Расчет рамы каркаса. Определение усилий в сечениях колонн. Определение несущей способности плит покрытия

2.2 Расчет рамы каркаса

2.2.1 Нагрузки, действующие на поперечную раму

Колонны корпуса сборные железобетонные для одноэтажных промышленных зданий с мостовыми кранами. Пролет здания 24,0 м, шаг колонн 6,0 м. Привязка к продольным разбивочным осям: по оси «А» - «осевая» (т.к. предусматривался еще один пролет); по оси «Д» - «нулевая».

Колонны по оси «Д» одноконсольные с размерами поперечного сечения в подкрановой части b_н ´ h_н = 400 ´ 700 мм, надкрановой части - b_в ´ h_в = 400 ´ 380 мм. Высота подкрановой части колонны Н_н = 7,45 м, надкрановой Н_в = 3,5 м.

Колонны по оси «А» двухконсольные с размерами поперечного сечения подкрановой части b_н ´ h_н = 400 ´ 700 мм, надкрановой части - b_в ´ h_в = 400 ´ 600 мм. Высоты подкрановой и надкрановой частей такие же, как и в колонне по оси «Д».

По торцам здания установлены железобетонные фахверковые колонны со стальными накладками. По оси «1» привязка фахверковых колонн «осевая». Ось колонн совпадает с осью основных колонн, высота верха железобетонной части на 150 мм ниже. Сечение колонн 400 ´ 500 h мм. По оси «17» привязка «нулевая», а ось основных колонн сдвинута внутрь здания на 500 мм. Сечение колонн: нижней части 400 ´ 500 h мм, верхней 400 ´ 300 h мм.

.Плиты покрытия корпуса сборные железобетонные, размером 3 ´ 6 м и высотой продольных ребер 300 мм. Толщина продольных ребер 75 мм. Ребра плит армированы 1 Æ 12, защитный слой бетона 25 мм.

Сбор нагрузок, действующих на покрытие, выполняем в табличной форме, см. таблицу  .

Таблица   - Нагрузки, действующие на покрытие, кН/м²

Нагрузки, действующие на стойки, собираем с грузовой площади равной:        B ´ L/2 = 6 ´ 24/2 = 72 м².

От постоянной нагрузки с учетом веса фермы, равного 92 ´ 1,1 = 10,12 кН:

N_g = 3,34 ´ 72 + 10,12 / 2 = 245,54 кН » 246 кН.

От временной (снеговой) нагрузки:

N_s = 0,98 ´ 72 = 70,56 кН » 71 кН.

Суммарная расчетная нагрузка составит:

    полная: N = 246 + 71 = 317 кН;

    длительно действующая: N_l = 246 кН.

Собственный вес частей колонн составит:

    для одноконсольной колонны:

    вес нижней части: s_нс = 0,7 ´ 0,4 ´ 7,45 ´ 25 ´ 1,1 = 57,4 кН;

    вес верхней части s_вс = 0,38 ´ 0,4 ´ 3,5 ´ 25 ´ 1,1 = 14,6 кН;

    для двухконсольной колонны:

    вес нижней части: s_нс = 57,4 кН ( как и в одноконсольной колонне);

    вес верхней части s_вс = 0,6 ´ 0,4 ´ 3,5 ´ 25 ´ 1,1 = 23,1 кН.

Нагрузка от собственного веса стеновых панелей.

 Для одноконсольной стойки (стойки по оси «Д») вес верхних панелей составляет:

s_вп = 25 ´ 0,12 ´ (1,2 + 1,8) ´ 6 ´ 1,1 = 59,4 кН. Эксцентриситет приложения силы e_вп = 0,38 / 2 + 0,12 / 2 = 0,25 м, а точка приложения на 1,2 м ниже верха колонны.

Вес средних панелей составляет:

s_сп = 25 ´ 0,12 ´ (1,2 + 2 ´ 1,8) ´ 6 ´ 1,1 + 0,4 ´ 1,2 ´ 6 ´ 1,1 = 98,2 кН. Эксцентриситет приложения силы e_сп = 0,7 / 2 + 0,12 / 2 = 0,41 м, а точка приложения на 3,75 м выше обреза фундамента или на 7,2 м ниже верха колонны.

Для двухконсольной стойки (стойки по оси «А») вес верхних панелей составляет:

s_вп = 25 ´ 0,12 ´ (2 ´ 1,2 + 1,8) ´ 6 ´ 1,1 = 83,2 кН. Эксцентриситет приложения силы e_вп = 0,6 / 2 + 0,12 / 2 = 0,36 м, а точка приложения на 2,4 м ниже верха колонны.

Средние панели передают нагрузку на колонну в двух точках:

в первой s_{сп 1} = 25 ´ 0,12 ´ 1,2 ´ 6 ´ 1,1 = 26,9 кН;

в второй s_{сп 2} = 25 ´ 0,12 ´ 2 ´ 1,2 ´ 6 ´ 1,1 = 47,5 кН.

 Эксцентриситет приложения этих сил e_сп = 0,7 / 2 + 0,12 / 2 = 0,41 м, а точки приложения находятся на расстоянии соответственно 6,15 м и 3,75 м от обреза фундамента или 4,8 и 7,2 м от верха колонны.

Ветровая нагрузка, см. рисунок  .

Нормативное значение ветрового давления для г. Гомеля w₀ = 0,23 кПа. Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки:

 w_m = w₀kc,

где с - аэродинамический коэффициент;