Исходные данные
Дощатоклееная рама пролетом 32 м. Длина здания 49,5 м. Высота колонны от уровня пола до низа арки Н = 12 м. Шаг колонн В = 4,5 м.
Стеновые панели – утепленные клеефанерные шириной 1,2 м, толщиной 0,183 м.
Сбор нагрузок
На колонну действуют вертикальные постоянные нагрузки от собственного веса конструкций покрытия, стенового ограждения, колонн и временные от снегового покрова и горизонтальная ветровая нагрузки.
Рисунок 21 - расчетная схема поперечной рамы здания
Постоянные и временные нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции из табл. 3:
- от плит покрытия: ;
- от стенового ограждения: ;
- от массы арки: ;
- снеговая равномерно распределенная: ;
- снеговая распределенная по треугольнику: .
- расчетная нагрузка от веса арки: .
- расчетная нагрузка от веса покрытия:
,
где dст – ширина стеновых панелей;
акр – вылет карниза над стеной.
- расчетная нагрузка от веса стеновых панелей: .
- временная нагрузка от снегового покрова:
§ равномерно распределенная на всем пролете:
;
§ распределенная по треугольнику на половине пролета:
.
4.2.1 Вес колонны
Для определения массы колонны зададимся предварительными размерами ее сечения, исходя из предельной гибкости l = 120 (табл. 14 СНиП II-25-80) и высоты сечения
.
Согласно п. 4.4 СНиП II-25-80: ,
где I – радиус инерции прямоугольного поперечного сечения, принимаем i = 0,289;
l 0 – расчетная длина колонны, по п. 4.21 СНиП II-25-80: .
Таким образом, из условия предельной гибкости колонны высота поперечного сечения:
,
кратно 33 мм принимаем h = 0,033×24 = 0,792 м.
Ширину сечения колонны принимаем такой же, как и ширина верхней части арки, т.е. B = 0,235 м.
· собственный вес колонны: .
· расчетная вертикальная нагрузка на колонну:
.
4.2.2 Ветровая нагрузка
Для города Новосибирска нормативное значение ветрового давления w 0 = 0,38 кН/м 2 (табл. 5, СНиП 2.01.07-85).
· определение аэродинамических коэффициентов по прил. 4 п.3 СНиП 2.10.07-85 при и
:
§ аэродинамический коэффициент ce = 0,8;
§ аэродинамический коэффициент ce1 = -0,149;
§ аэродинамический коэффициент ce2 = -0,86;
§ аэродинамический коэффициент ce3 = -0,4.
Рисунок 22 - Схема ветровой нагрузки на раму здания
Приведем боковую ветровую нагрузку к равномерно распределенной из условия Равенства моментов:
.
· нагрузка от ветра принимается равномерно распределенной по высоте колонны:
– активное давление:
;
– пассивное давление:
.
Усилие от сосредоточенных ветровых нагрузок на уровне верха колонн в случае, когда несущей конструкцией является арка, равно нулю.
· нормальное усилие в ригеле от равномерно распределенной ветровой нагрузки:
.
· усилие от массы стенового ограждения, считая нагрузку от стеновых панелей приложенной посередине высоты колонны:
,
где - плечо сил между нагрузками,
, тогда
.