Проектирование стального каркаса однопролетного здания склада (район строительства – г. Мариуполь), страница 2

      Эквивалентная активная  равномерно распределяемая нагрузка ω^а_э=ω^α₁₀·α_18,6=5,107·1,083=5,5319кН/м

      Эквивалентная пассивная равномерно распределенная нагрузка с учетом аэродинамического коэффициента с´=0,6. ω^п_э=ω^а_э·с´/с=5,3319·0,6/0,8=4,148 кН/м. Ветровая нагрузка, действующая на участке от низа ригеля до верхней точки здания, заменяется сосредоточенной силой, приложенной в уровне нижнего пояса фермы.

      W^а=/ω^а_21,75+ω^а_18,6/hо/2=/8,119+7,577/·3,15/2=24,72кН

      Wⁿ=w^ас´/с=24,72·0,6/0,8=18,54кН

Суммарная горизонтальная поперечная нагрузка

W=w^а+w^п=24,72+18,54=43,26 кН

3.3.4. Крановая нагрузка.

    Расчет рамы производят на совместное действие двух кранов

Q=300/50 кН

Расчетное вертикальное давление на колонну

 Д_max= γƒφΣF_ίу_ί=G_nк,  где

γ_ƒ=1,1 – коэффициент надежности для крановой нагрузки;

φ=0,85 – коэффициент сочетания для двух кранов;

F_{ί max}= 360 кН – нормативное максимальное давление колес крана;  

у_{ί –} ординаты линии влияния опорного давления ;

G_пк – масса подкрановой конструкции, принимаем равной 0,03γƒ·ψΣF'· _maxу;

Схема размещения колес двух кранов и линия влияния опорного давления

Д_max=0,85·1,1[360(0,533+1+0,916+0,45)]+G_nk=975,8+975,8·0,03=1005,07   кН

   У противоположной колонны рамы действует расчетное вертикальное давление  Д _mίn от давления колес кранов.

F_mίn=[(Q=G_кр)/n^´₀]-F^ср_max=[(300+740)/2]+180=340кН,

где Q - грузоподъемность крана, равная 300 кН;

G_кр - масса крана с тележкой, равная 740 кН;

n´- количество колес крана с одной стороны, =2;

F_max^ср – среднее максимальное давление колеса

F_max^ср- 360/2=180 кН; тогда:

Д_mίn=γƒφΣF_mίnу_ί+G_nί=0,85·1,1·340(1+0,533+0,916+0,45)+29,27=950,86 кН

      Расчетные моменты от крановой нагрузки

М_max=Д_max·e_k=1005,07·0,525=628,16кНм

М_mίn=Д_mίn·e_k=950,86·0,625=593,75 кНм,

где е_к- эксцентриситет приложения крановой нагрузки, равной расстоянию от оси подкрановой  ветви до центра тяжести сечения подкрановой части колонны, е_к=0,5bn=0,5·1250=625мм=0,625м.

Нормативная горизонтальная сила поперечного торможения тележки, передающаяся на одно колесо крана

      Т_к=0,05(Q+G_т)/n'₀=0,05(300+120/2)=10,5кН, где

G_т-вес тележки крана, равна 120 кН.

Наибольшее расчетное давление тормозных балок на колонну рамы Т_сƒψ·ΣТ_ку;

Т=0,85·1,1·1,05(1+0,533+0,916+0,45)=28,46кН

3.4. Определение жесткости элементов рамы. Жесткости сквозного   ригеля.

EI_p=1240 M_max=1240·2447,49=3034895=30,34·10⁵ кНм²

ЕА_р=500м_max=500·2447,49=1223745=12,23·10⁵ кН,

где:  М_max=(q+s)L²/8=(6,708+8,4)36²/8=2447,49 кНм

  q₁s – расчетные погонные соответственно постоянная и снеговая нагрузки на ригель рамы.

L – пролет рамы

q - q_р·В=0,559·12=6,708 кН/м

Момент инерции нижней части колонны

J₁=(N=2Д_max)вм²/к₂R_y=(271,94+2·1005,07)1,25²/2110⁴·3,5=0,00485м⁴

Здесь N=(q+5)L/2=(6,708+8,4)36/2=271,94 кН

              Д_max=1005,07 кН

              В_м=1,25м

              R_у=21·10⁴ кН/м²

      Жесткость нижней части колонны на изгиб

ЕI₁=2.1·10⁸·0.0049=1029000=10.29·10⁵ кН/м²

Площадь поперечного сечения нижней части колонны

 А₁=4I₁/bn²=40,0049/1,23²=0,0125 м²

Жесткость нижней части колонны на сжатие

 ЕА₁=2,1·10⁸·0,0125=2634240,0=26,3·10⁵кН

Момент инерции верхней части колонны определяют из отношения J₁/J₂= (в_н/в_в)²k₁=n,

 где:  b_н^,  b_в – ширина соответственно нижней и верхней части колонны, в_н= 125см, в_в- 75,0 см, k- коэффициент, учитывающий фактическое неравенство площадей  и радиусов инерции верхней и нижней частей колонны, равный 1,8.

         I₁/I₂=(125/75)²1,8=5=n

Откуда, J₂=J₁/n=0,0049/5=0,00098м⁴⁼0,001 м⁴

Жесткость верхней части колонны на изгиб

         ЕI₂=2,1·10⁸·0,001=210000=21·10⁴кН/м²

Жесткость верхней части колонны на сжатие

        EA₂=4EJ₂/в_в2=4·210000/0,75²=1493333=14,93·10⁵ кН

        Расчетный пролет рамы L_p=L+2в₀-в_в=36+2·0,5-0,75=36,25 м

С учетом требований при соотношении жесткостей, верхний ригель (принимаем) будет иметь жесткость ЕI_р=42·10⁵кН/м

Расчет поперечной рамы.

        

   λ=Q/h=5,22/19,2=0,27

   n=I₂/I₁=0,001/0,049≈0,20                                        ξ=2ЕI₃/l=2·42·10⁵/36,25=2,317·10⁵

δ₁₁=(1-λ+λ/n)·h/ЕI₁=(1-0,27+0,27/0,20)·19,2/10,29·10⁵=3,887·10^-5

δ₁₂=(1-λ²+λ²/n)h/2EI₁=(1-0,27²+0,27²/0.20)19,2²/2·10,29·10⁵=23,13·10^-5

δ₂₂=(1-λ³+λ³/n)h³/3EI₁=(1-0,27³+0,27³/0,20)19,2³/3·10,29·10⁵=2,47·10^-3

D=δ₁₁δ₂₂-δ₁₂²=3,88·10^-5·2,47·10^-3(23,13·10^-5)²⁼4,23·10^-8

A=δ₁₂h-δ₂₂=23,13·10^-5·19,2-2,47·10^-3=1,97·10^-3

B=δ₁₁h-δ₁₂=3,88·10^-5·19,2-23,13·10^-5=51,366·10^-5