Расчет поперечной рамы, Сбор нагрузок на поперечную раму, Статический расчет поперечной рамы, Определение расчетных усилий - Стальной каркас одноэтажного производственного здания

Сбор нагрузок на поперечную раму

Постоянную нагрузку на ригель рамы принимаем равномерно распределенной по длине ригеля.

Величину расчетной постоянной нагрузки на 1мІ покрытия gкр, кПа, удобно определять в табличной форме.

Все нагрузки подсчитываются с учетом коэффициента надежности по назначению (гн = 0,95).

Таблица 1 Постоянная нагрузка от покрытия

Состав покрытия

Нормативная, gнкр, кН/м2

Коэффициент надежности по нагрузке,

Gкр, кН/м2

Расчетная,

gкр, кН/м2

1. Гидроизоляция,2 слоя бикроста, д=5мм, с=6 кН/м3

0,03

1,3

0,039

2. Цем. песчаная стяжка д=15мм, с=18 кН/м3

0,27

1,3

0,351

3. Плита ребристая

1,6

1,1

1,76

4. Связи покрытия и ферма

0,14

1,05

0,147

Итого

Уgнкр= 2,04

Уgкр = 2,3

Линейная распределенная нагрузка на ригель рамы gn, кН/м, определяется по формуле

Gn = гn - ?gкр - В,

Где гn =0,95- коэффициент надежности по назначению;

?gк - суммарная расчетная постоянная нагрузка;

В - шаг колонн в продольном направлении по заданию;

Gn= 0,95 . 2,3 . 6 = 13 кН/м

Временная нагрузка

Снеговая расчетная линейная нагрузка на ригель рамы Р, кН/м, определяется по формуле

Р = гn- гf - S0 - µ - B,

Где гn =0,95- коэффициент надежности по назначению;

Гf =1,4-коэффициент надежности по нагрузке;

S0- нормативное значение веса снегового покрова на 1мІ, принимаемое по таблице 4[3]; S0 = 150 кгс/см2 =1,5 кН/м2

µ-коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый по приложению 3[3]; принимаем µ =1, так как уклон кровли меньше 25°;

B-шаг колонн в продольном направлении; В = 6м.

Р = 0,95- 1,4 - 1,5 - 1 - 6 = 11,97 кН/м

Ветровая нагрузка воздействует динамически, но при низких широких зданиях рассматривается только ее статическая составляющая.

Схема действия ветровой нагрузки на раму показана на рисунке 2.1.

схема действия ветровой нагрузки на раму

Рисунок 2.1. Схема действия ветровой нагрузки на раму

При направлении ветра слева направо, как показано на рисунке, ветровая нагрузка слева будет приложена к раме, а справа - от рамы, то есть слева будет активное давление, а справа - пассивное. Этот фактор учитывается аэродинамическим коэффициентом С, принимаемым по приложению 4[3], для второго номера схемы. Принимаем слева Слев =0,8, а справа Спр =0,6. Если принять, что моменты в заделке консоли, равной по длине высоте рамы от эквивалентной и фактической нагрузки, равны, то эквивалентная расчетная погонная ветровая нагрузка gэ, лев gэ, пр, кН/м, будут равны

Gэ, лев = гn - гf - w0 - kср - Слев - B,

Gэ, пр = гn - гf - w0 - kср - Спр - B

Где гf=1,4;

B - шаг колонн в продольном направлении, м;

Kср - среднее значение коэффициента учитывающего изменение ветрового давления по высоте, по формуле (2.4);

W0 - нормативное значение ветрового давления w0,кПа, принимаем w0 =38 кгс/см2 = 0,38 кН/м2;

Kср =

Kср =

Коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, k, принимаем для типа местности Б: k1=0,75, k2=1 ; k3 =1,065 и k4=1,15 принимаем по интерполяции соответственно для Н0,факт и Нкр, где Нкр =Н0 факт. +3,5м.; Нкр =18 +3,5 = 21,5 м

Gэ, лев = 0,95 - 1,4 - 0,38 - 0, 86 - 0,8 - 6 = 2,09 кН/м;

Gэ, пр = 0,95 - 1,4 - 0,38 - 0,86 - 0,6 - 6 = 1,56 кН/м

Сосредоточенные силы Fлев и Fпр, кН, определяются по формулам

Fлев = гn - гf (k3+k4)-3,5-w0-Слев-B/2,

Fпр =Fлев- Спр/Слев

Fлев = 0,95 - 1,4 . (1,065+1,15) - 3,5 - 0,38 - 0,8 - 6/2 = 9,4 кН;

Fпр =9,4- 0,6/0,8 = 7,05 кН

Нагрузка от мостовых кранов представлена в виде вертикальной и горизонтальной.

Вертикальное давление кранов Dmax и Dmin, кН, определяется по формулам

Dmax = гn -(гf - ш -Fкmax -?y+ гf'-Gn + гf -gn -bт -B),

Dmin = гn -(гf - ш -Fкmin -?y+ гf'-Gn + гf -gn -bт -B),

Где гf=1,1- коэффициент надежности по нагрузке;

Ш - коэффициент сочетаний, ш=0,85;

Fкmax - наибольшее вертикальное нормативное давление колеса

Fкmax =470 кН;

Fкmin-наименьшее вертикальное нормативное давление колеса крана, ?y - сумма ординат линии влияния опорных реакций от установки двух сближенных мостовых кранов при их менее выгодном для колонны положении на подкрановой балке;

Gn-нормативный вес подкрановых конструкций, принимаем Gn = 40 кН;

Гf'=1,05- коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса подкрановых конструкций;

Gn=1,5кН/мІ - полезная нормативная нагрузка на тормозной площадке;

Bт - ширина тормозной площадки, принимаемая равной hн;

Fкmin= (Q +Gк)/n0 - Fкmax,

Где Q - грузоподъемность крана по заданию, равная 500 кН;

Gк - вес крана с тележкой, кН, принимаемый Gк=665 кН;

N0 - число колес с одной стороны крана, n0=4;

Fкmin= (500 +665)/2 -470 = 112,5 кН

схема постановки кранов при четырех колесах с одной стороны крана

Рисунок 2.3. Схема постановки кранов при четырех колесах с одной стороны крана

    ?y = y1 + y2 + ... + yn, ?y = 0,75 + 1 + 0,125 = 1,875

Dmax = 0,95 -(1,1 - 0,85 -470 -1,875+ 1,05-40 + 1,1-1,5 -1-6) = 832 кН,

Dmin = 0,95 -(1,1 - 0,85 -112,5 -1,875+ 1,05-40 + 1,1-1,5 -1-6) = 236,67кН

Силы Dmax и Dmin приложены по оси подкрановой балки, которая не совпадает с центром тяжести колонны и поэтому, они не только сжимают нижнюю часть колонны, но и передают на нее изгибающие моменты.

Изгибающий момент Mmax, Mmin, кН-м, определяется по формулам

Mmax = Dmax - ек, Mmin = Dmin - ек,

Где ек - расстояние от оси подкрановой балки до оси, проходящей через центр тяжести нижней части колонны, м.

Ек = 0,5- hн,

Ек = 0,5 - 1250 = 625 мм

Mmax = 832 - 0,625 = 416 кН-м,

Mmin = 236,67- 0, 625 = 118,33 кН-м

Горизонтальная сила Т, кН, возникает из-за прекосов крана, торможения тележки, распирающего воздействия колес при движении по рельсам, расстояние между которыми несколько меньше пролета крана. Нормативное значение силы, кН, передаваемой на поперечную раму, определяем по формуле

= 0,05.(Q + Gт ) / n0,

Где Q - грузоподъемность крана, равная 1000 кН;

Gт - вес тележки, принимаемый по приложению 1/2/, кН;

n0 - число колес с одной стороны крана, n0= 4.

= 0,05 . (1000 + 180 ) / 4 =17кН

Расчетную горизонтальную силу Т, передаваемую подкрановыми балками на колонну, определяем при том же положении мостовых кранов, показанных на рисунке 2.4, по формуле

Т = гn - гf - ш - - ?y,

Т = 0,95 - 1,1 - 0,85 - 17 - 1,875 = 28,32 кН

Статический расчет поперечной рамы

Размер уступа колонны ?, являющийся расстоянием между центрами тяжести сечений верхнего и нижнего участков колонны, равен

    ? = 0,5.(hн - hв), ? = 0,5 . (1250 -700) = 275 м

Принимаем Jв=1, тогда Jн=5, а Jр=20

схема рамы со всеми действующими нагрузками и характерными точками

Рисунок 2.5. Схема рамы со всеми действующими нагрузками и характерными точками

Определение расчетных усилий

Определение расчетных усилий ведется на ЭВМ. Программа "Лира" выдает расчетные усилия в табличной форме и на эпюрах.

Загружение 1(от действия моментов)

Эпюра N

Эпюра Q

Эпюра M

Загружение 2 (от ветровой нагрузки)

Эпюра N

Эпюра Q

Эпюра M

Загружение 3 (от снеговой нагрузки)

Эпюра N

Эпюра Q

Эпюра M

Загружение 4 (от действия силы Т)

Эпюра N

Эпюра Q

Эпюра M

Загружение 5 (от действия постоянной нагрузки)

Эпюра N

Эпюра Q

Эпюра M

Похожие статьи




Расчет поперечной рамы, Сбор нагрузок на поперечную раму, Статический расчет поперечной рамы, Определение расчетных усилий - Стальной каркас одноэтажного производственного здания

Предыдущая | Следующая