2.3.Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка на поперечную раму здания определяется с коэффициентом k, который учитывает увеличение скоростного напора ветра в зависимости от высоты и типа местности.

Местность строительства относится к типу В [16, табл.6].

Нормативная ветровая нагрузка для Челябинска равна w₀ = 3,0гН/м² = 0,3кПа [16, табл.5].

Поправочные коэффициенты на увеличение ветрового давления при увеличении высоты сооружения от поверхности земли (рис.2.3):

Высота, м	Коэффициент
40	k40 = 1,1
20	k20 = 0,85
10	k10 = 0,65
5	k5 = 0,5

Заменим нарастающую ветровую нагрузку эквивалентной равномерно распределенной из условия равенства моментов в заделке колонны, то есть на отметке – 0,6м. На рисунке 2.3 показаны высотные коэффициенты.

Определим высотные коэффициенты для отметок более 20м.

Найдём тангенс угла увеличения высотного коэффициента для отметок более 20м

.

Высотный коэффициент для отметок более 20м равен

Таблица 2.3. Высотные коэффициенты

Отметка, м	20+y, м		K
Низ ригеля 27,6	20+7,6		0,945
Верх здания 34,75	20+14,7		1,034

Выделим равномерную прямоугольную нагрузку от отметки 0,000 до отметки 27,6м и треугольную нарастающую от отметки 5,0 до отметки 27,6м.

Получим эквивалентный коэффициент, который применим для высоты от 0,000м до 27,6м (низ ригеля).

Найдём момент М в заделке от единичных нагрузок прямоугольной и треугольной, как в консоли

Расчётные величины ветровых нагрузок на единицу высоты рамы.

От активного давления ветра для отдельных участков

,

где w₀ - нормативный скоростной напор, w₀ = 3,0гН/м²;

c =0,8 – аэродинамический коэффициент для напора;

_f =1,4 – коэффициент надежности по нагрузке.

От отсоса ветра

,

где c =0,6 – аэродинамический коэффициент для отсоса.

Расчётная ветровая нагрузка на 1м² приведена в табл. 2.4, эквивалентная нагрузка на 1м п. колонны – в табл. 2.5.

Таблица 2.4. Ветровая нагрузка (напор) на здание

Отметка, м	Нормативная, гН/м2	Коэффициенты			Расчётная, гН/м2
		высоты	Надёжности	аэродинамики
Ниже ригеля < 27,6	3,0	0,8	1,4	0,8	2,69
Верх здания 34,75	3,0	1,034	1,4	0,8	3,47

Таблица 2.5. Ветровая нагрузка на единицу высоты здания (шаг рам В=12м)

Отметка, м	Нормативная, гН/м	Коэффициенты			Расчётная, гН/м
		высоты	надёжности	аэродинамики
Ниже ригеля < 27,6	3х12=36	0,8	1,4	0,8	32,26
Верх здания 34,75	3х12=36	1,034	1,4	0,8	41,7

Для отсоса изменяется только аэродинамический коэффициент с 0,8 до 0,6. Следовательно, отсос составляет 0,6/0,8=0,75 или 75% от напора.

Эквивалентная нагрузка при отсосе

w₀=0,75 ·32,26=24,2гН/м.

Расчётная схема рамы при действии ветровой нагрузкой приведена на рис.2.4.

Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки на отметке низа ригеля:

напор W_н = q_33,55(h_р + h_ф) =41,7∙(3,15+4)=298,15гН;

отсос W_отс =0,75w_н =0,75∙298,15=223,61гН.