Строительство и архитектура \ Металлические конструкции

Статический расчет поперечной рамы, страница 2

Расчетную горизонтальную силу от поперечного торможения кранов подсчитывают при том же положении кранов, при котором определялись вертикальные крановые нагрузки:

Расчетную горизонтальную нагрузку на колесо крана определим по формуле:

кН, откуда

кН

Сила поперечного торможения передается на уровне головки рельса и может быть приложена к любой колонне и действовать в любом направлении (влево, вправо).

Ветровая нагрузка. Ветровая нагрузка должна определятся как сумма средней статической и пульсационной составляющих. Статическую нагрузку учитывают всегда, пульсационную – для относительно высоких сооружений. Так, для однопролетных одноэтажных зданий ее учитывают при H>36м и H/l>1,5, где H, l – высота и пролет здания.

Нормативное внешнее давление статической составляющей ветровой нагрузки, кПа, на высоте z определяют по формуле:

где W₀ – нормативное давление ветра, принимаемое в зависимости от района строительства (по заданию здание планируется возводить в городе Игарка, который относится к 3-му району по ветровой нагрузке с W₀ =0,38 кПа); k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, принимаемый в зависимости от типа местности (принимаем тип местности B); c_e – аэродинамический коэффициент внешнего давления, принимаемый в зависимости от формы сооружения, его размеров и направления ветра.

Определим аэродинамические коэффициенты, при расчётах будем учитывать, что высота сооружения H=24,6м, длина здания B=144м, пролет L=30м.

Рисунок 7 – Профиль здания и схемы ветровой нагрузки

На рисунке 1.3:

c_e=0,8 – коэффициент активного давления;

c_e₁ – зависит от отношения H/L (24,6/30=0,82), и угла α (α≈0), определяется по таблице СНиПа 2.01.07-85 [8] интерполяцией:

c_e₂ – зависит от отношений H/L (0,82), и определяется по таблице СНиПа [8]:

c_e₂ – зависит от отношений H/L (0,82), и B/L (144/30=4,8), и определяется по таблице СНиПа:

При расчетах неравномерное по высоте давление ветра, вызванное изменением величины k, осредняют в пределах двух зон: первая – h – от пола до нижнего пояса фермы, вторая – h_п – от нижнего пояса фермы до верха кровли. Для первой зоны определяем средневзвешенную величину напора:

кПа

Для второй зоны определяем величину среднего давления:

кПа

Рисунок 8 – Определение ветровой нагрузки на поперечную раму

Ветровая нагрузка на раму передается в виде равномерно распределенной (активной q_ω при c_e =0,8 и пассивной q’_ω при c_e=c_e₃) и в виде сосредоточенных сил (W и W’), приложенных по оси нижнего пояса ригеля. Величины этих нагрузок зависят от конструкции продольного фахверка. При наличии стоек фахверка грузовая полоса для погонной нагрузки равна b/2=12/2=6м – полушагу основных рам. Тогда расчетные нагрузки будут равны:

кН/м

кН

Кроме горизонтальной рама испытывает и вертикальную ветровую нагрузку q_ск, действующую на скаты кровли. При малых уклонах эта нагрузка действует в виде отсоса (вверх) и достаточно точно может быть определена по среднему значению аэродинамического коэффициента:

кН/м

2. 2 Расчетная схема и статический расчет рамы

Расчет рамы по действительной схеме очень трудоемок, поэтому ее заменяют моделью – расчетной схемой, в которой физические процессы происходят так же как и в действительной схеме. Расчетную схему получают из действительной, отбрасывая несущественные детали и учитывая главные факторы, к которым относятся: размеры контура рамы, жесткости ее элементов (I₁, I₂, I₃), характер закрепления стержней рамы.

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

м⁴