Расчет поперечной рамы по оси "10". Конструктивная схема каркаса. Компоновка поперечной рамы каркаса

среднюю стойку: = + = 394,71кН (по 197,36кН на каждый пролет).

Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановой балки:

=35,0×1,1×0,95+0,53×6,0×1,05×0,95= 39,75кН.

Подсчет собственной массы верхней и нижней частей колонн.

Колонны по осям «А» и «Л» - крайние.

Вес верхней части колонны:

= =1,1×0,95×2,9×0,4×0,38×25,0 = 11,52кН

Вес нижней части колонны:

==[0,4×0,6×6,4+(0,90×0,45-0,45²/2)×0,4] ×25,0×1,1×0,95= 43,30кН

Колонны по осям «Г» и «Ж» - средние.

Вес верхней части колонны:

= =1,1×0,95×2,9×0,4×0,6×25,0 = 18,18кН.

Вес нижней части колонны:

==[0,4×0,6×6,4+(1,35×0,75-0,75²/2)×0,4×2,0] ×25,0×1,1×0,95= 55,41кН.

Подсчет нагрузок от собственной массы стеновых панелей и оконных переплетов.

Масса стеновой панели размером 1,8×6,0м – 31,0кН.

Нагрузка от собственного веса стен и оконных переплетов ниже отметки +7.200 при принятом опирании фундаментных балок передается непосредственно на фундамент. Вес ограждения на отметке +7.200:

=.

Расстояние по вертикали от верха стойки до точки приложения нагрузки: У_В==0,40Н_В.

Подсчет временной нагрузки

Подсчет нагрузок от кранов на поперечную раму.

В здании шесть кранов грузоподъемностью 5т каждый, пролет крана 16,5 м, максимальное давление колеса крана 80 кН, масса тележки 2,0 т, масса крана 17,7 т. Нагрузка на колонну определяется с использованием ординат линий влияния опорной реакции.

Максимальное вертикальное давление крана:

=[(у₁+у₂)+(у₃+у₄)]=[80×(1,0+0,41)+80×(0,75+0,17)]× ×1,1×0,95×0,85=165,57кН;

Горизонтальное давление колеса крана:

=; где:       k – коэффициент перехода, равный 0,05.

, где: g_f =1,1 – коэффициент надежности по нагрузке; y =0,85 – коэффициент сочетания.

Горизонтальная сила поперечного торможения считается приложенной к стойке на уровне верха подкрановой балки (отметка +6.450). Расстояние по вертикали от верха колонны до точки приложения силы У_В==0,672Н_В=1,95м.

Рис.3.4. Схема загружения крановой нагрузкой.

Подсчет снеговой нагрузки.

Место строительства – г. Киров – согласно [12] V снеговой район. Величина расчетной снеговой нагрузки на 1м² поверхности земли составляет 3,2 кН/м². Согласно приложения 3[12], принимаем схему распределения снеговой нагрузки – 6, вариант 1.

Рис.3.5. Схема загружения снеговой нагрузкой.

Расчетная снеговая нагрузка на стойки рамы составляет:

·  для средних стоек: (по 164,16кН на каждый пролет).

·  для крайних стоек:.

Подсчет ветровой нагрузки на поперечную раму.

Нормативный скоростной напор ветра g₀=0,23кН/м². Тип местности В согласно п.6.5 [12].

, где: В=6,0м – ширина расчетного блока; С=0,8 – аэродинамический коэффициент; k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте.

Линейная распределенная нагрузка при высоте:

·  до 5м: q_в5=1,47k=;

·  до 10м: q_в10=1,47k=;

·  до 20м: q_в20=1,47k=;

Определяются сосредоточенные силы от ветровой нагрузки:

 - с наветренной стороны, где: q₁ и q₂ – величины ветровой нагрузки, соответствующие высотам Н₁=8,4м- уровню нижнего пояса ферм; Н₂=11,61м- верху здания.  - с подветренной стороны.

Равномерно распределенная эквивалентная нагрузка с наветренной стороны:

=;

Равномерно распределенная эквивалентная нагрузка с подветренной стороны:

Рис.3.6. Схема загружения ветровой нагрузкой.

Подсчет эксцентриситетов приложения нагрузок.

• Эксцентриситет смещения осей верхней и нижней части крайней колонны:

е_В=0,5×(h_н - h_в)=0,5×(0,6 - 0,38)=0,11м.

• Эксцентриситет опорного узла стропильной фермы: е₁= 0 – для крайней колонны; е₁= 0,16м – для средней колонны;
• Эксцентриситет приложения нагрузки от кранов:

е₂= - для крайней колонны;

е₂=0,75м – для средней колонны;

• Эксцентриситет приложения нагрузки от стеновых панелей:

е₃=

3.1.3 Статический расчет рамы и определение расчетных усилий.

Рис.3.7. Расчетная схема рамы.

Определение геометрических характеристик стоек.

Стойка по оси «А»:

·  момент инерции сечения надкрановой части: ;

·  момент инерции сечения подкрановой части: ;

·  отношение моментов инерции: ;

·  отношение высоты надкрановой части стойки к полной высоте: ;

·  Смещение геометрических осей сечений подкрановой и надкрановой частей:

Стойка по оси «Г»:

·  момент инерции сечения надкрановой части: ;

·  момент инерции сечения подкрановой части: ;

·  отношение моментов инерции: ;

·  отношение высоты надкрановой части стойки к полной высоте: ;

·  Смещение геометрических осей сечений подкрановой и надкрановой частей:

Статический расчет.

Расчет выполнен по программе «SCAD».

Рис.3.8.Схема сечений стоек рамы.

Результаты расчета.

Таблица расчетных усилий в стойках рамы.                                                       Таблица 3.2.

Стойка	Сечение	Вид усилия	Пост. нагрузка	Временные нагрузки
				Снеговая на покрытии пролета		Крановая на стойке					Ветровая при ветре
				«А-Г»	«Г-Ж»	по оси «А»	по оси «Г» в проле те «А-Г»	по оси «Г» в пролете «Г-Ж»	Т по оси «А»	Т по оси «Г»	Сле ва	Справа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Стойка по оси «А»	I	M	0,0	0,0	-	0,0	-	-	0,0	-	0,0	0,0
		N	197,36	164,16	-	0,0	-	-	0,0	-	0,0	0,0
	II	M	-5,26	7,22	-	-29,75	-	-	3,0	-	2,97	-3,84
		N	273,67	164,16	-	0,0	-	-	0,0	-	0,0	0,0
	III	M	-16,18	-10,84	-	44,75	-	-	3,0	-	2,97	-3,84
		N	313,42	164,16	-	165,57	-	-	0,0	-	0,0	0,0
	IV	M	18,06	3,36	-	-13,73	-	-	4,98	-	28,18	-25,86
		N	356,72	164,16	-	165,57	-	-	0,0	-	0,0	0,0
		Q	0,53	2,49	-	-10,26	-	-	1,40	-	6,67	-5,54
Стойка по оси «Г»	I	M	0,0	-26,27	26,27	-	0,0	0,0	-	0,0	0,0	0,0
		N	394,72	164,16	164,16	-	0,0	0,0	-	0,0	0,0	0,0
	II	M	0,0	-12,98	12,98	-	55,54	-55,54	-	3,55	7,25	-7,25
		N	412,90	164,16	164,16	-	0,0	0,0	-	0,0	0,0	0,0
	III	M	0,0	-12,98	12,98	-	-68,64	68,64	-	3,55	7,25	-7,25
		N	492,40	164,16	164,16	-	165,57	165,57	-	0,0	0,0	0,0
	IV	M	0,0	13,12	-13,12	-	40,51	-40,51	-	3,35	21,50	-21,50
		N	547,81	164,16	164,16	-	165,57	165,57	-	0,0	0,0	0,0
		Q	0,0	4,58	-4,58	-	19,15	-19,15	-	1,21	2,50	-2,50

Таблица расчетных сочетаний усилий.                                                                 Таблица 3.3.

Стойка	Сечение	Вид усилия	Расчетные сочетания усилий
			Основные			Дополнительные
			+	-		+	-
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Стойка по оси «А»	I				4;5			4;5
		M			0,0			0,0
		N			361,52			345,10
	II		4;5	4;7;10-	4;5	4;5;12	4;7;10-;13	4;5;7;10-;13
		M	+1,96	-38,01	+1,96	+3,91	-38,19	-31,69
		N	437,83	273,67	437,83	421,41	273,67	421,41
	III		4;7;10+	4;5	4;7;10+	4;7;10+;12	4;5;13	4;5;7;10+;12
		M	+31,57	-27,02	+31,57	+29,47	-29,39	+19,71
		N	478,99	477,58	478,99	462,43	461,16	610,17
	IV		4;12	4;13	4;7;10+	4;5;12	4;7;10-;13	4;5;7;10+;12
		M	+46,24	-7,80	+9,31	+46,45	-22,05	+38,57
		N	356,72	356,72	522,29	504,46	505,73	653,48
		Q	+7,20	-5,01	-8,33	+8,77	-14,95	+0,80
Стойка по оси «Г»	I		4;6	4;5	4;5;6	4;6	4;5	4;5;6
		M	+26,27	-26,27	0,0	+23,64	-23,64	0,0
		N	558,88	558,88	723,04	542,46	542,46	690,21
	II		4;8;11+	4;9;11-	4;5;6	4;6;8;11+;12	4;5;9;11-;13	4;5;6;8;11+;12
		M	+59,09	-59,09	0,0	+71,39	-71,39	+59,71
		N	412,90	412,90	741,22	560,64	560,64	708,39
	III		4;9;11+	4;8;11-	4;5;6	4;6;9;11+;12	4;5;8;11-;13	4;5;6;8;9; 11+;12
		M	+72,19	-72,19	0,0	+83,18	-83,18	+9,72
		N	657,97	657,97	820,72	789,16	789,16	1085,91
	IV		4;8;11+	4;9;11-	4;5;6	4;5;8;11+;12	4;6;9;11-;13	4;5;6;8;9; 11+;12
		M	+43,86	-43,86	0,0	+70,63	-70,63	+22,37
		N	713,38	713,38	870,72	844,57	844,57	1141,32
		Q	+20,36	-20,36	0,0	+24,70	-24,70	+3,34

3.2 Расчет колонны по оси «А» - «10».

Характеристики материалов

Бетон тяжелый - класса В20, подвергнутый тепловой обработке: =11,5МПа=117кгс/см²; =0,90МПа=9,18кгс/см²; =24,0×10МПа=2,45×10⁵кгс/см².

Арматура класса А-III диаметром 10-40мм:

МПа=3750кгс/см²; =20*10⁴МПа=2,0×10⁶кгс/см².

Арматура класса А-I: =290МПа.

3.2.1 Расчет надкрановой части колонны.

Сечение II–II на уровне верха консоли колонны. Сечение колонны  при  полезная высота сечения колонны

Расчет производим на следующие комбинации нагрузок:

1.)  -    (4;7;10- с ):

2.)             (4;5     с ):    

Расчет на первое сочетание усилий .

Для элементов статически неопределимых систем величина эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести принимается равной эксцентриситету, полученному из статического расчета конструкций  согласно п.1.21 [14]:

;;>, следовательно, расчетным является эксцентриситет, полученный из статического расчета: е0=14,0см.

·  Расчетная длина верхней части колонны: , (j=2 – для надкрановой части неразрезных колонн, так как в расчетной комбинации усилий присутствует крановая нагрузка).

·  Радиус инерции сечения:.

·  >14 => необходимо учесть влияние прогиба на величину эксцентриситета продольной силы.

·  момент инерции сечения: ;

·  коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии.. Здесь - для тяжелого бетона; M – момент, относительно растянутой или наименее сжатой грани сечения, от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок; M_l – то же, от действия постоянных и длительных нагрузок.

  ,

.

·   -коэффициент, принимаемый равным , но не менее

, принимаем =0,37;  - так как в расчетной комбинации усилий присутствует