Ветровая нагрузка. 
Проектирование производственных зданий

Сбор ветровой нагрузки проводится в соответствии с требованиями СНиП «Нагрузки и воздействия». Сначала устанавливается ветровой район по карте 3 по давлению ветра. Для города Владивостока определен ветровой район I, для которого нормативное значение ветрового давления W0=0.48 кПа.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на 1 м² площади стены.

Wm=W0kc.

k1=0,75 при z1? 5 м; k2=1,0 при z2 = 10 м; k4=1,25 при z4=20 м; k4=1,5 при z4=40 м.

Аэродинамические коэффициенты определяем по схеме 2 прил. 4 СНиП:

cе = +0,8; cе3= -0,6.

Активное давление ветра с наветренной стороны:

на высоте z1 = 5 м, Wm1= W0k1cе=0,480,750,8=0,29 (кН/м2);

на высоте z2 = 10 м, Wm2= W0k2cе=0,4810,8=0,38 (кН/м2);

на высоте z3= 16,2 м, Wm3= W0k3cе=0,481,1550,8=0,44 (кН/м2);

на высоте z4 = 20 м, Wm4= W0k4cе=0,481,250,8=0,48 (кН/м2).

Для использования в статических расчетах переменная по высоте ветровая нагрузка с наветренной стороны заменяется равномерно распределенной эквивалентной нагрузкой по моменту в заделке консольной балки длиной H=14,6 м.

Равнодействующие усилия как площади трапеций:

F1=Wm1z1=0,295=1,45 (кН/м);

F2=(Wm1+Wm2)(z2-z1)/2=(0,29+0,38)(10−5)/2=1,68 (кН/м);

F3=(Wm2+Wm3)(z3-z2)/2=(0,38+0,44)(14,6−10)/2=1,89 (кН/м).

Расстояния до центров тяжести трапеций:

h1=z½=5/2=2,5 (м);

h2=(Wm1+2Wm2)(z2-z1)/3(Wm1+Wm2)=(0,29+20,38)(10−5)/3(0,29+0,38)=2,619 (м);

h3=(Wm2+2Wm3)(z3-z2)/3(Wm2+Wm3)=(0,38+20,44)(14,6−10)/3(0,38+0,44)=2,36 (м).

Нормативное значение интенсивности эквивалентной равномерно распределенной средней составляющей ветровой нагрузки:

Wm=2Mact/H2=2(F1h1+F2(z1+h2)+F3(z2+h3))/H2=2(1,452,5+1,68(5+2,619)+1,89(10+2,36))/14,62=0,37 (кПа).

Соответственно с заветренной стороны:

Wm'= Wmce3/ce = 0,37(-0,6)/0,8= -0,28(кПа).

Расчетное значение интенсивности эквивалентной равномерно распределенной ветровой нагрузки на 1 п. м длины стойки рамы (высота стены):

с наветренной стороны.

Wакт=Wmaгnгf = 0,37 121,40,95=5,9 (кН/м);

с заветренной стороны.

Wпас=рвce3/ce=5,9(-0,6)/0,8= -4,43 (кН/м).

Расчетная ветровая нагрузка, действующая выше отметки низа стропильной конструкции (H=14,6 м), прикладывается к верху колонны как сосредоточенная сила W. Высота парапета принимается равной 3,15 м, а его отметка от уровня пола z5=14,6+3,15=17,75 м. Коэффициент, учитывающий тип местности на отметки 17,75 м:

K5= k3+(z5-z3)(k4-k3)/(z4-z3)= 1,25+(19,35−16,2)(1,5−1,25)/(20−14,6)=1,25;

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на этом уровне.

Wm5= W0k4cе=0,481,240,8=0,476 (кН/м2).

Сосредоточенная сила, учитывающая активное давление ветра:

Wакт'=(Wm3+Wm5)(z5-z3) aгnгf/2=(0,44+0,476)(17,75−14,6)(0,8+0,5)121,40,95/2=27,15 (кН).

Сосредоточенная сила, учитывающая пассивное давление ветра:

W пас'= Wакт'· (-0,6/0,8)=27,15· (-0,6/0,8)= -20,36 (кН).