Статический расчет поперечной рамы, Определение нагрузок на раму, Заполнение бланка исходных данных - Разработка схемы стального каркаса рамы

Определение нагрузок на раму

На ригель действует постоянная нагрузка (вес кровли, утеплителя, собственный вес фермы) и временная (снеговая, пыль). Их определяют исходя из состава кровли и района строительства. Все вычисления сводим в таблицу 2.1, где указываем толщину и объемный вес элементов кровли.

Таблица 2.1 - Нагрузки, действующие ригель рамы

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, кН/м2

Коэффициент надежности по нагрузке, гf

Расчетное значение, кН/м2

Постоянные

Железобетонные плиты шириной 3м

1,45

1,1

1,595

Стропильная ферма со связями

0,3

1,05

0,32

Рубероид

0,1

1,3

0,13

Утеплитель

0,6

1,3

0,78

Цементно-песчаная стяжка

0,4

1,3

0,52

Итого

2,85

3,345

Временная

Снеговой покров (S)

IV район

1,5

2,4

Полная

4,35

5,75

Для расчета рамы вычисляем погонные нагрузки на ригель, постоянную g и временную s, а так же опорные давления стропильных ферм от этих нагрузок:

схема приложения постоянных нагрузок к раме

Рисунок 2.1 - Схема приложения постоянных нагрузок к раме

схема приложения снеговой и крановой нагрузок к раме

Рисунок 2.2 - Схема приложения снеговой и крановой нагрузок к раме

Определим Постоянные нагрузки на колонну.

Расчетные нагрузки от собственного веса подкрановой и тормозной балок, верхней и нижней частей колонны определяются по формулам:.

Где - коэффициент веса подкрановой и тормозной балок, принимаем 0,35;

    - пролет балки и подстропильной фермы, м; - вес 1 м кранового рельса;

И - нормальные силы в верхней и нижней частях колонны.

,

,

Подставим числовые значения в формулы и получим:

,

,

,

,

,

Для удобства расчета рамы все вертикальные нагрузки, приложенные к колонне, переносят в центр тяжести сечения с добавлением моментов:

Подставим числовые значения в формулы и получим:

Определим Временные нагрузки на колонну.

К ним относятся нагрузки от снега, кранов и ветровая. Воздействие снеговой нагрузки на колонну передается через стропильную ферму и подстропильные фермы. Давление Fs, вычислено ранее. Давление подстропильной фермы при наличии одной промежуточной фермы: Fs= Fns. Эти нагрузки также переносят в центр тяжести сечения с добавлением момента:

Определим Крановую нагрузку.

Вертикальное давление кранов определяют при крайнем положении тележки с грузом. При этом одна из колонн испытывает максимальное давление Dmax, другая минимальное Dmin. Расчетные значения этих давлений определим от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов с помощью линий влияния опорных реакций двух смежных балок.

;

Где Ш - коэффициент сочетаний, принимаем ш=0,85 при учите двух кранов режимов работы 1К - 6К; YI - ординаты линий влияния.

Согласно характеристикам крана F1 = 439 кН, F2= 410кН.

Расчетные давления колес крана при коэффициенте надежности по нагрузке определяем по формулам: ; .

Соответственно имеем:

,

,

Минимальное давление (нормативное) колес крана определим по формуле:

;

Где Q, Gкр - грузоподъемность и полный вес крана, n0 - число колес крана на одном рельсе.

,

,

Согласно построенным линиям влияния имеем: Y0=1; Y1=0,488; Y2=0,562; Y3=0,925; Y4=0,754, Y5=0,679, Y6=0,317, Y7=0,242.

,

,

Поскольку давления и относительно нижней части колонны действуют с эксцентриситетом, то они вызывают не только сжатие, но и изгиб колонны моментами:

,

,

Расчетную горизонтальную силу от поперечного торможения кранов определяем по формуле: ,

Где коэффициент сочетаний, - сумма ординат линии влияния.

Расчетная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана

,

Где k - величина, равная 0,05; Q и GT - вес груза и вес тележки крана равные 1000 кН и 370 кН соответственно.

Вычислим:

Соответственно горизонтальное усилие:

,

Ветровая нагрузка

Согласно заданию необходимо определить ветровую нагрузку для г. Пенза. Местность типа В. Пролет здания - 24 м, длина здания - 84 м.

Для II-го ветрового района W0 = 0.3 кПа

Определим аэродинамические коэффициенты при h1/l = 19,5/24=0.813,

B/l=84/24=3,5

Ce = 0,8 - коэффициент активного давления;

Ce1 = -0,675; ce2 = -0,475; ce3 = -0,575.

W=W0-к-сe=0.3-0.85-0.8=0.204 кПа.

определение ветровой нагрузки на раму

Рисунок 2.5 - Определение ветровой нагрузки на раму

Средневзвешенное значение давления ветра для первой и среднее для второй зоны:

Расчетная горизонтальная нагрузка на раму:

Скатная составляющая:

Расчетную схему получают из действительной, отбрасывая несущественные детали и учитывая главные факторы, к которым относятся: размеры контура рамы, жесткости ее элементов, характер закрепления стержней рамы.

За расчетный пролет рамы принимают расстояние между осями верхней сети колонн, а за расчетную высоту - расстояние от низа базы до оси нижнего пояса ригеля.

Момент инерции ригеля, эквивалентный моменту инерции сплошной балки, определяют по формуле:

Момент инерции нижней части колонны:

Для верхней части колонны:

Вычислив моменты инерции элементов рамы, принимают меньший из них за единицу и находят соотношение:

Статический расчет рамы сводится к определению усилий в ее расчетных сечениях от всех внешних воздействий.

Коэффициент пространственной жесткости:

;

,

,

схема каркаса к статическому расчету рамы

Рисунок 2.6 - Схема каркаса к статическому расчету рамы

Заполнение бланка исходных данных

№

Наименование

Размерность

Величина

1

Пролет рамы

L, м

24

2

Шаг рам

М

12

3

Длина верхней части колонны

Hв, м

5,994

4

Длина нижней части колонны

Hн, м

13,356

5

Высота верхней части колонны

Bв, м

0,75

6

Высота нижней части колонны

Bн, м

1,25

7

Высота фермы на опоре

М

3,15

8

Отношение момента инерции

16

9

Отношение момента инерции

4

10

Высота подкрановой балки

Hб, м

1,444

11

Привязка колонны по оси

М

0,250

12

Толщина стен панели

М

0,2

13

Шаг ферм

М

12

14

Постоянные нагрузки на ригель

КПа

3,35

15

Снеговые нагрузки на ригель

КПа

2,4

16

Вес стеновых панелей

G1, кН

347,4

17

Вес стеновых панелей

G2, кН

108,46

18

Давление крана

Dmax, кН

1995,2

19

Давление крана

Dmin, кН

525,3

20

Поперечное торможение крана

Т, кН

79,5

21

Ветровая нагрузка

W, кН

17,37

22

Ветровая нагрузка

, кН

12,13

23

Ветровая нагрузка

, кН/м

8,06

24

Ветровая нагрузка

, кН/м

5,8

25

Коэффициент пространственного сжатия

0,22

26

Величина скатной составляющей

, кН/м

2,6

Похожие статьи




Статический расчет поперечной рамы, Определение нагрузок на раму, Заполнение бланка исходных данных - Разработка схемы стального каркаса рамы

Предыдущая | Следующая