Постоянная нагрузка.

Поперечные рамы производственных зданий статически неопределимы.

Для их расчета методами строительной механики необходимо в качестве исходных данных иметь жесткостные параметры по всем элементам расчетной схемы. Так как размеры сечения стержней вначале не известны, отсутствует возможность точного определения EI и EA. Поэтому их следует назначать либо по проектам-аналогам, либо из опыта проектирования. В курсовом проекте для статического расчета рамы достаточно знать только соотношение моментов инерции элементов рамы. Эти соотношения обычно применяются в следующих пределах: I_н/I_в= 5…10; I_р/I_н= 2…6.

Для рассматриваемого примера принимаем

I_н/I_в= 5 => I_в/I_н= 0,2; (23);

I_р/I_н= 5; (24).

На основании задания, принятого конструктивного решения кровли и согласно приложения 2, нагрузка на 1 м² покрытия подсчитывается в табличной форме (табл.2.1).

Табл. 2.1. Сбор нагрузок на покрытие.

Погонная расчетная нагрузка на ригель

q= γ_n g B =0,95 ∙ 2 ∙ 12=22,8 кН/м, (11)

где γ_n= 0,95; B =12 м – продольный шаг колонн.

На поперечную раму действуют также нагрузки от собственного веса колонн и ограждающих (стеновые панели и остекление) конструкций.

Для учета собственного веса колонны из приложения 2 принимаем для данного варианта, расход стали 40 кг/м² здания, тогда:

Масса нижней части колонн (80%)

F_н= =1,05∙0,8∙0,4∙12∙18=72,6 кН, (6)

где - коэффициент надежности по нагрузке; - соответствует 80%; В= 12 м – шаг колонн; - число колонн.

Масса верхней части колонны (20%) F_в = 1,05∙0,2∙ 0,4∙12∙18=18,1 кН; (7)

Принимаем массу стеновых панелей =200 кг/м², массу переплетов с остеклением кг/м², тогда нагрузка от этих элементов на колонну будет:

в верхней части F₁ =

=1,2∙2(4,73+3,8-1,2) ∙12+1,1∙0,35∙1,2∙12=216,6 кН; (9)

в нижней части F₂ =

= 1,2 ∙ 2 ∙ (11,87 - 4,8) ∙ 12+1,1 ∙ 0,35 ∙ 4,8 ∙ 12=226 кН; (10)

где , – коэффициенты надежности по нагрузке; n =2 (в раме две колонны); h_ов =1,2 м - высота окна в верхней части здания; h_он =4,8 м - высота окна в подкрановой части здания; Н_B =4,73 м – высота верхней части здания; Н_Н =11,87 м - высота нижней части здания; Н_П = 3,8 м – высота покрытия;

B =12 м – продольный шаг колонн.

Из-за смещения осей верхней и нижней частей колонны, возникает сосредоточенный момент, его величина M_ш=(R_b - F₁)е, где R_b - опорная реакция, ригеля рамы от постоянной нагрузки, R_b= qL/2= 11,4 ∙ 36/2=205,2 кН, тогда

M_ш= (205,2-108,3) ∙ 0,2=19,38 кН. (19)

Снеговая нагрузка.

Расчетная погонная снеговая нагрузка S=S₀ μ γ_n B.

Для данного варианта S₀= 1,2 кПа (приложение 2), μ =1, γ_n =0,95, тогда

S = 1,2 ∙ 1 ∙ 0,95 ∙ 12 = 13,7 кН/м. (12)

От снеговой нагрузки так же возникает сосредоточенный момент из-за смещения осей верхней и нижней частей колонны M_сн=R_bсн∙е, где

R_bсн - опорная реакция фермы от снеговой нагрузки,

R_bсн=SL/2 =6,84 ∙ 36/2=123,1 кН,

M_сн =123,1 ∙ 0,2=24,62 кН ∙ м. (20)

Ветровая нагрузка.

Расчетная погонная ветровая нагрузка по высоте колонны

ω = γ_n∙ γ_f ∙W₀ ∙K ∙C ∙B,

где γ_w - коэффициент надежности по ветровой нагрузке (СНиП2.01.07-85*);

С=0,8 – аэродинамический коэффициент; W₀ = 0,38 кПа для данного района строительства; K – учитывает изменения величины ветрового давления по высоте согласно СНиП.

К = 1-на отметке от нуля до 10м (k ₁₀);

К = 1,25 -на отметке 20м (k ₂₀);

К = 1,5 -на отметке 40м (k ₄₀).

Построим эпюру расчётного ветрового давления с наветренной стороны: ω ₁₀= γ_n γ_f W₀ k ₁₀ C. На отметках 16,6 м и 20,2 м расчетное ветровое давление определено из условия пропорциональности.

ω ₁₀= γ_n γ_f W₀ k ₁₀ C В = 0,95 ∙ 1,4 ∙ 0,38 ∙ 1 ∙ 0,8 ∙ 12 = 4,85 кН/м,

ω ₂₀ = γ_n γ_f W₀ k ₂₀ C В = 0,95 ∙ 1,4 ∙ 0,38 ∙ 1,25 ∙ 0,8 ∙ 12 = 6,06 кН/м,

ω ₄₀ = γ_n γ_f W₀ k ₄₀ C В = 0,95 ∙ 1,4 ∙ 0,38 ∙ 1,5 ∙ 0,8 ∙ 12= 7,28 кН/м.

Ветровое давление на высоте колонны (16,6 м) найдем из пропорции

, кН/м.

Найдем разницу ветровых давлений между отметками 20 м и 16,6 м

кН/м.

Найдем приращение ветрового давления на 1 м при изменении высоты колонны от 10 м до 16,6 м

кН/м.

Найдем равномерную ветровую нагрузку

кН/м. (16)

С подветренной стороны

кН/м (17)

Необходимо учитывать также давление ветра на боковые плоскости покрытия, которое прикладывается в уровне нижних поясов строительных ферм в виде сосредоточенных сил. Значение этой силы с наветренной стороны равно площади фактической эпюры ветрового давления, ограниченной отметками низа и верха строительной фермы (рис. 2.2.)

кН;

кН-с подветренной стороны,

кН. (18)

К определению значения эквивалентной равномерно распределённой ветровой нагрузки.

Рис. 2.2. Д авление ветровой нагрузки на раму.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: