Сбор нагрузок на поперечную раму

Исходные данные

пролет здания, L.................................................................................... 24 м

шаг колонн, B........................................................................................ 12 м

длина здания,....................................................................................... 144 м

отметка верха колонны...................................................................... 14,4 м

грузоподъемность крана, Q................................................................... 20 т

режим работы мостовых кранов............................................................ 5 К

район строительства.......................................................................Саратов

температурно-влажностный режим.......................... отапливаемое здание

несущие конструкции покрытия................................................... фермы без раскосная

снеговой район..................................................................................................................... III

ветровой район.................................................................................................................... III

тип кровли.............................................................................................................................. 3

крановый рельс.......................................................................................................... КР-100

состав кровли:

- рулонная кровля = 0,22 кН/м²

- выравнивающий слой цементного раствора = 30 мм

- утеплитель из крупнопористого керамзитобетона (ρ = 9 кН/м²) = 180 мм

- швы замоноличивания = 0,15 кН/м²

Компоновка поперечной рамы

Компоновка поперечной рамы начинаем с установления основных габаритных размеров конструкций в плоскости рамы. По типовому каталогу выбираем основные габариты колонны. Привязка колонны принята 250 мм. Скомпонованное поперечное сечение представлено на рис. 1.

Рис. 1.

Сбор нагрузок на поперечную раму

Пространственную систему каркаса промышленного здания расчленяем на плоские поперечные рамы. Так как центры тяжести не верхней и нижней частей колонны не совпадают вычисляем величину эксцентриситета:

.

2.1. Постоянная нагрузка:

Таблица 1
Вид нагрузки	Норм.нагр.	Коэф-т. надеж. по нагр.	Расч. нагр.
Постоянная
Ж/б плита 3х12	2,05	1,1	2,255
Рулонная кровля	0,22	1,3	0,286
Вырав. слой цем. раствора	0,54	1,3	0,702
Утеплитель из керамзитобет.	1,62	1,3	2,106
Швы замоноличевания	0,15	1,3	0,195
Всего	4,58		5,544

Расчетная равномерно распределенная нагрузка:

Опорная реакция ригеля:

Расчетный вес колонны:

Над крановая часть:

F₁=0,6x0,5x25x1,180,95x4,2=32,92 кН.

Подкрановая часть:

F_к=0,5x1,4х10,5x25x1,1х0,95=192,02 кН.

F_пустот=(1,8x0,5+(1,45x0,5)x4)x25=95 кН.

F₂=192,02-95=97,02 кН.

Расчетный вес стеновых панелей:

На отметке +10,200 м:

F_cп1=(0,3x3,9x2,5+0,4x1,5)x12x1,1x0,95=44,21 кН.

Передающаяся на фундаментную балку:

F_cп2=(0,3x4,5x2,5+0,4x6,75)x12x1,1x0,95=76,181 кН.

От веса подкрановых балок:

F_пб=116х1,1х0,95=121,22 кН.

Расчетная схема с приложением выше рассчитанных нагрузок приведена на рис. 2.

Рис. 2.

Временные нагрузки:

Снеговая нагрузка:

Снеговую нагрузку определяем по СП 20.13330.2011. Снеговой район - III.

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле:

S₀ = 0,7 c_e c_t m S_g.

где с_e – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с СП 20.13330.2011 10.5–10.9;

с_t – термический коэффициент, принимаемый в соответствии с СП 20.13330.2011 10.10;

S_g=1,8 МПа – вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, принимаемый в соответствии с СП 20.13330.2011 10.1.

В запас несущей способности проектируемой конструкции принимаем величину нормативной нагрузки равную:

S₀ = 0,7 *S_g=0,7*1,8=1,26 МПа.

Расчетная равномерно распределенная нагрузка:

Опорная реакция ригеля:

Расчетная схема снеговой нагрузки представлена на рис. 3.

Рис. 3.

Крановые нагрузки:

Q=200кН, L=24м, М=630см (база крана), К=4400см, G_п=8,5кН, F_n,max=220кН, F_n,min=60кН, γ_f=1,1, F_max=F_n,max∙γ_f∙γ_n=220∙1,1∙0,95=230кН, F_n,min=60∙1,1∙0,95=62,7кН.

Линия влияния давления на колонну.

Расчетная поперечная тормозная сила на одно колесо:

Вертикальные крановые нагрузки:

D_max=F_max∙γ_i∙∑y+F_пб=230∙0,85∙2,95+121,22=698кН.

D_min=F_min∙γ_i∙∑y+F_пб=67,2∙0,85∙2,95+121,22=278,5кН.

Сосредоточенные моменты от вертикальных сил:

е=0,5∙(h_н-h_в)= 0,5∙1400-600)=0,4 м.

М_max=D_max∙e=698∙0,4=279,2 кН∙м.

М_min=D_min∙e=278,5∙0,4=111,4 кН∙м.

Расчетная схема крановой нагрузки представлена на рис. 4.

рис. 4.

Ветровые нагрузки:

Согласно СП 20.13330.2011 район строительства относится к III ветровому району. Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки ω_m d в зависимости от эквивалентной высоты z_e над поверхностью земли определяют по формуле:

где:

ω₀=0,38 кПа - нормативное значение ветрового давления.

- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z_e.

c - аэродинамический коэффициент.

Расчетная линейная ветровая нагрузка:

где:

=1,4 - коэффициент надежности по нагрузке.

В - ширина грузовой площади равная шагу колонн.

Для 5м ,

Для 10м .

Для 20м .

, .

Ветровая нагрузка передаваемая от покрытия, расположенного вне колонны:

, .

Схема загружения ветровой нагрузкой представлена на рис. 5.

Рис. 5.

Дата добавления: 2015-10-13