Расчет поперечной рамы. Сбор нагрузок на раму. Определение грузовой площади. Значение поправочных коэффициентов

Принимаем размеры колонны с учетом характеристик здания:

Высота колонны – 13,2м.

Крайние колонны:

b=500 мм,

h_в=600 мм,

h_н=1300 мм,

h_вт=300 мм.

Средние колонны:

b=600 мм,

h_в=600 мм,

h_н=1400 мм,

h_вт=300 мм.

Так как шаг колонн 12 м то принимаем привязку крайних колонн 250 мм.

Неточность изготовления и монтажа конструкций учитывают допусками, поэтому длинну всех горизонтальных конструкций назначаем меньше номинальной.

Номинальный пролет L=24 м, тогда длинна стропильной фермы l_п=24000-60= =23940мм=23,94м, а ее расчетный пролет при высоте сечения колонны в надкрановой части h_в=0,6 м равен l₀=23,62 м.

Оси крановых путей располагают от разбивочных осей на расстоянии λ=750 мм, поэтому пролет крана меньше пролета здания на 1,5 м. С учетом выступающих габаритов крана b₁=260 мм просвет получается 140 мм, что привышает допустимый просвет 60 мм. 

h_в=750-260-140+250=600 мм.

(Рис.1)

Высоту рельса примем 150 мм, высоту подкрановой балки примем 1400 мм так как шаг колонн 12 м, высота крана 2400 мм, просвет между краном и покрытием примем 100 мм (минимальный допустимый просвет 100 мм), тогда длинна надкрановой части колонны будет  H_к=150+1400+2400+100=4050 мм. Общая длинна колонны, учитываемая в расчете H_р=13200+150=13350 мм, где 150 мм – расстояние от поверхности пола до верхнего обреза фундамента. Полная (опалубочная) длинна колонны 13350+900=14250 мм, где 900 мм – глубина заделки колонны в стакан фундамента.

3.Расчет поперечной рамы.

Расчетная схема здания представляет собой многопролетную одноэтажную раму с шарнирно опертыми ригелями и жестко защимленными ступенчатыми стойками. Поперечные горизонтальные нагрузки передают от одной стойки к другим через ригели, которые полалают недеформированными влоль их осей. Тогда горизонтальные перемещения всех стоек рам по верху становятся равными. При воздействии постоянной, снеговой и ветровой нагрузок всех рам температурного блока деформируются одинаково, пространственная работа каркаса не проявляется. При воздействии крановых нагрузок, приложенных к одной раме, благодаря жесткому диску покрытия в работу вовлекаются все рамы блока и расчет выполняют с учетов пространственной работы каркаса.

При выполнении проекта используем программу ASK.

4. Сбор нагрузок на раму.

Определим расчетные нагрузки от покрытия на крайние и средние колонны трехпролетного здания.

Здание с тремя равными пролетами L=24 м, и шагом колонн l=12 м, стропильные конструкции – сегментные фермы, плиты покрытия – ребристые размером 3х12 м, состав кровли – газобетон (γ=6 кН/м³) слоем 180 мм, цементная стяжка толщиной 30 мм, 3 слоя рубероида на битумной мастике, обьект расположен в г. Кызыл.

Таблица 1.

Нагрузки от веса 1 м² покрытия.

Определение грузовой площади.

Грузовая площадь действующая на среднюю колонну

А_ср=12х24=288 м²

Грузовая площадь действующая на крайнюю колонну

А_кр=12х24/2=144 м²

Постоянная нагрузка на крайнюю колонну

N₁=4,32х144=622,08 кН

Собственный вес фермы равен 112 кН, нагрузка на колонну от нее при γ_f=1,1

N₂=1,1х112/2=61,6 кН

Суммарная расчетная нагрузка на крайнюю колонну от веса покрытия

N= N₁+ N₂=622,08+61,6=683,68 кН

(Рис.2)

Сила N приложена на расстоянии (600-250-30)/2=160 мм от внутреннего края колонны,ее эксцентриситет относительно геометрической оси надкрановой части колонны

e₁=600/2-160=140 мм.

По карте снеговых районов [2] определяем, что г. Кызыл расположен во 2-ом снеговом районе с нормативными значениями нагрузки от веса снегового покрова S₀=0,7 кПа. Тогда кратковременная расчетная нагрузка на крайнюю колонну от веса снегового покрова

P= γ_f S₀ А_кр=1,4х0,7х144=141,12 кН.

Она приложена к верху колонны с тем же эксцентриситетом e₁=140 мм.

Грузовая площадь средней колонны вдвое больше чем крайней, поэтому вдвое возрастет нагрузка от покрытия, веса стропильных ферм и снега. В итоге N= 1367,36 кН, P=282,24 кН. Так как пролеты одинаковы по обе стороны колонны, нагрузки на нее слева и справа будут одинаковыми, следовательно, силы N и P приложены по оси колонны с эксцентриситетом e₁=0.

Ветровая нагрузка.

Определим ветровую нагрузку на поперечную раму трехпролетного здания в г. Кызыл.

Тип местности В – городские территории, высота фермы на опоре 900 мм, высота плит 300 мм, толщина кровли 220 мм. Тогда высота вертикальной части шатра H_ш=900+450+220=1570 мм.

Кызыл находится в 1-ом ветровом районе с нормативным значением ветрового давления  ω₀=0,23 кПа. При высоте до 5 м k₁=0,5, высоте 10 м – k₂=0,65, высоте 20 м – k₃=0,85, принимаем аэродинамические коэффициенты с_е=0,8 с наветренной стороны и с_е3=0,6 с подветренной (активное и пассивное давление) (по [2]) . 

(Рис.3)

Значение поправочных коэффициентов:

Для части здания высотой до 5 м от земли:

ω_m1=n₀kc_e=230х0,5х0,8=92 Н/м²

Для части здания высотой до 10 м от земли:

ω_m2=n₀kc_e=230х0,65х0,8=119,6 Н/м²

Для части здания высотой до 20 м от земли:

ω_m2=n₀kc_e=230х0,85х0,8=156,4 Н/м²

На высоте 14,770 м от земли в соответствии с линейной интерполяцией