Определение ветровой нагрузки на поперечную раму трехпролетного здания

Требуется определить ветровую нагрузку на поперечную раму трехпролетного здания в г. Кызыл.

Исходные данные:

тип местности В (городская территория),

высота арок на опоре 900 мм,

высота плит 300 мм,

толщина кровли 220 мм.

Тогда высота вертикальной части шатра:

По карте районов (по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия») определяем, что Кызыл расположен в I- м ветровом районе с нормативным значением ветрового давления ω₀ =0,23 кПа. При высоте до 5 м k₁ = 0,5, при высоте 10 м k₂ = 0,65, при высоте 20 м k₃ = 0,85. Принимаем аэродинамические коэффициенты c_e =0,8 с наветренной стороны и c_e3 = 0,5 с подветренной (активное и пассивное давление). Находим значения поправочных коэффициентов на уровне низа шатра (при высоте здания до верха колонны 13,2 м) (рис.7)

Рис.7. К определению эквивалентной ветровой нагрузки.

и на уровне верха шатра:

Расчетные значения W определяем из объема фигуры ветрового давления на шатровую часть:

Для приведения фактической нагрузки к эквивалентной нагрузке q_ω, равномерно - распределенной по высоте, удобнее всего найти вначале эквивалентное значение коэффициента k_Э . Сделать это можно через равенство статических моментов S (относительно заделки колонн) площадей фактической и эквивалентной эпюр ветрового давления, принимая значения ω₀ и с_е равными 1.

Принимая с некоторыми приближением линейное возрастание нагрузки по высоте на участке от 5 до 10,8 м (без учета небольшого перелома на высоте 10 м), получим от фактической эпюры:

От эквивалентной прямоугольной эпюры:

Подставив в первое выражение k₁ = 0,5 и k_Н = 0,714, приравняв оба выражения, получим k_Э = 0,605.

Тогда эквивалентная величина расчетной равномерно распределенной ветровой нагрузки с наветренной стороны:

а с подветренной стороны: