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.

Таблица расчетных сочетаний усилий.                                                                 Таблица 3.3.

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