Постоянные и временные нагрузки на ригель. Снеговая нагрузка на покрытие. Расчет стропильной балки. Проверка прочности

Сбор нагрузок

На здание действуют три вида нагрузок:

1. Постоянные: вес ограждающих и несущих конструкций.
2. Временные: технологические(от мостовых и подвесных кранов, различного технологического оборудования) и атмосферные (снеговая, ветровая и перепад температур).
3. Особые: сейсмические воздействия, взрывы, просадки фундаментов и другие. (в проекте не учтены)

Постоянные нагрузки на ригель

Расчетная постоянная погонная нагрузка qр =q*В, где В- шаг стропильных балок(В=4м).

qр = 1,42*4=5,68 кН/м

Временные нагрузки.

Определение снеговой нагрузки:

Снеговая нагрузка на покрытие рассчитывается по формуле:

S=So*g¦*с*В          , где

So- вес снегового покрова на 1м^2, принимается по нормам в зависимости от района строительства.

g¦- коэффициент надежности по нагрузке.

с- коэффициент учитывающий конфигурацию кровли здания, для кровли с уклоном не более 25° - с=1 [6]

В- шаг стропильных балок.

S=2,4*1,6*1*4=15,36 кН/м

Определение ветровой нагрузки:

Ветровая нагрузка на строительные сооружения определяется, как сумма статической и динамической (пульсационной) составляющих. Динамическая составляющая считается при высоте здания Н>36м и H/l>1,5. Статическая составляющая ветра (скоростной напор) вызывает давление на здание с наветренной стороны и относ с противоположной. Расчетное давление ветра на 1 м^2 поверхности:

ω=ωo*g¦*с*k , где

g¦- коэффициент надежности для ветровой нагрузки g¦=1,4.

ωo- нормативный скоростной напор ветра, принимается по нормам в зависимости от района строительства (г.Новосибирск III район ωo=0,38 кПа).

с- аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации здания.

Для нашего случая с=0,8 для активного давления и с=0,6 для относа. [6]

k- коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора, в зависимости от высоты здания и типа местности (для нас тип местности “В” [1]). Для равномерного распределения нагрузки по высоте используем[7 .табл.3]

ωа=0,38*1,4*0,8*1,1= 0,47 кН/м^2

ωп=0,38*1,4*0,6*1,1= 0,35 кН/м^2

ωобщ= ωа+ ωп= 0,47+0,35=0,82 кН/м^2

          Ветровую нагрузку в нашем случае будут воспринимать два ряда ферм, образованных связями каркаса здания.

q(фахверк)=0,82*6=4,92 кН/м

qакт(связи покрытия)=0,47*17,2=8,08 кН/м

qпос(связи покрытия)=0,35*17,2=6,02 кН/м

q(1ряд)=0,82*60=49,2 кН/м

q(1ферма)=49,2/4=12,3 кН/м

          Расчеты элементов должны выполняться от наиболее неблагоприятных комбинаций внутренних усилий. Для определения этих усилий в отдельности, а затем рассматриваются сочетания внутренних усилий в соответствии сочетаниями внешних нагрузок. Нормами предусмотрены два вида основных сочетаний нагрузок.

1.  Постоянная, все временные длительные и одна кратковременная, принимаемая без снижения, т.е. ψ=1.

2.  Постоянная, все временные длительные с коэффициентом сочетаний ψ=0,95 и несколько кратковременных с ψ=0,9.

В нашем случае самым невыгодным сочетанием является первое.

Расчет стропильной балки.

В качестве стропильной балки принята балка с перфорированной стенкой.

Выбор высоты балки по жесткости осуществляется по формуле:

h=(2ζσн/E)*[l/f]*l*α             [8 c.69]

ζ- коэффициент в формуле прогиба любой балки прогиба любой балки при различной нагрузке. (для упрощения примем ζ=5/48)

α- коэффициент, учитывающий влияние поперечных сил на прогиб балки. α=1,05.

          Что касается оптимальной

σн- напряжение от общего изгиба, возникающего от заданной нормативной нагрузки.

Е- модуль упругости стали. Е= 2,06 · 10⁵ МПа.

l- пролет балки (условно будем считать пролет балки 48м)

[l/f]- предельно допустимое отношение длины к прогибу  [l/f]= 1/300 [1 табл.19]

          Что же касается оптимальной высоты балки, то до настоящего времени