прил. 3 СНиПа 2.01.07-85* (стр 17) и равный 1,0;

В – шаг рам, тогда

8,36 кН/м.

2.3.3 Ветровая нагрузка.

В соответствии с п. 11.1.2 [2] нормативное значение ветровой нагрузки в зависимости от эквивалентной высоты над поверхностью земли следует определять по формуле

,

где - нормативное значение ветрового давления;

– коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты и определяемый по таблице 11.2 или формуле (11.4) [2] в зависимости от типа местности;

– аэродинамический коэффициент, определяемый по приложению Д.1 [2].

Здание находится в втором ветровом районе по картам 3 и 3г Приложения Ж [2], поэтому из таблицы 11.1 имеем .

Согласно приложению Д.1.2 [2], для наветренной стороны здания , а для подветренной стороны –

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки оказывается равным:

- для наветренной стороны здания

-для подветренной стороны здания .

Согласно примечанию к п.11.1.8 [2] при расчете одноэтажных производственных зданий высотой до 36 м при отношении высоты к пролету менее 1,5 (в нашем случае 18,1/24=0,67<1,5), размещаемых в местностях типа «А» и «В», пульсационную составляющую ветровой нагрузки допускается определять по формуле (11.5) [2]:

где определено выше;

- коэффициент пульсации ветра, принимаемый по табл. 11.4 или формуле (11.6) [2] для эквивалентной высоты ,

– коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра. По табл. 11.7 [2] находим значения коэффициентов при расчетной поверхности, параллельной основной координатной поверхности zoy: - шаг колонн; . По таблице 11.6, интерполируя, находим .

Пульсационная составляющая ветровой нагрузки оказывается равной:

- для наветренной стороны здания

- для подветренной стороны здания .

Нормативное значение ветровой нагрузки :

- для наветренной стороны здания

- для подветренной стороны здания .

Расчетная погонная ветровая нагрузка находится по формуле

причем, согласно п.11.1.12 [2], коэффициент надежности по нагрузке для ветровой нагрузки поэтому

- для наветренной стороны здания

- для подветренной стороны здания

Низ колонны поперечной рамы расположен ниже уровня земли, а ветровая нагрузка действует только в надземной части. Для упрощения расчета фактическая эпюра ветрового давления в пределах высоты колонны заменяется равномерной, эквивалентной по величине изгибающего момента в заделке. Запишем выражения для изгибающего момента в заделке колонны с учетом обозначений рис. 1:

Приравнивая два последних результата, находим величину эквивалентной распределенной ветровой нагрузки на колонну

- для наветренной стороны здания

- для подветренной стороны здания

Помимо распределенной ветровой нагрузки на колонны здания следует учесть давление ветра на боковые плоскости покрытия (шатер). Это давление обычно прикладывается в уровне нижних поясов стропильных ферм в виде сосредоточенных сил. Значение силы ветрового давления на шатер с наветренной стороны равно площади части фактической эпюры ветрового давления ограниченной отметками низа стропильной фермы и верха покрытия :

- для наветренной стороны здания

- для подветренной стороны здания