Определение усилий от ветровой и снеговой нагрузки

Интенсивность снеговой нагрузки по поверхности купола обычно принимается по закону p = p_ocos(p), что дает равномерную нагрузку по плану интенсивностью р усилия в арочках или досках меридианного настила купола на единицу длины окружности определяются по формуле 

T'₁ = Q_φ /2πR sinφ= πr²p_о/2πR sinφ = p_оR/2, 

откуда видно, что усилие Т₁ не зависит от угла φ.

Усилие на одну арочку или доску меридианного настила T'₁ = p_oRa/2
где а — расстояние между соседними арочками или досками меридианного настила на данном уровне.

Кольцевое усилие определяется по формуле
     T₂ = zR— T₁ = (p_o cos φ)cos φ R— po R/2 = p_oR cos²φ — p_oR/2 = p_oR/2f(2cos²φ - l) 
или
     Т₂ =( p_o R_a/2) cos²φ.

Усилие Т₂ двузначно: при φ <45° — сжимающее, при φ >45° — растягивающее. Сдвигающие усилия S от симметричной снеговой нагрузки равны нулю.

Определение усилий от ветровой нагрузки

Усилия от ветровой нагрузки определяются приближенно путем замены действительной эпюры ветрового давления суммой двух эпюр: симметричной эпюры 

W₂ = W_o cos²φ 

и кососимметричной эпюры  W₁ = 0,5Wo sin²φ sin²φ = 0,5W_o sin²φ (0,85 sinφ — 0,15 sin3φ), 
где W_o — скоростной напор ветра.

Рис. 1. Расчетные схемы действия ветровой нагрузки на сферический купол

Усилия от ветровой нагрузки W₂:

Т₁ = — ( p_o R/3)∙(1+ cosφ+ cos²φ)/(1+ cosφ) 
Т₂ = - p_o R [cos³φ – (1+ cosφ+ cos²φ)/3(1+ cosφ)] 

Усилия от ветровой нагрузки W₁ могут быть определены таблично.

Купольные покрытия обладают хорошей обтекаемостью. При f/l≤1/4 достаточно учесть только симметричный отсос.
Для куполов с f/l>1/4 следует принимать во внимание и кососимметричную ветровую нагрузку, как указано выше. Кососимметричная нагрузка дает сдвигающие усилия, на которые рас считывается косой настил.