1.4.2. Расчёты для рам с соотношением сторон 0,93:1 и 1,5:1


Такой же анализ был сделан для рамы с соотношением высоты к ширине, равным 0,93:1. Расчеты показали, что и при таком соотношении влияние усилий, вызываемых ветром, невелико, и давление ветра может не учитываться при подборе сечений элементов ригелей-ферм и колонн.

Моменты M и продольные силы N в расчётных сечениях рамы при соотношении высоты к ширине 1,5:1

Рассмотрим, каково влияние нагрузки от ветра с соот­ношением высоты к ширине, равным 1,5:1. Результаты расчета такой рамы приведены в табл. 14, в которой дано сравнение усилий, создаваемых ветровой нагрузкой, с усилиями от суммарной постоянной и временной нагрузок в расчетных сечениях ригелей-ферм и колонн. Из таблицы следует, что:

1) величина моментов, вызываемых ветровой нагрузкой в сечениях 1, 2 к 3 фермы, не превышает 3% величины моментов от суммарной постоянной и временной нагрузок, а в сечении 4 — в пределах 5 — 37%. Но абсолютное значение этих моментов невелико, и поэтому они существенного влияния на подбор сечений не оказывают. Однако продольные силы от действия ветра в сечениях 1 и 2 сильно возрастают с увеличением высоты расположения фермы, достигая в третьем ярусе 20% продольной силы, вызванной вертикальной нагрузкой. В сечениях 3 и 4 как абсолютные, так и относительные значения продольных сил от ветровой нагрузки незначительны;

2) моменты от ветровой нагрузки в колоннах на 7 — 97% выше моментов, вызываемых суммарной постоянной и временной нагрузками, что для колонн первого и второго ярусов существенно. Такие моменты, вызываемые ветром, составляют 19 — 97% и имеют большую абсолютную величину. Продольные силы, вызываемые ветровой нагрузкой, незначительны (менее 1%).

Из выполненного анализа следует, что в раме с соотношением высоты к ширине, равным 1,5:1, ветровые нагрузки в фермах и колоннах вызывают моменты такой величины, которые существенно влияют на размеры сечений элементов и их армирование.

В целом по вопросу о влиянии ветра на усилия в каркасах с ригелями-фермами на основании выполненного исследования можно сделать вывод, что во всех случаях, когда высота здания равна или меньше его ширины, а также когда пролеты меньше 18 м, каркас на давление ветра может не рассчитываться.

В тех случаях, когда соотношение между высотой и шириной здания больше единицы или когда пролёты больше 18 м, необходимо произвести расчет на ветровую нагрузку. При этом усилия в расчетных сечениях должны быть определены под воздействием вертикальных нагрузок (постоянной и временной) и горизонтальной (ветровой) в зависимости от пояса расположения здания. Для такого расчета можно рекомендовать упрощенный метод, который заключается в следующем:

1) расчет рамы с ригелем-фермой заменяется расчетом рамы с ригелем-балкой приведенной жесткости. При этом жесткость колонны в пределах фермы принимается равной приведенной жесткости фермы;

2) полученный в ригеле момент раскладывается на пару сил, приложенных к поясам ригеля-фермы;

3) производится расчет ригеля-фермы под действием горизонтальных сил, указанных в п. 1.2.