2.2.1.2 Временные нагрузки
Временная нагрузка включает снеговую, ветровую, полезную на перекрытия.
Снеговая нагрузка.
Новосибирск относится к 4-му району. Снеговая расчетная погонная нагрузка на балку покрытия составляет:
qs = sg ∙ B (2.5)
где sg – расчетная нагрузка от веса снегового покрова, кН/м2.
qs = 2,4 ∙ 6 = 14,4 кН/м
Снеговая расчетная узловая нагрузка на ферму составляет:
Ps = qs ∙ d (2.6)
Ps = 14,4 ∙ 1,5 = 21,6 кН
Ветровая нагрузка.
Новосибирск относится к 3-му ветровому району. Ветровая эквивалентная равномерно распределенная нагрузка слева:
ωeq,л = wн∙k∙cа∙γf ∙B (2.7)
где wн – нормативная ветровая нагрузка кН/м2;
k – коэффициент, учитывающий увеличение ветрового давления с высотой и зависящий от типа окружающей местности;
cа – аэродинамический коэффициент (активное давление).
ωeq,л = 0,38 ∙ 0,690 ∙ 0,8 ∙ 1,4 ∙ 6 = 1,76 кН/м
Ветровая эквивалентная равномерно распределенная нагрузка справа:
ωeq,п = wн∙k∙cп∙γf ∙B (2.8)
где cп – аэродинамический коэффициент (пассивное давление).
ωeq,п = 0,38 ∙ 0,690 ∙ 0,5 ∙ 1,4 ∙ 6 =1,10 кН/м
Ветровую нагрузку от верха колонны до верха фермы в коньке заменяем сосредоточенной горизонтальной силой. Ветер слева:
Wл = (0,38 ∙ 0,7 ∙ 0,7 ∙ 1,4) ∙ 2/tg 150 = 1,945 кН
Ветер справа (отсос):
Wп = (0,38 ∙ 0,7 ∙ 0,5 ∙ 1,4) ∙ 2/tg 150 = 1,389 кН
Полезная нагрузка на перекрытия.
Полезная расчетная погонная нагрузка на балку перекрытия Б2 составляет:
qп =qн ∙ γf ∙ B (2.9)
где qн – нормативная полезная нагрузка, кН/м2.
qп1 = 4,0 ∙ 1,2 ∙ 6 = 28,8 кН/м
Полезная расчетная погонная нагрузка на балку перекрытия Б5 составляет:
qп2 = 2,0 ∙ 1,2 ∙ 6 = 14,4 кН/м
2.2.2 Определение расчетных сочетаний усилий для расчета рамы
Для расчета усилий поперечной рамы создаем конечноэлементную расчетную модель плоской рамы в расчетно-вычислительном комплексе «SCAD 11.3». Модель состоит из узлов и стержневых элементов, оси которых совпадают с осями, проходящими через центр тяжести поперечных сечений элементов рамы. Сопряжения элементов жесткие, кроме ригеля с колоннами. Ниже представлена расчетная схема с обозначением номеров элементов поперечной рамы.
Рисунок 2.1 Расчетная схема поперечной рамы с нумерацией элементов
Нагрузки разбиты на 5 загружений:
1 – постоянная нагрузка;
2 – снеговая нагрузка;
3 – ветровая слева;
4 – ветровая справа;
5 – полезная на перекрытия.
Расчетные сочетания усилий в элементах возникают от следующих видов комбинаций:
1 – (L1)*1.0+(L2)*1.0;
2 – (L1)*1.0+(L2)*0.9+(L3)*0.9+(L5)*0.9;
3 – (L1)*1.0+(L2)*0.9+(L4)*0.9+(L5)*0.9
Результатом статического расчета здания в расчетно-вычислительном комплексе «SCAD 11.3» являются расчетные сочетания усилий в элементах поперечной рамы, представленные в таблице 2.3.
Расчетные сочетания усилий
Таблица 2.3
|
Название элемента |
Элемент |
Сечение |
Комбинация |
Значения | ||
|
N, (кН) |
M, (кНм) |
Q, (кН) | ||||
|
Колонна 1 |
1 |
1 |
3 |
-354,82 |
-74,91 |
18,64 |
|
1 |
2 |
3 |
-354,82 |
-28,19 |
15,97 | |
|
1 |
3 |
2 |
-354,82 |
22,6 |
4,26 | |
|
3 |
1 |
3 |
-266,21 |
-57,36 |
13,3 | |
|
3 |
2 |
3 |
-266,21 |
-25,07 |
10,62 | |
|
3 |
3 |
2 |
-266,21 |
1,517e-016 |
12,81 | |
|
Балка 2 |
2 |
1 |
3 |
-78,16e-014 |
-68,68 |
88,61 |
|
2 |
2 |
3 |
-78,16e-014 |
-17,17 |
44,31 | |
|
Колонна 1 |
4 |
2 |
2 |
-266,21 |
-11,19 |
-14,62 |
|
4 |
3 |
2 |
-266,21 |
-23,39 |
-15,88 | |
|
5 |
1 |
2 |
-355,62 |
-23,39 |
15,28 | |
|
5 |
2 |
3 |
-359,16 |
18,9 |
15,52 | |
|
5 |
3 |
1 |
-375,39 |
35,42 |
12,06 | |
|
7 |
1 |
3 |
-587,91 |
-33,89 |
16,76 | |
|
7 |
2 |
3 |
-587,91 |
11,37 |
16,76 | |
|
7 |
3 |
3 |
-587,91 |
56,63 |
16,76 | |
|
Продолжение таблицы 2.3 | ||||||
|
Название элемента |
Элемент |
Сечение |
Комбинация |
Значения | ||
|
N, (кН) |
M, (кНм) |
Q, (кН) | ||||
|
Балка 2 |
6 |
1 |
3 |
54,53e-014 |
-68,68 |
88,61 |
|
6 |
2 |
3 |
54,53e-014 |
-17,17 |
44,31 | |
|
Балка 6 |
9 |
1 |
2 |
-13,03 |
0 |
93,79 |
|
9 |
2 |
2 |
-36,73 |
143,47 |
-24e-01 | |
|
9 |
3 |
2 |
-60,43 |
0 |
-93,79 | |
|
Колонна 2 |
8 |
1 |
3 |
-191,05 |
-18,92 |
4,26 |
|
8 |
2 |
2 |
-191,05 |
-27,94 |
11,28 | |
|
8 |
3 |
1 |
-191,05 |
-22,42 |
10,62 | |
|
Колонна 4 |
10 |
1 |
2 |
-106,09 |
14,56e-014 |
-40,86 |
|
10 |
2 |
2 |
-106,09 |
-54,46 |
-42,92 | |
|
10 |
3 |
2 |
-106,09 |
-111,59 |
-44,98 | |
|
11 |
1 |
3 |
-227,67 |
69,52 |
-13,96 | |
|
11 |
2 |
3 |
-227,67 |
35,44 |
-11,28 | |
|
11 |
3 |
2 |
-246,91 |
-86,13 |
-28,3 | |
|
Балка 5 |
12 |
1 |
3 |
-1,24 |
-150,96 |
140,14 |
|
12 |
2 |
2 |
25,23 |
68,32 |
-8,19 | |
|
12 |
3 |
2 |
25,23 |
-155,18 |
-140,82 | |
|
Нижний пояс |
13 |
1 |
1 |
829,32 |
0 |
0 |
|
Нижний пояс |
14 |
1 |
1 |
829,32 |
0 |
0 |
|
Нижний пояс |
15 |
1 |
1 |
643,58 |
0 |
0 |
|
Нижний пояс |
16 |
1 |
1 |
643,58 |
0 |
0 |
|
Нижний пояс |
17 |
1 |
1 |
457,84 |
0 |
0 |
|
Нижний пояс |
18 |
1 |
1 |
457,84 |
0 |
0 |
|
Нижний пояс |
19 |
1 |
1 |
643,58 |
0 |
0 |
|
Нижний пояс |
20 |
1 |
1 |
643,58 |
0 |
0 |
|
Нижний пояс |
21 |
1 |
1 |
829,32 |
0 |
0 |
|
Нижний пояс |
22 |
1 |
1 |
829,32 |
0 |
0 |
|
Верхний пояс |
23 |
1 |
1 |
-865,03 |
0 |
0 |
|
Верхний пояс |
24 |
1 |
1 |
-768,91 |
0 |
0 |
|
Верхний пояс |
25 |
1 |
1 |
-768,91 |
0 |
0 |
|
Верхний пояс |
26 |
1 |
1 |
-576,68 |
0 |
0 |
|
Продолжение таблицы 2.3 | ||||||
|
Название элемента |
Элемент |
Сечение |
Комбинация |
Значения | ||
|
N, (кН) |
M, (кНм) |
Q, (кН) | ||||
|
Верхний пояс |
27 |
1 |
1 |
-576,68 |
0 |
0 |
|
Верхний пояс |
28 |
1 |
1 |
-576,68 |
0 |
0 |
|
Верхний пояс |
29 |
1 |
1 |
-576,68 |
0 |
0 |
|
Верхний пояс |
30 |
1 |
1 |
-768,91 |
0 |
0 |
|
Верхний пояс |
31 |
1 |
1 |
-768,91 |
0 |
0 |
|
Верхний пояс |
32 |
1 |
1 |
-865,03 |
0 |
0 |
|
Опорный раскос |
33 |
1 |
1 |
-154,78 |
0 |
0 |
|
Стойка |
34 |
1 |
1 |
-49,53 |
0 |
0 |
|
Растянутый раскос |
35 |
1 |
1 |
96,11 |
0 |
0 |
|
Сжатый раскос |
36 |
1 |
1 |
-96,11 |
0 |
0 |
|
Стойка |
37 |
1 |
1 |
-49,53 |
0 |
0 |
|
Растянутый раскос |
38 |
1 |
1 |
118,93 |
0 |
0 |
|
Растянутый раскос |
40 |
1 |
1 |
118,93 |
0 |
0 |
|
Стойка |
41 |
1 |
1 |
-49,53 |
0 |
0 |
|
Сжатый раскос |
42 |
1 |
1 |
-96,11 |
0 |
0 |
|
Растянутый раскос |
43 |
1 |
1 |
96,11 |
0 |
0 |
|
Стойка |
44 |
1 |
1 |
-49,53 |
0 |
0 |
|
Опорный раскос |
45 |
1 |
1 |
-154,78 |
0 |
0 |