КОМПОНОВКА ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК - Железобетонные конструкции одноэтажных промышленных зданий

Компоновку поперечной рамы производим в соответствии с требованиями типизации конструктивных схем одноэтажных промышленных зданий. Находим высоту надкрановой части колонн, принимая высоту подкрановой балки 0,8 м (по приложению XII) [1], а кранового пути 0,15 м с учетом минимального габарита приближения крана к стропильной конструкции 0,1 м и высоты моста крана грузоподъемностью 32/5 т.

Нк = 2,75 м (см. приложение XV) [1]:

H2 >2,75+ 0,8 + 0,15 + 0,1 = 3,8 м

С учетом унификации размеров колонн серии 1.424.1 (приложение V) [1] назначаем Н 2 = 3,9 м. Высоту подкрановой части колонн определяем по заданной высоте до низа стропильной конструкции 10,8 м и отметки обреза фундамента - 0,150 м при Н 2 = 3,9 м:

Н 1 = 10,8 ? 3,9 + 0,15 = 7,05 м.

Расстояние от верха колонны до уровня головки подкранового рельса соответственно будет равно У = 3,9-0,8 ? 0,15 = 2,95 м.

Для назначения размеров сечений колонн по условию предельной гибкости вычислим их расчетные длины в соответствии с требованиями таблицы IV.9 приложения IV [1]. Результаты представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Расчетные длины колонн(L0)

Часть колонны

При расчете в плоскости поперечной рамы

В перпендикулярном направлении

При учете нагрузок от крана

Без учета нагрузок от крана

Подкрановая

H1 = 7,05 м

1,5H1 = 1,5*7,05 = 10,575 м

1,2(H1+H2)=1,2(7,05+3,9)= =13,14м

0,8H1 = 5,64 м

Надкрановая

H2 = 3,9 м

2H2 = 2*3,9 = 7,8 м

2,5H2 = 9,75 м

1,5H2 = 5,85 м

Согласно требованиям п.10.2.2 [5], размеры сечений внецентренно сжатых колонн должны приниматься так, чтобы их гибкость L0/R (L0/H) в любом направлении, как правило, не превышала 120 (35). Следовательно, по условию максимальной гибкости высота сечения подкрановой части колонн должна быть не менее 13,14/35 = 0,375 м, а надкрановой Ї 9,75/35 = 0,278 м.

С учетом требований унификации принимаем поперечные сечения крайних и средних колонн в надкрановой части 400Ч600 мм. В подкрановой части для крайних колонн назначаем сечение 400Ч700 мм, а для средней - 400Ч800 мм. В этом случае удовлетворяются требования по гибкости и рекомендации по назначению высоты сечения подкрановой части колонны в пределах (1/10... 1/14) Н 1 =(1/10... 1/14) 7,05 = 0,705... 0,502 м.

В соответствии с таблицей габаритов колонн (приложение V) [1] и назначенными размерами поперечных сечений принимаем для колонн крайнего ряда по оси А номер типа опалубки 4, а для колонн среднего ряда по оси Б номер типа опалубки 9.

Стропильную конструкцию по заданию принимаем в виде сегментной фермы типа ФС-18.

По приложению VI [1] назначаем марку фермы ФС 18 III с номером типа опалубочной формы 3 с максимальной высотой в середине пролета 2,725 м (объем бетона 3,11 м 3).

По приложению XI [1] назначаем тип плит покрытия размером 3Ч6 м (номер типа опалубочной формы 1, высота ребра 300 мм, приведенная толщина с учетом заливки швов бетоном 65,5 мм).

Толщина кровли (по заданию тип 1) согласно приложению XIII [1] составляет 170 мм.

По заданию проектируем наружные стены из сборных навесных панелей.

В соответствии с приложением XIV [1] принимаем панели из ячеистого бетона марки по плотности D800 толщиной 200 мм. Размеры остекления назначаем по приложению XIV [1] с учетом грузоподъемности мостовых кранов.

Определяем постоянные и временные нагрузки на поперечную раму. Постоянные нагрузки. Распределенные по поверхности нагрузки от веса конструкции покрытия заданного типа приведены в таблице 1.2. С учетом шага колонн в продольном направлении 6 м и коэффициента надежности по назначению здания ГN= 0,95 (класс ответственности II) расчетная постоянная нагрузка на 1 м ригеля рамы будет равна:

G = 4,205-6,0-0,95 = 23,96 кН/м.

Таблица 1.2. Постоянная нагрузка от 1 м2 покрытия

Элементы кровли

Нормативная нагрузка, кН/м 2

Коэффициент надежности по нагрузке, гf

Расчетная нагрузка, кН/м 2

Кровля:

Слой гравия, втопленный в битум

0,16

1,3

0,208

Гидроизоляционный ковер - 2 слоя "Унифлекс"

0,09

1,3

0,117

Цементная стяжка(д = 20 мм, с = 18 кН/м 3)

0,36

1,3

0,468

Утеплитель - керамзит(д = 120 мм, с = 5,0 кН/м 3)

0,60

1,3

0,78

Пароизоляция -1 слой "Бикроэласт"

0,03

1,3

0,039

Ребристые плиты покрытия 3х 6 м с учетом заливки швов (д = 65,5 мм; с = 25 кН/м 3)

1,638

1,1

1,802

Ферма (Vb = 3,11 м 3, пролет 18 м, шаг колонн 6 м)

3,11*25/(18*6) = 0,719 кН/м 2

0,719

1,1

0,791

Итого:

4,205

Нормативная нагрузка от 1 м2 стеновых панелей из пористого заполнителя марки D800 при толщине 200 мм составит 8,8-0,20 = 1,76 кН/м2, где 8,8 кН/м3 - плотность ячеистого бетона, определяемая согласно п. 2.13 [15]. проектирование ферма колонна арматура

Нормативная нагрузка от 1 м2 остекления в соответствии с приложением XIV [1] равна 0,5 кН/м 2.

Расчетные нагрузки от стен и остекления оконных переплетов:

-на участке между отметками 12,6 и 10,2:

G1 = 2,4-6,0-1,76-1,1-0,95 = 26,48 кН;

-на участке между отметками 10,2 и 6,6:

G2 = (1,2-6,0-1,76 + 2,4-6,0-0,5)1,1-0,95= 20,76 кН;

-на участке между отметками 6,6 и 0,0:

G3 = (1,2-6,0-1,76+ 5,4-6,0-0,5)1,1-0,95 = 30,17 кН.

Расчетные нагрузки от собственного веса колонн.

Колонна по оси А:

- подкрановая часть с консолью:

G41 = (0,7-7,05 + 0,6-0,6 + 0,5-0,6-0,6)0,4 - 25- 1,1 - 0,95 = 57,21 кН;

- надкрановая часть:

G42 = 0,4 - 0,6 - 3,9 -25 -1,1- 0,95 = 24,45 кН;

- итого:

G4 = G41 + G42 = 57,21 + 24,45 = 81,66 кН;

Колонна по оси Б:

- подкрановая часть с консолями:

G51 =(0,8-7,05 + 2-0,6 - 0,65 + 0,65-0,65)0,4 -25- 1,1- 0,95 = 71,5 кН;

- надкрановая часть:

G52 = 0,4-0,6-3,9-25-1,1-0,95= 24,45 кН;

- итого:

G5 = G51 + G52= 71,5+ 24,45 = 95,95 кН

Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановых балок (по приложению XII) [1] и кранового пути (1,5 кН/м) будет равна:

G6 = (35 + 1,5-6,0)1,1-0,95 = 46 кН.

Временные нагрузки. Снеговая нагрузка для расчета поперечной рамы принимается равномерно распределенной во всех пролетах здания.

Нормативное значение снеговой нагрузки на 1 м2 покрытия определяем по формуле (10.1) [12]:

S0 = 0,7CECTМSG= 0,7?1?1,0?1,0?2,4= 1,68 кН/м2,

Где СЕ= 1 - коэффициент, учитывающий снос снега от ветра, принят по формуле (10.4) [12];

СT= 1,0 - термический коэффициент, принят по формуле (10.6) [12];

М = 1,0 - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке, принят в соответствии с п. 10.2 [12];

SG= 2,4 кПа - вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли для г. Самары (IV снеговой район) в соответствии с таблицей 10.1 [12].

Расчетное значение снеговой нагрузки будет равно:

S = S0ГF= 1,68?1,4 = 2,352 кН/м2,

Где ГF= 1,4 - коэффициент надежности по снеговой нагрузке согласно п. 10.12 [12].

При этом длительная составляющая будет равна 0,7-2,352 = 1,646 кН/м2,

Где коэффициент 0,7 принят по п. 10.11 [12].

Тогда расчетная нагрузка от снега на 1 м ригеля рамы с учетом шага колонн в продольном направлении и класса ответственности здания будет равна:

РSn= 2,352 - 6,0 - 0,95 = 13,41 кН/м.

Длительно действующая часть снеговой нагрузки составит:

PSn, l = 1,646 - 6,0 - 0,95 = 9,38 кН/м.

Крановые нагрузки. По приложению XV [1] находим габариты и нагрузки от мостовых кранов грузоподъемностью Q = 32/5 т (313,92/49 кН):

    - ширина крана ВК = 6,3 м; - база крана AК = 5,1 м; - нормативное максимальное давление колеса крана на подкрановый рельс PMax,П = 235 кН; - масса тележки GТ = 8,7 т; - общая масса крана GК = 28 т.

Нормативное минимальное давление одного колеса крана на подкрановый рельс (при 4 колесах):

PMin,N = 0,5(Q + QК) - PMax,П = 0,5(32 + 28)*9,81) ? 235 = 59,3 кН.

Нормативная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана, направленная поперек кранового пути и вызываемая торможением тележки, при гибком подвесе груза будет равна:

ТП= 0,05*0,5(32 + 8,7)*9,81= 9,98 кН.

Расчетные крановые нагрузки вычисляем с учетом коэффициента надежности по нагрузке ГF = 1,2 согласно п. 9.8 [12].

- максимальное давление на колонну:

DMax = PMax,П ГFУY- ГП = 235 - 1,2 - 1,95 - 0,95 = 522,4 кН,

Где УY - сумма ординат линии влияния, УY = 1,95;

- минимальное давление на колонну:

DMin= PMin,П ГFУY- ГП= 59,3 - 1,2- 1,95 - 0,95= 131,82 кН;

- тормозная поперечная нагрузка на колонну:

Т = ТП гFУY- ГП= 9,98 -1,2 - 1,95 - 0,95 = 22,18 кН.

Ветровая нагрузка. Самара расположена в III ветровом районе по скоростным напорам ветра. Согласно п. 11.1.4 [12] нормативное значение ветрового давления равно W0 = 0,38 кПа.

Согласно 11.1.5 [12] эквивалентная высота ZE= H = 13,995 м, где H - высота здания. Коэффициент K(ZE), Учитывающий изменение ветрового давления сучетом эквивалентной высоты вычисляем по формуле (11.4) [12]:

K(ZE)=k10 (ZE / 10)2Б= 0,65 (13,995/10)0,4= 0,743.

Где параметры K10= 0,65 и Б = 0,20 приняты по таблице 11.3 [12] (см. прил. XVI) [1] для заданного типа местности В.

Нормативные значения средней составляющей ветровой нагрузки WM Определяем по формуле (11.2) [12]:

    - для наветренной стены WM=w0K(ZE)CE= 0,38-0,743-0,8 = 0,225 кПа; - для подветренной стены WM- = w0K(Ze)CE- = 0,38-0,743-0,5 = 0,141 кПа;

Где аэродинамические коэффициенты Се = 0,8 и Се- = 0,5 приняты по таблице Д.2 [12].

Пульсационную составляющую ветровой нагрузки будем вычислять по формуле (11.5) [12], следуя указаниям примечания к п. 11.1.8 [12].

Для этого находим коэффициент пульсации давления ветра по формуле (11.6) [12]:

Ж(ZE)=ж10 (ZE / 10)- Б= 1,06 (13,995/10)- 0,20= 0,991.

Где параметры Ж10 = 1,06 и Б = 0,2 приняты по таблице 11.3 [12] (см. прил. XVI) [1] для заданного типа местности В.

По таблице 11.6 [12] (см. прил. XVI) [1] определяем коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления V = 0,741 (при высоте здания H=13,995 м и длине здания равной произведению шага колонн в продольном направлении на число пролетов в продольном направлении по заданию: 6,0 - 6 = 36 м).

Теперь можно вычислить нормативные значения пульсационной составляющей ветровой нагрузки WP По формуле (11.5) [12]:

    -для наветренной стены WP=wMЖ(ZE)V= 0,225 -0,741-0,991= 0,165 кПа; -для подветренной стены WP- = wM-Ж(ZE)V = 0,141-0,741-0,991 = 0,103 кПа.

Тогда, согласно формулы (11.1) [12] с учетом коэффициента надежности по нагрузке ГF = 1,4, шага колонн 6 м и с учетом коэффициента надежности по назначению здания ГN= 1 получим следующие значения расчетных ветровых нагрузок:

- равномерно-распределенная нагрузка на колонну рамы с наветренной стороны:

W1= (WM +wP) ГF L гN=(0,225+0,165)1,4-6,0-0,95= 3,11 кН/м;

- то же, с подветренной стороны:

W2= (WM- +wP-) ГF L гN= (0,141 +0,103)1,4-6,0-0,95= 1,95 кН/м;

- расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка от давления ветра на ограждающие конструкции выше отметки 10,80:

W= (W1+ W2)?(H?hНск) = (3,11 + 1,95)?(13,995?10,8) = 16,167 кН.

Расчетная схема поперечной рамы с указанием мест приложения всех нагрузок приведена на листе 1.

Похожие статьи




КОМПОНОВКА ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК - Железобетонные конструкции одноэтажных промышленных зданий

Предыдущая | Следующая