Расчёт поперечной рамы здания

Сбор нагрузок на поперечную раму

Постоянные нагрузки

Постоянная нагрузка от покрытия.

Подсчёт нагрузки от веса кровли и плит покрытия на 1м² приведён в таблице 1.

Таблица 1- Постоянная нагрузка от покрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Железобетонные ребристые плиты покрытия 3х12 м с учетом заливки швов	2,05	1,1	2,255
Пароизоляция – слой рубероида на битумной мастике	0,03	1,3	0,039
Утеплитель – минераловатные плиты d=100 мм, γ=3,7 кН/м3	0,37	1,3	0,481
Асфальтовая стяжка d=20 мм, γ=18 кН/м3	0,36	1,3	0,468
Водоизоляционный ковер (три слоя рубероида на мастике)	0,09	1,3	0,117
Итого	2,9		3,42

 

Нагрузка передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля.

Расчетная нагрузка на крайнюю колонну определяется по формуле

;

где  - расчетная нагрузка от веса кровли и плит покрытия, ;

 - нормативная нагрузка от фермы (по справочным данным), ;

 - шаг колонн, ;

 - пролет здания, ;

 - коэффициент надежности по нагрузке, ;

 - коэффициент надежности по назначению здания, .

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления.

Нагрузка от верхнего участка стены выше уровня подкрановой консоли передается на уровне подкрановой консоли (рисунок 2,5):

;

где  и  - нормативная нагрузка от веса 1 м² стеновых панелей и оконных блоков соответственно, , ;

 и  - суммарная высота стеновых панелей и оконных блоков соответственно, , .

Расчетная нагрузка от веса подкрановых балок и кранового пути.

;

где  - нормативная нагрузка от веса подкрановой балки, ;

 - нормативная нагрузка от веса кранового пути, .

Расчетная нагрузка от веса колонн.

Надкрановая часть крайней и средней колонн:

;

где  - средняя плотность тяжелого конструкционного бетона,

.

Подкрановая часть крайней колонны является сплошной:

или

 

Подкрановая часть средней колонны состоит из двух ветвей и распорок, нагрузка определяется от веса всех элементов:

или

    

Нагрузки действуют на крайние колонны с эксцентриситетом (рисунок 5).

         

Рисунок 5 – Эксцентриситеты приложения нагрузок на крайнюю колонну

 

Нагрузка  действует на крайние колонны с эксцентриситетом  равным

.

b – ширина опирания фермы = 320мм.

На уровне сопряжения арки с колонной возникает изгибающий момент :

.

На уровне изменения сечения крайней колонны возникает изгибающий момент:

Нагрузка  действует на крайние колонны с эксцентриситетом:

.

Нагрузка F₃ действует на крайние колонны с эксцентриситетом:

На средние колонны нагрузка передается центрально и изгибающие моменты равны 0.

 

Временные нагрузки

Снеговая нагрузка.

Временная нагрузка от снега устанавливается в соответствии с географическим районом строительства и профилем покрытия. Она передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля и подсчитывается по той же грузовой площади, что и нагрузка от массы покрытия.

Расчетная снеговая нагрузка на покрытие определяется по формуле

,

где  - расчетное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной пверхности земли, принимаемый в соответствии с нормами и зависит от района строительства, для IV снегового района (г.Нижний Новгород) ;

 - коэффициент перехода от веса снегового покрова горизонтальной поверхности земли к снеговой нагрузке на покрытие, в учебном курсовом проекте принимаем .

Расчетная снеговая нагрузка на крайнюю колонну

.

Момент от снеговой нагрузки

.

Ветровая нагрузка.

В зависимости от географического района и высоты здания устанавливают значение ветрового давления на 1 м² поверхности стены. С наветренной стороны действует положительное давление, с заветренной – отрицательное.

Стеновые панели передают ветровое давление на колонны в виде распределенной нагрузки. Расчетная ветровая нагрузка на 1 м² стены определяется по формуле

,

где  - нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от ветрового района, для I района по ветровой нагрузке (г. Нижний Новгород) ;

 - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте здания, принимается в зависимости от типа местности, для открытой местности типа А при высоте 10 м - , при высоте 20 м - ;

 - аэродинамический коэффициент, для вертикальной поверхности при положительном давлении с=0,8;

 - коэффициент надёжности по ветровой нагрузке.

Ветровое давление на уровне 10 м от поверхности земли

.

Ветровое давление на уровне 20 м от поверхности земли

.

Коэффициент k для высоты 12,90 м:

 

Ветровое давление на высоте 12,9 м (отметка верха колонн):

Ветровое давление на высоте 15,35 м (отметка верха стеновых панелей):

Переменный по высоте скоростной напор ветра заменяем равномерно распределённым, эквивалентным по моменту в заделке колонны длиной H_к=12,9 м.

При отношении высоты здания к ширине здания:

Значение аэродинамического коэффициента для наружных стен с наветренной стороны – с₁=0,8, с подветренной – с₂=0,5.

Расчётная равномерно распределённая ветровая нагрузка на колонну до отметки 12,9 м при коэффициенте надёжности по нагрузке :

- с наветренной стороны

;

- с подветренной стороны

.

Неравномерную нагрузку, действующую на часть стены выше колонн, в расчётной схеме приводим к сосредоточенной силе, приложенной на уровне верха колонн:

- для наветренной стороны

 

- для подветренной стороны

Рисунок 6 – К расчету ветровой нагрузки

 

 

Нагрузка от мостовых кранов.

Мостовой кран состоит из моста, тележки на четырёх колёсах, подъемного оборудования и сообщает каркасу здания вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Максимальное нормативное давление на колесо крана возникает при крайнем положении тележки с полным грузом, при этом на колесо крана с противоположной стороны действует минимальная нагрузка.

Максимальное нормативное давление на колесо крана F_{max, n}=280 кН (принимаем по ГОСТ 25546) L=18м.

Определяем минимальное нормативное давление:

,

где - максимальный вес груза;

 – общий вес крана.

Расчётную вертикальную нагрузку на крайнюю колонну вычисляют от двух максимально сближенных кранов по линиям влияния опорных реакций подкрановых балок (рисунок 7) по формулам:

где  – максимально возможная сумма ординат линий влияния опорного давления, взятых под колёсами крана (рисунок 7), 2,95;

 =1,2 - коэффициент надёжности по крановой нагрузке;

= 0,85 – коэффициент сочетания.

Таким образом

800,40 кН;

514,54 кН.

 

Рисунок 7 – К определению суммы ординат линий влияния опорных реакций

 

При торможении крана могут возникать поперечные и продольные тормозные усилия.

Нормативная горизонтальная поперечная нагрузка, вызываемая торможением тележки крана с грузом, определяется при гибком подвесе груза по формуле

где  - вес тележки (по ГОСТу на краны).

Эта сила передается на один путь и распределяется поровну между двумя колесами крана.

Расчётная горизонтальная сила на колонну определяется от действия двух кранов по линиям влияния опорных реакций по формуле

.

Вертикальные крановые нагрузки передаются на колонны с эксцентриситетами:

На крайнюю колонну:

На среднюю колонну:

 (относительно оси сечения) или

 (относительно оси ветви)

В момент, когда тележки с грузом двух сближенных кранов в одном (левом) пролете находятся в крайнем левом положении, на крайней левой колонне создается давление  и соответствующий ему изгибающий момент , а на средней колонне и :

И наоборот, когда тележки с грузом находятся в крайнем правом положении, на крайней левой колонне создается давление  и соответствующий ему изгибающий момент , а на средней колонне и :

Горизонтальное давление от поперечного торможения кранов передается на колонны на уровне верха кранового рельса, то есть на расстоянии 1,52 м от подкрановой консоли, и имеет знак «+» или «-».

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: