Горизонтальная нагрузка на ферму

Усилие на ферму от жесткого сопряжения с колонной.

При жестком сопряжении в местах опирания фермы с колонной передаются опорные реакции и опорные моменты (Рис.29). Для определения величин опорных моментов необходимо произвести расчет рамы от действующих нагрузок.

Рис.29. Жесткое опирание фермы.

а – каркас, загруженный ветровой нагрузкой; б – расчетная схема рамы с эпюрами моментов; в – расчетная схема фермы загруженной опорными моментами.

Полученные опорные моменты заменяются на пары сил, которые прикладываются к узлам фермы (рис.29) величиной:

; ; (20)

где h_on - расстояние между осями верхнего и нижнего поясов фермы на опоре; М_Л (М_ПР) – момент, передаваемый на ферму от жесткого сопряжения с колонной слева (справа).

Опорные реакции фермы определяются по правилам строительной механики.

При шарнирном сопряжении на ферму передаются усилия от ветровой нагрузки (горизонтальная нагрузка) в пределах ее высоты (рис.30)

, кН/м (21)

где ω₀ =(0,17÷0,85) кН/м² – нормативное значение давления ветра на 1 м² боковой поверхности фермы, принимается по п.6.4./2/ в зависимости от района строительства; с =(0,2÷0,8) - аэродинамический коэффициент, принимается по п.6.6/3/; k=(0,4÷1,25)– коэффициент учитывающий тип местности и изменение давления ветра по высоте, принимается по п.6.5/2/; γ_f =1.4 – коэффициент надежности по нагрузке, принимается по п.6.11/2/.

Рис.30 Ветровая нагрузка на ферму при плоской кровле при шарнирном опирании на колонну.

Распределенная ветровая нагрузка заменяется на сосредоточенную, приложенную в узлах.

Эквивалентное усилие от действия ветра:

(22)

где h - высота фермы, м; ω_н ω_в – давление ветра на уровне низа и верха фермы кН/м, определенные по ур.(21) без учета аэродинамического коэффициента с.

H – высота здания (с учетом высоты фермы на опоре h_оп); L - ширина здания; α – угол наклона кровли;

Стрелки на рисунке показывают направление ветра. Знак (+) направление ветра на здание, знак (–) направление ветра из здания. Промежуточные значения определяются по линейной интерполяции.

Значения аэродинамического коэффициента для скатных кровель приведены в таблице 3.

Распределенная нагрузка от давления ветра из здания заменяется на сосредоточенные усилия, которые прикладываются в узлы фермы.

(24)

ω – давление ветра, кН/м, определенное по ур.(15) без учета аэродинамического коэффициента с.; с_ei – аэродинамический коэффициент (табл.3)

Расчетная схема фермы при двускатной кровле приведена на рис.32.

Аэродинамический коэффициент для кровли

Таблица 3

Для получения всех возможных комбинаций нагрузок на ферму необходимо ее загрузить при смене направления ветрового усилия.