2.2.3. Ветровая нагрузка
В зависимости от географического района
и высоты здания устанавливается величина
ветрового давления на м2 поверхности
стен и фонаря. С наветренной стороны
действует положительное давление, с
подветренной – отрицательное. Стены
передают ветровую нагрузку на колонну
в виде распределенной нагрузки
,
где
шаг
колонн.
Ветровое давление, действующее на фонарь и часть стены, расположенную выше колонн, передается на колонну в виде сосредоточенной силы, приложенной вверху.
2.3. Конструктивные особенности рамы
Поперечная рама одноэтажного каркасного здания из сборных железобетонных элементов имеет шарнирное соединение ригелей (балок, ферм или арок) и стоек. Это соединение выполняется при помощи гаек и анкерных болтов, выпущенных из колонн, на которые при монтаже наводятся отверстия или вырезы опорного стального листа ригеля на опоре (рис.). Затем опорный лист ригеля приваривают к стальным листам в торце колонны.
В температурном шве ригели опираются на укороченную на 200 мм колонну. При этом один из двух ригелей опирается на катковую (подвижную) опору, а другой – на стальной столик такой же высоты (рис. 2.8).
Рис. 2.8. Узлы опирания ригелей на колонны
Колонны в зданиях с мостовыми кранами различают средние – с двумя подкрановыми консолями и крайние – с односторонним расположением консоли. По конструкции колонны делают (рис.2.9): сплошные – прямоугольного или двутаврового сечения и сквозные – двухветвенные.
Сплошные колонны применяют при кранах грузоподъемностью до 30 т. При кранах большей грузоподъемности рациональны сквозные колонны. Колонны двутаврового сечения экономичнее колонн прямоугольного сечения, однако сложны в изготовлении.
Рис. 2.9. Колонны одноэтажных зданий
2.4. Расчет поперечных рам с учетом пространственной работы каркаса здания
Крановая нагрузка в одноэтажных зданиях загружает преимущественно одну раму блока. В этих условиях возникает пространственная работа блока рам, поскольку незагруженные краном рамы также включаются в работу.
Перед выполнением статического расчета обычно анализируют расчетно-конструктивную схему рамы и ищут возможные упрощения, не оказывающие практического влияния на результаты расчета (рис. 2.10).
Рис. 2.10. Схемы поперечной (а) и продольной (б) рамы одноэтажного
Производственного здания
Наклонные и ломанные ригели рам при уклоне не более 1/8 заменяют горизонтальными, ригели одноэтажных многопролетных рам, соединенные со стойками шарнирно, считают абсолютно жесткими.
Наиболее удобным и требующим простых вычислений является расчет железобетонных рамных конструкций по методу П.Л. Пастернака. Согласно этому методу, основная система рамы получается путем устранения связей (метод сил) и введения в заданную систему неподвижных и подвижных шарниров, преобразующие ригели в простые балки на двух опорах, а колонны – в простые консоли, защемленные нижним концом (рис.2.11).
Рис. 2.11. Расчет одноэтажных рам
При расчете нужно учитывать, что в фундаментах, особенно под внутренние стойки рам, где стремятся к минимальному заложению фундаментов, нельзя принимать полную заделку стойки в основании.
Одноэтажные рамы промышленных зданий с ригелями на одном уровне и с шарнирным соединением ригелей и стоек наиболее удобно рассчитывать методом перемещений с одним неизвестным – горизонтальным смещением верха колонны (рис. 2.12). Однако при ригелях, расположенных в разных уровнях, расчет рамы методом перемещений теряет свои преимущества, т.к. возникают несколько независимым смещений. В таких рамах удобнее вести расчет по методу сил с неизвестными в виде пролетных распоров.
Рис. 2.12. Система расчета рамы
Под действием нагрузок колонны загруженной поперченной рамы деформируются и их верхний конец стремится переместиться.
Вертикальные нагрузки от веса покрытия и снега, а также горизонтальные ветровые нагрузки приложены одновременно ко всем рамам. При таких нагрузках пространственный характер работы каркаса не проявляется и каждую плоскую раму рассчитывают в отдельности.