Металеві конструкції

НАВАНТАЖЕННЯ ВІД ВІТРУ

Навантаження від вітру на будинки і споруди обчислюють як суму статичної і динамічної скла­дових. Рами одноповерхових будинків розрахову­ють переважно на статичну складову вітрового навантаження і тільки однопролітні рами висо­тою понад 36 м при відношенні висоти до про­льоту більше 1,5 розраховують на суму статичної та динамічної складових.

Нормативне значення статичної складової віт­рового тиску на 1 м2 поверхні будинку обчислю­ють за формулою

= w0kce, (6.40)

Де Wq — нормативний швидкісний напір тиску вітру (приймають за СНиП 2.01.07-85 (табл. 2 до­датка 1) залежно від району будівництва (карта 2 додатка 1); к — коефіцієнт, що враховує зміну швидкісного напору вітру залежно від висоти й типу місцевості; се — аеродинамічний коефіцієнт „ для вертикальних навітряних поверхонь вироб­ничих будинків се = 0,8 (активний тиск), для за­вітряних поверхонь се = 0,6 (пасивний тиск).

Коефіцієнт к визначають за табл. 6.9, зважаю­чи на місцевість будівництва, яку позначаємо та­кими літерами:

А — відкриті узбережжя морів, озер, водосховищ; пустелі, степи, лісостепи, тундра;

В — міські території, лісові масиви та інша місце­вість, рівномірно покрита перепонами висотою понад 10 м;

С — міські райони з будинками висотою понад 25 м.

Розрахункове навантаження на один метр ви­соти колони з навітряного боку (активний тиск), кН:

W = yf-w 0-к-се-В, (6.41)

Де у/ — коефіцієнт надійності при вітровому на­вантаженні, приймають рівним 1,2; В — крок ко­лон (включно з колонами фахверка).

Для спрощення розрахунку в будівлях висо­тою понад 10 м вітрове навантаження на колону приймають еквівалентним рівномірно розподіле­ному по довжині колони.

Еквівалентне рівномірно розподілене наванта­ження weK на довжині колони можна визначити за умови рівності згинальних моментів у защем­леному стояку від фактичної епюри вітрового тиску w і від рівномірно розподіленого наванта­ження:

Гиек = 2 M/h2, (6.42)

Де М —- момент від розрахункового фактичного навантаження в нижньому перерізі колони, об­числений, як для консолі.

Навантаження від тиску вітру на ліхтар і на частину стіни в межах висоти ригеля приклада­ється на рівні нижнього поясу ригеля як зосе­реджена сила без врахування моментів, які ви­никають від такого перенесення. Цю силу обчис­люють за формулою

W = У/' се • w0 • кц, ■ Bphw + weK ■ В • h/2, (6.43) де kw — середнє значення к у межах висоти шатра; Вр — крок основних рам; hw — висота шатра; weK • В ■ h/2 — розрахункове зосереджене навантаження, яке передається на раму через проміжні колони фахверка.

Розрахункове лінійне навантаження і зосеред­жене навантаження з завітряного боку (відсос) доцільно обчислювати множенням weK і W на відношення аеродинамічних коефіцієнтів:

Съе/сне = 0,6/0,8 = 0,75.

Приклад. Обчислити навантаження від вітру на однопролітну раму виробничого будинку про­льотом І = 36 м, висотою до низу ригеля Н = = 21,6 м, район будівництва — м. Харків (рис. 6.27).

Швидкісний напір вітру для Харкова (II вітро­вий район) на висоті до 10 м: w0 = ЗО кГс ■ м2 (місцевість типу А, табл. 6.9).

Нормативний швидкісний напір вітру по висоті будинку:

До 10 м гоою = w0-k10 = 0,30-1 = 0,30 кН/м2,

20 м го02о = " ho = 0,30 • 1,25 = 0,375 кН/м2,

40 м ги040 = ги0 • кі0 = 0,30 • 1,50 = 0,450 кН/м2.

Повна висота будинку з урахуванням висоти ліхтаря становить: Н0 + hon + hM = 21,6 + 3,3 + + 3,6 = 28,5 м.

Цій висоті відповідає швидкісний напір вітру ^028 5 = 0,375 + (0,45 " 0,375)/20 • (28,5 - 20) = = 0,407 кН/м2.

На рівні нижнього поясу ригеля г%2іб = 0,375 + (0,45 — 0,375)/20 (21,6 — 20) = = 0,381 кН/м2.

Розрахункове навантаження на один погонний метр висоти колони з навітряного боку обчислю­ють за формулою w = уf • се • wn ■ В і:

Для висоти до 10 м гиіо = 1,2 • 0,8 ■ 0,30 • 6 = = 2,02 кН/м;

Для висоти 20 м ги2о = 1,2 - 0,8 - 0,375 • 6 = = 2,52 кН/м;

Для висоти 21,6 м и>2і, є = 1>2 ' 0,8 • 0,381 • 6 = = 2,56 кН/м.

Еквівалентний рівномірно розподілений швид­кісний напір вітру гиєк до рівня низу ригеля виз­начаємо за формулою (6.42). Для цього обчислимо згинальний момент від фактичного напору вітру на колону: М = 2,02 • 22,62/2 4- (2,52 - 2,02)/2 х х (20 " 10) ■ (11 4- 2/3 • 10) 4- (2,52 - 2,02) • (21,6 -

- 20)-(21 + 0,5-1,6) 4- (2,56 - 2,52) |-(21,6 -

- 20) "(21 + 1,6-2/3) = 578,18 кН/м. Тоді еквіва­лентне навантаження знаходять за формулою (6.42):

Гоек = 2 -578,18/22,б2 = 2,26 кН/м.

Розрахункову зосереджену силу на рівні ниж­нього поясу ригеля з навітряного боку обчислю­ють за формулою (6.43):

W = 1,2-0,8(0,407 + 0,381)-12-(3,3 4- 3,6)/2 +

4- 2,26-21,6/2 = 60,95 кН.

Тут 2,26 — еквівалентне навантаження на один метр, зібране з ширини 6 м (крок колон).

Розрахункове навантаження з навітряного бо­ку (відсос):

Го'еК = 0,6/0,8-гоек = 0,75-2,26 = 1,7 кН;

W'= 0,75-60,95 = 45,71 кН.