Нагрузка от веса покрытия и кровли

Статический расчет поперечной рамы

Исходные данные для расчета

Район строительства – Норильск;

Пролет – 18 м;

Шаг колонн здания – 6 м;

Грузоподъемность крана – 30 т;

Отметка кранового рельса – 7,5 м;

Расчетное сопротивление грунта R₀ = 0,22 МП;

Плотность утеплителя - ρ_о = 150 кг/м³

Схемы поперечной рамы – сегментная безраскосная ферма

 

Компоновка поперечной рамы

Определение размеров колонн по высоте

Ориентировочная высота надкрановой части колонны Н_В определяется по формуле:

Н_В = 2,75 + (1,05 + 0,15) +0,15 = 4,1 (м)

где Н_кр = 2,75 (м) – габаритный размер крана;

h_п.б. = 1,05 (м) – высота подкрановой балки;

а₁ = 0,15 (м) – высота кранового рельса;

а₂ ³ 0,1 (м) Þ а₂ = 0,15 (м) – технологический зазор между низом стропильной

конструкции и верхом крановой тележки.

Ориентировочно высота помещения определяется по формуле:

Н_п⁰ = 7,5 + 2,75+ 0,15 =10,4 (м)

Фактическую высоту помещения здания приму Н_п = 10,8 (м) (кратно 0.6).

Зазор безопасности составит:

а₂ = 10,8 – 2,75 – 7,5 = 0,55 (м);

Фактическая высота помещения определяется по формуле:

Н_п⁰ = 7,5 + 2,75+ 0,55 =10,8 (м)

Фактическая высота надкрановой части колонны Н_В =4,1+0,55=4,65 м

Высота подкрановой части колонны равна:

Н_н = 10,8 – 4,65+ 0,15 = 6,3 (м);

где а₃ = 0,15 (м) – расстояние от уровня чистого пола до обреза фундамента

Высота колонны:

Н = 4,65 + 6,3 = 10,95 (м);

Для зданий с шагом колонн а = 6 (м) при Н_п = 10,8 (м) принимается привязка колонн «250».

При Н_п = 10,8 (м) и Q = 32 (т) – принимаю марку колонны К2 с размерами:

h_в^к = 0,38 (м), h_н^к = 0,7 (м), b_к =0,4 (м).

При Н_п = 10,8(м) и Q = 32 (т) – принимаю марку средней колонны К8 с размерами:

h_в^с = 0,6 (м), h_н^с = 0,7 (м), b_с =0,4 (м).

 

Компоновка стенового ограждения

Для отапливаемого здания с шагом колонн 6 (м) принимаются однослойные стеновые панели из ячеистого бетона класса В2,5, толщиной d_ст = 300 (мм)

Высота остекления в подкрановой части здания: h₂ = 3,6 м (две стеновые панели высотой 1,8 м).

Высота здания от обреза фундамента до верха стенового ограждения равна 12,75 м.

Рис. 1 Поперечный разрез двухпролетного промышленного здания

Пространственная жесткость здания

Принимаем схему продольной рамы № 1.Пространственная устойчивость здания обеспечивается постановкой только вертикальных связей в подкрановой части колонн.

Рис. 2 Схема здания

Определение нагрузок на поперечную раму

1.5.1.Постоянная нагрузка

 

Рис. 3 Расчетная схема поперечной рамы

 

Нагрузка от веса покрытия и кровли

Нагрузка	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Ж/б ребристые плиты покрытия с учетом заливки швов	qn × q × 10 -3 = = 157 × 9.81 × 10 -3 =1.54	1.1	1,694
Обмазочная пароизоляция	qоп × q × 10 -3 = = 5 × 9.81 × 10 -3 = 0.049	1.3	0,064
Утеплитель	rут × dут × q × 10 -3 = = 450 × 0.15 × 9.81 × 10 -3 = =0.662	1.2	0,795
Асфальтовая стяжка толщиной 0.02 (м)	rст × dст × q × 10 -3 = = 1750 × 0.02 × 9.81 × 10 -3 = =0.343	1.3	0,446
3-х слойный рулонный ковер	qк × q × 10 -3 = = 15 × 9.81 × 10 -3 = 0.147	1.3	0,191
q=3,19

 

Расчетная нагрузка от веса покрытия здания определяется по формуле:

F₁ = 0.95 × (0.5 × 3,19 × 6 × 18 + 1.1 × 0.5 × 4500 × 9.81 × 10 ^–3) = 186,71 (кН)

где а = 6 (м) – шаг колонн;

l = 18 (м) – пролет здания в осях;

G_p = 4500 (кг) – масса ригеля здания;

g_fp = 1.1 – коэффициент надежности по нагрузке для веса ригеля здания;

g_n = 0.95 – коэффициент надежности по нагрузке здания.

Расчетная нагрузка от веса стенового ограждения надкрановой части здания равна:

F₂ = 0.95 × (1.1 × 250 × 9.81 × 7,2 +1.1 × 40 × 9.81) × 6 × 10 ^–3 = 113,18(кН)

где S h_cn = 7,2 (м) – суммарная ширина стеновых панелей надкрановой части здания;

S h_ОС = h₂ =0 – суммарная ширина панелей остекления надкрановой части здания;

q_cn = 250 (кг) – масса 1 м² стеновых панелей;

q_ос = 40 (кг) – масса 1 м² остекления;

g_{f cn}, g_{f oс} = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке соответственно для веса стеновых панелей.

Расчетная нагрузка от веса покрытия пристройки F₃ = 0, т.к. пристройка в здании как слева, так и справа отсутствует.

Расчетная нагрузка от веса подкрановой балки и рельса:

F₄ = 0,95 × 1,1 × 1200 × 9,81 × 10 ^–3 = 12,3 (кН)

где G_пб = 1200 (кг) – масса подкрановых балок с рельсом;

g_{f пб} = 1.1 – коэффициент надежности по нагрузке для веса подкрановой балки.

Расчетная нагрузка от веса надкрановой части крайней и средней колонн:

G_В = 0,38 × 0,4 × 5,45 × 2500 × 9,81× 1.1 × 0,95 × 10 ^–3 = 21,23 (кН)

где g_b = 2500 (кг/м²) – плотность тяжелого бетона;

g_{f КН} = 1.1 – коэффициент надежности по нагрузке для веса колонн.

Расчетная нагрузка от веса подкрановой части крайней и средней колонн:

G_H = 0,7 × 0,4 × 10,95 × 2500 × 9,81× 1,1 × 0,95 × 10 ^–3 = 78,58 (кН)

Эксцентриситет усилия F₁: e_F1 = 0,1 (м) e_F1 = 250 + 80 + 140 / 2 – 300 = 100 (мм)

Эксцентриситет усилия F₂: e_F2 = 0,3 / 2 + 0,7 / 2 = 0,5 (м)

где d_СТ =0,3 (м) – толщина стеновой панели

Эксцентриситет усилия F₃: e_F3 =0

Эксцентриситет усилия F₄: e_F4 = 0,75 + 0,25 – 0,7 / 2 = 0,65 (м)

Эксцентриситет е: e = (0,7 – 0,38) / 2 = 0,16 (м).

 

Снеговая нагрузка

 

Проектируемое здание находится в 5 климатическом районе, где нормативное значение веса снегового покрова составляет S₀ =­ 302 кН /м². Расчетная снеговая нагрузка определяется на основании нормативного значения массы снегового покрова на 1м² для заданного района определяем по формуле:

F_сн =0,95× 1,4× 0,5× 2× 9,81× 1× 6× 6× 10 ^-3 = 0,47 кН

где g = 9.81 м/с² - ускорение свободного падения

m = 1 - коэффициент перехода от массы снегового покрова земли к нагрузке на кровлю

g _fсн = 1.4 - коэффициент надежности по нагрузке для веса снегового покрова

 

Крановая нагрузка

- вертикальная

Расчетное максимальное усилие на колонну D_2,max от двух кранов:

D_2,max = 0,95 × 1,1× 0,85× 235× 1,9=396,6кН.

где 1,9 – сумма ординат линии влияния поперечной силы.

Расчетное минимальное усилие на колонну D_2,min от двух кранов:

D_2,min = 0,95 × 1,1× 0,85× 108,5× 1,9=183,11кН.

- горизонтальная

Расчетное горизонтальное усилие от поперечного торможения кранов:

Н_2,max = 0,95 × 1,1× 0,85× 99,8×1,9=168,43кН.

где Н_n,max = 0,5 × (32+8,7) × 9,81× 0,5=99,8кН.

Расчетное максимальное усилие на среднюю колонну D_4,max от четырех кранов:

D_4,max = 2 × 0,95 × 1,1× 0,7× 235×1,9=653,23кН.

Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка определяется по СНиП «Нагрузки и воздействия». Напора ветра на высоте 10 м = 38 кг/м².

 

Рис. 4 Линия влияния к определению Sу

Статический расчет

 

Статический расчет поперечной рамы выполняется на ЭВМ программой “Poperechnik”, для которой исходные данные собраны в таблицу

 

Исходная величина	Обозначение и размерность	Численное значение
Фамилия и номер варианта	–	407
Пристройка слева здания	–	Нет
Пристройка справа здания	–	Нет
Высота сечения надкрановой части крайней колонны	hBK, (м)	0,38
Высота сечения подкрановой части крайней колонны	hHK, (м)	0,7
Высота надкрановой части крайней колонны	HBK, (м)	4,65
Высота подкрановой части крайней колонны	HHK, (м)	6,3
Высота сечения ветви крайней двухветвевой колонны	hK, (м)	0
Число проемов крайней колонны	nK, (шт)	0
Ширина сечения крайней колонны	bK, (м)	0,4
Высота сечения надкрановой части средней колонны	hbC, (м)	0,6
Высота сечения подкрановой части средней колонны	HnC, (м)	0,7
Высота надкрановой части средней колонны	HBC, (м)	4,65
Высота подкрановой части средней колонны	HHC, (м)	6,3
Высота сечения ветви средней двухветвевой колонны	hC, (м)	0
Число проемов средней двухветвевой колонны	nC, (шт)	0
Ширина сечения средней колонны	bC, (м)	0,4
Требуется ли Вам усилия в расчетных сечениях крайней колонны	–	Нет
Модуль упругости бетона колонн	Eb, (МПа)	27000
Размер привязки	Привязка,(м)	0,25
Расчетная нагрузка от веса покрытия и кровли	q, (кН/м2)	3,19
Масса ригеля	GP, (кг)	4500
Масса снегового покрова на 1 м2 поверхности земли	S0, (кг/м2)	224
Напор ветра на высоте 10 метров	q0, (кг/м2)	38
Грузоподъемность основного крюка крана	Q, (т)	32
Максимальное давление колеса крана	Fn, max, (кН)	235
Минимальное давление колеса крана	Fn, min, (кН)	108,5
Шаг колонн	а, (м)	6
Пролет здания	l, (м)	18
Высота здания до верха стенового ограждения	Hl, (м)	12,75
Суммарная высота панелей остекления в надкрановой части здания	S hОС, (м)	0
Суммарная высота стеновых панелей в надкрановой части здания	S hСТ, (м)	6,6

Фамилия и номер варианта: Ковченкова 407

 

Исходные данные:

Пристройка слева здания отсутствует

Пристройка справа здания отсутствует

 

hвк= 0.4 hнк= 0.7 Hвк= 4.7 Hнк= 6.3 hк= 0.0 nк= 0.0

hвc= 0.6 hнc= 0.7 Hвc= 4.7 Hнc= 6.3 hc= 0.0 nc= 0.0

Еb= 27000 Пр-ка=.25 q= 3.2 Gp= 4500 So= 224.0 wo= 38.0

Fnmax= 235 Fnmin= 108.5 a= 6.0 l= 18.0 Hl= 12.8 hoc= 0.0

bк= 0.4 bc= 0.4 Q= 32.0 hcп= 6.6

 

Усилия действующие на поперечную раму

 

F1= 187.2kH F2= 101.5kH F3= 0.0kH F4= 40.0kH Fcн= 56.4kH

D2max= 407.0kH D2min= 187.9kH H2max= 17.3kH

W1= 7.7kH W2= 0.0kH w= 3.0kH

 

ПРИМЕЧАНИЕ: значения усилий W2 и w приведены без учета Сн и Со.

 

Эксцентриситеты усилий

-----------------------------------------

: e: ef1: ef2: ef3: ef4:

-----------------------------------------

: 0.15: 0.10: 0.50: 0.00: 0.65:

-----------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------

::: Усилия в расчетных сечениях средней колонны

:::----------------------------------------------------------------------

:N:KC: 1 - 1: 2 - 2: 3 - 3: 4 - 4

:::----------------------------------------------------------------------

::: M: N: M: N: M: N: M: N: Q:

-----------------------------------------------------------------------------

1.:1: 1: 0.0: 373.4: 0.0: 407.3: 0.0: 487.2: 0.0: 565.8: 0.0:

-----------------------------------------------------------------------------

2.:2: 1: 0.0: 112.7: 0.0: 112.7: 0.0: 112.7: 0.0: 112.7: 0.0:

:3:.9: 0.0: 101.5: 0.0: 101.5: 0.0: 101.5: 0.0: 101.5: 0.0:

-----------------------------------------------------------------------------

3.:8: 1: 0.0: 0.0: 133.1: 0.0: -173.4: 407.0: 92.7: 407.0: 24.2:

:9:.9: 0.0: 0.0: 119.8: 0.0: -156.1: 366.3: 83.4: 366.3: 21.8:

-----------------------------------------------------------------------------

4.:10: 1: 0.0: 0.0: -33.4: 0.0: -33.4: 0.0: 32.6: 0.0: 6.0:

:11:.9: 0.0: 0.0: -30.1: 0.0: -30.1: 0.0: 29.3: 0.0: 5.4:

-----------------------------------------------------------------------------

5.:12: 1: 0.0: 0.0: 0.0: 0.0: 0.0: 670.4: 0.0: 670.4: 0.0:

:13:.9: 0.0: 0.0: 0.0: 0.0: 0.0: 603.4: 0.0: 603.4: 0.0:

-----------------------------------------------------------------------------

6.:14: 1: 0.0: 0.0: 21.2: 0.0: 21.2: 0.0: 63.4: 0.0: 3.9:

:15:.9: 0.0: 0.0: 19.1: 0.0: 19.1: 0.0: 57.0: 0.0: 3.5:

-----------------------------------------------------------------------------

7.:16: 1: 0.0: 0.0: -21.2: 0.0: -21.2: 0.0: -63.4: 0.0: -3.9:

:17:.9: 0.0: 0.0: -19.1: 0.0: -19.1: 0.0: -57.0: 0.0: -3.5:

-----------------------------------------------------------------------------

 

1. Постоянная

2. Снеговая

3. Крановая от 2-х кранов (D2max)

4. Крановая от 4-х кранов (D4max)

5. Крановая горизонтальная (H2max)

6. Ветер слева

7. Ветер справа

1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: