Приложение 2.4. Ветровые нагрузки

Ветровая нагрузка, передаваемая стенами здания на элементы каркаса, в общем случае определяется как сумма двух составляющих – статической и динамической. В данном случае рассматривается только статическая составляющая, соответствующая установившемуся скоростному напору. На рис. П.17. представлены схемы распределения ветрового давления на погонный метр высоты здания на примере ветра слева. При переходе от схемы а к схеме б на рис. П.17. необходимо выполнить следующее:

Фактическую эпюру ветровой нагрузки представить в виде ступенчатой по принципу осреднения в пределах выделенных по высоте здания 10-метровых участков. (рис. 16). Тогда расчетную ветровую нагрузку на каждом участке можно определить по формуле:q_i=c*q₀*В_к*γ_f*(k_i-k_i+1)/2, где с – аэродинамический коэффициент, равный 0,8 для наветренной стороны здания и 0,6 – для заветренной; q₀=38кгс/м² – нормативное значение скоростного напора для 3 ветрового района; γ_f=1,4 – для ветровой нагрузки; k – коэффициенты, учитывающие изменение скоростного напора по высоте; i=2 – число участков осреднения.

а) б)

Рис. 16.

Для наветренной стороны:

q₁=c*q₀*В_к*γ_f*(k₀+k₁)/2=0.8*36*12*1.4*(1+1)/2=483,84кгс/м

q₂=c*q₀*В_к*γ_f*(k₁+k₂)/2=0.8*36*12*1.4*(1+1,25)/2=544,32кгс/м

Для заветренной стороны:

q₁=c*q₀*В_к*γ_f*(k₀+k₁)/2=0.6*36*12*1.4*(1+1)/2=362,88кгс/м

q₂=c*q₀*В_к*γ_f*(k₁+k₂)/2=0.6*36*12*1.4*(1+1,25)/2=408,24кгс/м

1. Ступенчатая эпюра ветрового давления заменяется эквивалентной равномерно распределенной по всей высоте с ординатами q и q`. При этом руководствуемся равенством моментов в заделке при ступенчатой и равномерно распределенной эпюрах:

Для наветренной стороны:

W₁=q₁*h₁=483,84*10=4838,4кгс*м; W₂=q₂*h₂=544,32*7,8=4245,7кгс*м

Момент в заделке будет:

М^А=W₁*l₁+W₂*l₂ =4838,4*5+4245,7*13,9=83,21 тс*м

при этом М^А=qН²/2, откуда q=2М^А/Н²=2*83,21/17,8²=525,25 кгс/м².

Для заветренной стороны:

W₁=q₁*h₁=362,88*10=3628,8кгс*м; W₂=q₂*h₂=408,24*7,8=3184,3 кгс*м

Момент в заделке будет:

М^А=W₁*l₁+W₂*l₂=3628,8*5+3184,3*13,9=62,41 тс*м

при этом М^А=qН²/2, откуда q=2М^А/Н²=2*62,41/17,8²=393,95 кгс/м².

2. Сосредоточенные силы WA, WБ учитывающие ветровое давление на поперечную раму в пределах опорной части фермы и парапетов прикладываем в верхние узлы рамы, как показано на рис. П.2.8.

При ветре слева

W^А=q*(h_оп+h_п)+q`*h_п=525,25 *(2,1+0,9)+ 393,95 *0,9=0,193тс

W^Б=q*h_п+q`*(h_п+h_оп)= 525,25 *0,9+393,95 *(0,9+2,1)=0,165тс

При ветре справа значения сил q и q` остаются теми же, силы W^A=W^Б=0,165тс, W^Б=W^A=0,193 тс. Схема загружения при ветре справа показана на рис. 17.

Рис. 17.

Значения ветровых нагрузок занесены в табл. 7. в строки, соответствующие 4 и 5 загружению.

Таблица загружений

Таблица 7.

№ загружения	№ узла или элемента	Сила, тс	Момент, тс*м
1	2	26,636	-16,18
	3	23,8357	-
	4	23,8357	-
	5	26,636	16,18
	1	46,65	-6,68
	6	46,65	6,68
2	2	53,60	-37,52
	5	53,60	37,52
3	2	-	-8,01
	5	-	-8,01
	3	22,35	-
	4	22,35	-
4	2	0,394 тс/м2	-
	1	0,525 тс/м2	-
5	5	-0,394 тс/м2	-
	4	-0,525 тс/м2	-