Определение горизонтальных нагрузок на раму

Расчетная вет­ровая распределенная нагрузка на раму по высоте колонны определяет­ся по формуле:

Q_d,w = w_m×g_f×B = w₀×k×c×g_f×B,

где g_f = 1.4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке (п. 6.11 [2]).

Определяем расчетную распределенную нагрузку с наветренной сторона (напор):

— на высоте от 0 м до 6,5 м Q_d,w,1 = Q_d,w,2 =0.17×0.4×0.8×1.4×5,4=0,411 кН/м,

где w₀ = 0.17 кПа – нормативное значение ветрового давления;

k = 0.4 – коэффициенты для типа местности "С" соответственно при

z < 10 м (таблица 6 [2]);

с_е = 0,8 – аэродинамический коэффициент с наветренной стороны (схема 3 приложение 4 [2]).

Определяем расчетную распределенную нагрузку с подветренной стороны (отсос):

— на высоте от 0 м до 6,5 м Q`<sub>d,w,1</sub>= Q`_d,w,2=0.17×0.4×(-0.5)×1.4×5,4= –0,257 кН/м,

где с_е3= –0,5 – аэродинамический коэффициент с подветренной стороны при:

L/ l =70,2/15=4,68 > 2 и Н/ l =6,5/15=0.43 < 0.5 (схема 2 и 3 приложение 4 [2]).

Расчетную сосредоточенную ветровую нагрузку Q_d,w,3 на уровне нижнего пояса определим как сумму горизонтальных проекций результирующих нагрузок на участках l₁ и l₂.

Предварительно определим необходимые геометрические размеры.

cos(j/2)=[(r–h_max)/r]=[(12,5–2,5)/12,5])=0.8, j/2=36,84°.

Уголj₂: cos(j₂)=[(r–0.3×h_max)/r]=[(12,5–0.3×2,5)/12,5])=0.94, j₂=19.93°.

Угол j₁: j₁=j/2–j₂=36,84°–19.93°=16.91°,

где r=12,5 м – радиус очертания оси верхнего пояса фермы.

Длина дуги l₁=p×r×j₁/180°=3.14×12,5×16,91°/180°=3,69 м.

Длина дуги l₂=p×r×j₂/180°=3.14×12,5×19,93°/180°=4,35 м.

Угол a₁=90°–j₂–j₁/2=90°–19.93°–16,91°/2=61,62°,

Угол a₂=90°–j₂/2=90°–19,93°/2=80,04°.

Расчетная сосредоточенная нагрузка с наветренной стороны будет равна:

Q_d,w,3 = w₀×k₁×c_е1×g_f× l ₁×B×cos(a₁) + w₀×k₂×c_е2×g_f× l ₂×B×cos(a₂) =

= 0.17×0,4×(– 0,308) ×1.4 ×3,69×5,4 ×0.475 +0.17×0,4×(–0.867)×1.4×4,35×5,4×0.173= –0,613 кН,

где k₁=0,4 при z = Н + 0.7×h_max/2 = 6,5 + 0.7×2,5/2=7,375 м (табл.6 [2]);

k₂=0,4 при z = Н + 0.7×h_max + 0.3×h_max/2 = 6,5+0.7×2,5+0.3×2,5/2=8,625м

(таблица 6 [2]);

c_е1 –0.308; c_е2 –0.867– аэродинамические коэффициенты при h_max/l=2,5/15=0.167 и Н/l=6,5/15=0.433 (схема 3 приложение 4 [2]);

cos(a₁)=0.475, cos(a₂)=0.173.

То же, с подветренной стороны:

Q`_d,w,3 = w₀×k₁×c_е×g_f× l ₁×B×cos(a₁) + w₀×k₂×c_е2×g_f× l ₂×B×cos(a₂) =

= 0.17×0,4×(– 0,4) ×1.4 ×3,69×5,4 ×0.475 +0.17×0,4×(–0.867)×1.4×4,35×5,4×0.173= –0,699 кН,

где c_е= -0.4 – аэродинамический коэффициент (схема 3 приложение 4 [2]).

а – расчетная схема рамы; б – сбор ветровой нагрузки на раму

Рисунок 4.1 – К расчету рамы

в – сбор ветровой нагрузки на покрытие

Рисунок 4.1 – К расчету рамы