Расчет металлических конструкций здания, длинна которого равна 96 метрам (район предполагаемого строительства – г. Омск), страница 2

       Тн 0=0,05×(Q+Gт), Q=800кН, Gт=330кН, тогда Т0=0,05×(800+330)=56,5кН, тогда Ткi=56,5/4=14,1кН;

       yi – ординаты линии влияния.

Т=1,1×0,85×14,1×(0,463+0,528+1+0,85)=37,5кН.

    Изгибающий момент на уступе колонны от веса подкрановых конструкций:

Mн=Gп.б.×Е0,

где Gп.б.=B×L/2×0,5=6×24/2×0,5=36кН/м2 – вес подкрановой балки, 0,5кН/м2 – расход стали.

     Е0=500мм – эксцентриситет.

Mн=36×0,5=18кН/м2.

    Момент от стенового ограждения, имеющий противоположный знак, в запас не учитываем.

    Ветровая расчетная погонная нагрузка.

wэкв=gf×g0×Кэкв×с×В,

где gf=1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

       g0=0,3кН/м2 – нормативное значение ветровой нагрузки;

       Кэкв=0,678, при H=17,5м и типа местности В (по[2] стр. 510);

       с=0,8 – коэффициент для вертикальных стен;

       В=6м – шаг поперечных рам.

wэкв=1,4×0,3×0,678×0,8×6=1,4кН/м2.

    Пассивное давление ветра (отсос).

w0=gf×g0×Кэкв×с×В,

где gf=1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

       g0=0,3кН/м2 – нормативное значение ветровой нагрузки;

       Кэкв=0,593, при H=11,85м и типа местности В (по[2] стр. 510);

       с=0,6 – коэффициент для вертикальных стен;

       В=6м – шаг поперечных рам.

wэкв=1,4×0,3×0,593×0,6×6=0,89кН/м2.

    Сосредоточенная ветровая нагрузка на ригель.

W=gf×g0×с×В×Аabcd,

где gf=1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

       g0=0,3кН/м2 – нормативное значение ветровой нагрузки;

       с=0,8 – коэффициент для вертикальных стен;

       В=6м – шаг поперечных рам;

       Aabcd=(Кэкв(Н=16,8м)+Кэкв(Н=16,8 – 2,25=14,55м))/2=(0,666+0,634)/2=0,65м2 – площадь трапеции эпюры ветрового давления на ферму, высота фермы 2,25м.

W=1,4×0,3×0,8×6×0,65×2,25=2,95кН/м2.

2.3. Приближенные значения моментов инерции колонны в плоскости рамы.

    Для нижней части колонны.

Iк.н.=(N+2×Дmax)×hн2/(К2×Ry),

где N=Pв× Pн× Sв1=136,6×77,4×70,6=284,5кН – продольная сила в основании свободно стоящей колонны от постоянной и временной нагрузки, приложенной к ригелю;

      К2=3 – коэффициент, зависящий от типа сечения колонны, шага рам и их высоты;

      Ry=240МПа – расчетное сопротивление.

Iк.н.=(284,5+2×828,9)×1,252/(3×240×103)=4,215×10-3.

    Для верхней части колонны.

Iк.в.=Iк.н.×(hв/hн)2×К1,                                                                                                                      

где К2=0,55 – коэффициент, зависящий от типа сечения колонны, шага рам и их высоты;

Iк.в.=4,215×10-3×(0,5/1,25)2×0,55=0,37×10-3.

    Соотношение моментов инерции.

N=Iк.в./Iк.н.,

N=4,215×10-3/0,37×10-3.

3. Расчет колонн.

3.1. Расчетные длины участков ступенчатой колонны.

    Для верхней части.

lef=m×l,

для нижней части.

lef,к1=m1×l1,

где l – геометрическая длина колонны;

      m - коэффициент для колонн с верхним свободным концом, определяемый по [2] стр. 517 в зависимости от a1 и h.

a1=l2/l1×ÖI1/I2×b,

где I1/I2 – отношение моментов инерции;

b=F1+F2/F2,

где F2=N= -203,576кН,F1+F2=N2= -1010,9799кН.

b=1010,9799/203,576=4,96,

a1=5,75/11,85×Ö11,3636/4,96=0,7.

h=I2×l1/I1×l2,

h=11,85/11,3636×5,75=0,18.

    Тогда при a1=0,7 и h=0,18, принимаем m1=2,28 – для нижней части колонны. Для верхней части колонны:

m=m1/a1,

m=2,28/0,7=3,3,

принимаем m=3.

    Расчетные длины стержней для верхней части колонны.

lef,x1=11,85×2,28=27,07м, lef,y1=11,85×0,5=5,925м.

    Расчетные длины стержней для нижней части колонны.

lef,x2=5,75×3=17,25м, lef,y2=Hв – hп.б.=5,75 – 0,75=5м.

3.2. Подбор сечения верхней части колонн.

    Компоновочная часть.

    Материал: сталь С245 ГОСТ 277772 – 88, Ry=240МПа – расчетное сопротивление.

    Назначаем сечение верхней части колонн в виде сварного двутавра hв=500мм.

    Требуемая площадь верхней части колонны:

Атр=N/je×Ry×gc,

где N=203,576кН – продольная сила верхней части колонны;

       Ry=240МПа – расчетное сопротивление;

       gс=1 – коэффициент;

       jе – коэффициент для проверки устойчивости, определяем в зависимости от mef и l.

    Где mef – относительный эксцентриситет,

mef=h×m,

где h=1,5;

m=e×1/r,

r=b×hв,

       b=0,33 – для двутавра, зависит от формы сечения;

r=0,33×50=16,5см.

e=M/N,

e=150,8993/203,576=0,741м=74,1см.

m=74,1×1/16,5=4,5.

    Тогда

mef=1,5×4,5=6,75.

       l - условная гибкость,

l=lx×ÖRy/E,