Определение горизонтальных нагрузок на раму

Расчётная ветровая распределённая нагрузка на раму по высоте колонны определяется по формуле (3.1):

, (4.1)

где - коэффициент надёжности по ветровой нагрузке (п. 6.11 [2])

Определяем расчётную распределённую нагрузку с наветренной стороны

- на высоте до 5м кН/м,

- на высоте от 5 до 5,6 м кН/м,

где - нормативное значение ветрового давления для 2 ветрового района (таблица 5 [2]);

- коэффициенты (табл. 6 [2]);

- аэродинамический коэффициент с наветренной стороны (схема 3 прил. 4 [2]).

Определяем расчётную распределённую нагрузку с подветренной стороны (отсос):

- на высоте до 5м кН/м,

- на высоте от 5 до 5,6м кН/м,

где - аэродинамический коэффициент с подветренной стороны при L/l=60,5/31=1,95 < 2 , H/l=5,6 /31=0,18 < 0,5 (схема 2 и 3 прил. 4 [2]).

Расчётную сосредоточенную ветровую нагрузку на уровне нижнего пояса определим как сумму горизонтальных проекций результирующих нагрузок на участках l₁ и l₂.

Предварительно определим необходимые геометрические размеры.

Половина центрального угла :

.

Угол : .

Угол : ,

где – радиус очертания оси верхнего пояса фермы.

Длина дуги м.

Длина дуги м.

Угол .

Угол .

Расчётная сосредоточенная нагрузка с наветренной стороны будет равна:

, (4.2)

кН

где при м; (табл. 6 [2]);

при м, (табл. 6 [2]);

- аэродинамические коэффициенты при и (схема 3 прил. 4 [2]);

То же, с подветренной стороны:

кН,

где - аэродинамический коэффициент (схема 3 прил. 4 [2]).

4.3 Статический расчёт рамы

Поскольку рама является один раз статически неопределимой системой, то определяем значение лишнего неизвестного, которым является продольное усилие в ригеле “F_x”. Расчёт выполняем для каждого вида загружения:

- от ветровой нагрузки на стены:

, (4.3)

где м – принято для удобства расчёта загружения ветровой нагрузкой.

кН.

, (4.4)

кН.

- от ветровой нагрузки, приложенной в уровне ригеля:

, (4.5)

кН.

- от стенового ограждения:

, (4.6)

где кНм,

здесь м - расстояние между серединой колонной и стенового ограждения.

кН.

Принимаем, что положительное значение неизвестного “F_x” направлено от узлов рамы, а изгибающего момента – по часовой стрелке.

Определим изгибающие моменты в заделке рамы по формуле (3.7):

, ( 4.7)

Для левой колонны:

кНсм

Для правой колонны:

кНсм

Поперечная сила в заделке:

, (4.8)

кН

кН.

Расчётные усилия:

кНм; кН.

где - коэффициент сочетания согласно п. 1.12 [2], учитывающий действие двух кратковременных нагрузок.

5 Подбор сечения и конструктивный расчёт стоек рамы