3. Определение нагрузок для расчета рамы
На конструкции каркаса здания воздействуют нагрузки от собственного веса кровли и самих конструкций, снеговая и ветровая нагрузки. В соответствии со СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» нагрузка от собственного веса относится к постоянным нагрузкам, а от снега и ветра – к кратковременным. Коэффициент надежности по назначению здания принимается равным 1.
3.1. Определение собственного веса кровли и конструкций покрытия
Для определения собственного веса кровли и конструкций покрытия сначала найдем нагрузку на 1м2 кровли, а затем определим линейную погонную нагрузку на раму. Определение нагрузок произведем в табличной форме (табл. 3.1). Толщина утеплителя принимается в зависимости от района строительства; в данной работе принимаем толщину утеплителя 100мм.
Таблица 3.1
|
№ п/п |
Состав покрытия (нагрузка) |
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
Коэфф. надежности по нагрузке |
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
|
1 |
Защитный слой с втопленным гравием (h=20мм) |
0,40 |
1,3 |
0,52 |
|
2 |
Гидроизоляция из 3-х слоев рубероида |
0,15 |
1,3 |
0,20 |
|
3 |
Утеплитель пенопласт =50кг/м3 (h=100мм) |
0,05 |
1,2 |
0,06 |
|
4 |
Пароизоляция - 1 слой рубероида |
0,05 |
1,3 |
0,07 |
|
5 |
Профилированный настил |
0,15 |
1,05 |
0,16 |
|
6 |
Каркас стальной панели (3 х 6 м) |
0,20 |
1,05 |
0,21 |
|
7 |
Стропильная ферма |
0,30 |
1,05 |
0,32 |
|
8 |
Связи по фермам |
0,05 |
1,05 |
0,06 |
|
ИТОГО: |
gн = 1,35 |
– |
gр = 1,60 | |
Расчетная линейная нагрузка от собственного веса кровли и конструкций покрытия определяется по формуле:
,
где В – шаг стропильных ферм; В = 6м;
g – нагрузка от собственного веса кровли и конструкций покрытия на 1м2 кровли (смотри табл. 3.1.); g = 1,6кН/м2.
кН/м.
3.2. Определение снеговой нагрузки
Нормативная снеговая нагрузка на 1м2 покрытия зависит от района строительства и профиля кровли. Для принятой в проекте плоской кровли без фонарей она равна весу снегового покрова So, указанному в СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», который относится к I снеговому району. Для данного снегового района расчетное значение снегового покрова So составляет 0,8кН/м2.
Расчетная линейная снеговая нагрузка определяется по формуле:
,
где В – шаг стропильных ферм; В = 6м;
So – нормативная снеговая нагрузка на 1м2 покрытия; So = 0,8кН/м2.
кН/м.
3.3. Определение ветровой нагрузки
Для расчета рамы определим ветровую нагрузку на 1м2 стены здания как с наветренной (активное давление), так и с заветренной стороны (пассивное давление) (рис.3.1).
L
= 30м
Рис. 3.1. Расчетная схема рамы и действующие на нее нагрузки.
Для невысоких зданий (высотой до 10м) распределение ветровой нагрузки по высоте принимается постоянным и равным:
– при
активном давлении 
;
– при
активном давлении 
;
где Wo – нормативное ветровое давление, принимаемый в соответствии со СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» в зависимости от района строительства. В работе используется II ветровой район. Для данного района нормативное значение ветрового давления Wo составляет 0,30кН/м2;
С и С’ – аэродинамические коэффициенты соответственно с наветренной и заветренной стороны, принимаемый в соответствии со СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» равными С = 0,8; С’ = 0,6;
1 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке; 1 = 1,4.
кН/м2.
кН/м2.
На колонны по всей высоте стойки действуют равномерно распределенные нагрузки qв и q’в, и в уровне нижнего пояса стропильных ферм сосредоточены силы W и W’, эквивалентные действию ветровой нагрузки на шатер здания.
Равномерно распределенные нагрузки qв и q’в определяются по формулам:
,
,
где Wв – ветровая нагрузка на 1м2 с наветренной стороны; Wв = 0,34кН/м2;
W’в – ветровая нагрузка на 1м2 с заветренной стороны; W’в = 0,25кН/м2;
В – шаг стропильных ферм; В = 6м;
кН/м.
кН/м.
Сосредоточенные силы W и W’ определяются по формулам:
,
,
где qв – равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонну с наветренной стороны; qв = 2,04кН/м;
q’в – равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонну с заветренной стороны; q’в = 1,50кН/м;
Нф – высота шатра здания, равная hф+0,5м; Нф = 3,15+0,5 = 3,65м.
кН.
кН.