5 Статический расчет поперечной рамы здания

Определяем действующие на раму вертикальные и горизонтальные нагрузки:

-от ограждающих конструкций покрытия

;

;

-от снега

;

;

-от стен (расчетную нагрузку от стеновых панелей принимаем равной нагрузке от панелей покрытия без учета массы гидроизоляционного ковра)

.

Поперечное сечение колонн принимаем по предельной гибкости. Для уменьшения расчетной длины колонн из плоскости рамы по середине их высоты устанавливаем горизонтальные распорки. Предельная гибкость для колонн равна . Определим требуемые высоту и ширину сечения колонны приняв гибкость :

-для средних колонн

-для крайних колонн

Сечение шарнирно опертых крайних колонн принимаем из цельного бруса сечением 200Х150мм. Для жестко закрепленных средних колонн принимаем клееный брус из досок сечением 33х140мм (после фрезеровки), клеедощатые колонны склеиваем из 14-ти досок, таким образом высота сечения клеедощатой колонны составит .

Нагрузка от собственного веса колонн:

нагрузка от стеновых панелей приложена с эксцентриситетом:

Нормативное значение ветрового давления для I ветрового района (г. Витебск) составит .

Расчетное значение статической составляющей ветровой нагрузки определяется по формулам:

- с наветренной стороны

- с заветренной стороны

где и - аэродинамические коэффициенты внешнего давления, определяемые по схеме 2 прил.4 [2];

- коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

- коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте: ;

методом интерполяции определяем значения ветровой нагрузки на уровне верха карниза .

Ветровая нагрузка:

активная - ;

разреженная - .

Сосредоточенная ветровая нагрузка в уровне верха колонн:

активная -

разреженная -

Данная рама является один раз статически неопределимой системой. Поскольку жесткость ригелей рамы значительно превышает жесткости колонн, условно принимаем жесткости ригелей равными бесконечности. За лишнее неизвестное принимаем продольное усилие в ригеле пролетом 18м, которое определяем по правилам строительной механики методом сил.

Рис.11 Расчетная схема поперечной рамы здания

I загружение: внецентренно-приложенная нагрузка от стеновых панелей.

Каноническое уравнение

Строим эпюры изгибающих моментов в принятой системе

Рис.12 Эпюры изгибающих моментов при I загружении

Определяем коэффициенты и грузовые члены уравнения

Подставив полученные величины перемещений в канонические уравнения и сократив на общий множитель , получим:

Решив это уравнение, находим

II загружение: ветровая нагрузка при ветре слева.

Каноническое уравнение

Строим эпюры изгибающих моментов в принятой системе

Рис.13 Эпюры изгибающих моментов при II загружении

Определяем коэффициенты и грузовые члены уравнения

Подставив полученные величины перемещений в канонические уравнения и сократив на общий множитель , получим:

Решив это уравнение, находим