Проектирование строительных конструкций. Определение нагрузок, действующих на здание

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Вариант торгово-офисного комплекса представляет собой металлический каркас из сборных колонн и балок. Колонны имеют жесткое защемление в фундаменте. В продольном направлении осуществляется связевая конструктивная схема, в поперечном рамная конструктивная схема. Размеры здания в плане 22,5*42 м. Шаг поперечных рам различен. Их совместная пространственная работа, жесткость и устойчивость обеспечивается принятыми конструктивными схемами.

Расчет рамы был произведен электронным методом программой «Scad 7.31 R2». Результаты расчета представлены в приложении 1. Из условия обеспечения необходимой жесткости каркаса и допустимых горизонтальных перемещений по п.10.14 т.22 [8], где перемещения верхних точек каркаса не должны превышать

f<[f]=H/500

где h – общая высота здания от уровня земли, H=53,6м;

[f]=53600/500=107мм;

В приложение 1 максимальное перемещение X=68.73<107мм;

В данном разделе на основе результата расчета рамы (приложение 1) производится точный расчет по прочности и устойчивости несущих элементов, а также расчет узлов, с учетом всех необходимых факторов по нормам [10]. При определении сечения элементов используется ручной метод расчета с использованием формул [10].

Ориентация конструктивных элементов по главным осям здания представлена на рис. 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4.

Схема расположения элементов каркаса на 1-6 этажах.

Рис 2.1.

Схема расположения элементов каркаса на 7-14 этажах.

Рис 2.2.

Рис. 2.3.

Рис.2.4.

2.1 Описание принятого варианта.

Основные несущие конструкции запроектированы в виде стального каркаса из колонн, ригелей и связей. Колонны жестко защемлены в фундаменте. В продольном направлении связевая конструктивная схема, в поперечном направлении рамная конструктивная схема. Включение в совместную работу рам происходит за счёт дисков перекрытия.

2.2 Определение нагрузок, действующих на здание.

2.2.1 Нагрузки на междуэтажное перекрытие

По СНиП 2.01.07-85 п.3.9., при определении продольных усилий для расчета колонн, стен и фундаментов, воспринимающих нагрузки от двух перекрытий и более, полные нормативные значения нагрузок. указанные в табл. 3, следует снижать умножением на коэффициент сочетания yn:

для офисных помещений (при А > А₁ = 9 м2),

п - общее число перекрытий

 Определяем нагрузку от стенового ограждения приходящуюся на 1м перекрытия. Сбор нагрузок от стенового ограждения приведен в таблице 2.4.

Определяем нагрузку от веса покрытия. Сбор нагрузок приведен в таблице 2.5.

2.2.2 Снеговая нагрузка

Снеговой район для города Новосибирска –IV [8]. Расчетное значение веса снегового покрова s₀ =2,4кН/м². Расчетная снеговая нагрузка на 1м² площади горизонтальной проекции покрытия должна определяться по формуле

, (2.17)

μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с пп.5.3-5.6.

μ =1, т.к. по п.5.5* Снижение снеговой нагрузки, придусматриваемое настоящим пунктом, не распространяется: на покрытия зданий в районах со среднемесячной температурой воздуха в январе выше минус 5˚С.

Расчетное значение снеговой нагрузки:

.

2.2.3 Ветровая нагрузка

Ветровую нагрузку следует определять как сумму средней и пульсационной составляющих.

При расчете многоэтажных зданий высотой более 40м необходимо учитывать пульсационную составляющую.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m на высоте z над поверхностью земли следует определять по формуле:

, (2.18)

w₀ – нормативное значение ветрового давления (п.6.4. [8]), ветровой район  для города Новосибирска – III, тип местности – Б. w₀ =0,38кПа;

k – коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте (п.6.5.[8]);

с – аэродинамический коэффициент, принимаемый в зависимости от профиля здания и схемы ветровой нагрузки (п.6.6.[8]).

с_е=+0,8 с наветренной стороны и с_е=-0,6 с подветренной стороны (прил.4, п.1.[8]).

Высота здания от поверхности земли H=53,6м.

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке γ_f следует принимать равным 1,4 (п.6.11[8]).

Определяем расчетное значение ветровой нагрузки с наветренной и подветренной стороны.

Каркас здания нагружаем распределёнными силами в уровне перекрытий.

2.3 Расчет рамно-связевой системы.

2.3.1 Подбор сечения балок.

2.3.1.1 Ригель Б1.

Ригель Б1 не воспринимает нагрузок, кроме собственного веса, и является элементом служащим для уменьшения расчётной длины колонн, в связевом