Расчетно-конструктивный раздел. 
Разработка проекта хлебопекарни в городе Вельск Архангельской области

Расчёт несущей рамы

Выполним расчет наиболее нагруженной рамы двухэтажной части здания.

Нагрузками, действующими на поперечную раму являются:

• — постоянная нагрузка от массы кровли;
• — снеговая нагрузка;
• — давление ветра на продольные стены здания;
• — эксплуатационная нагрузка от людей и оборудования.

Определение постоянной нагрузки Постоянная нагрузка на ригель рамы складывается из нагрузки от массы кровли, массы стропильных ферм или балок Таблица 2.1 — Сбор нагрузки от покрытия.

Таблица 2.2 — Сбор нагрузки на перекрытие 1-го этажа.

Постоянная расчетная погонная нагрузка по ригелю рамы:

кН/м, где g1 — расчетная нагрузка от массы кровли, несущих конструкций покрытия по таблице 2.1;

Постоянная расчетная погонная нагрузка на перекрытие 1-го этажа:

кН/м где g2 — расчетная нагрузка от перекрытия по таблице 2.2;

Узел 5.

N = 0.

М=0.

Узел 4.

N4 = - (GB +GCT.В) где GB — собственный вес верхней части колонны, принимаемый как 50% от всего веса колонны.

GB = 0,5 Ч GК, кН,.

GК =, кН, где — переходный коэффициент;

гf — коэффициент надежности по нагрузке, для стальных конструкций.

гf = 1,05;

qкол — нагрузка от массы 1 погонного метра предварительно принятого сечения колонны в кН/м;

— длина колоны в м,.

.

GК =.

GB = 0.5 Ч 3,62 = 1,81 кН.

GCT.В = gст x hВ x B x гf, кН,.

GCT.В = 0,27×4,54×6×1.2 = 8,83 кН.

gст =27 кг/м2.

N4 = -(1,81+8,83) = -10,64 кН.

М4 = GCT. ВЧ e, кН· м, М4 = 8,83 Ч (0,34/2 + 0,15/2) = 2,16 кН· м Узел 3.

N = 0.

М=0.

Узел 2.

N2 = - (GН + GСТ. Н) где GН = 0,5GК — собственный вес нижней части колонны.

GК =.

GН = 0,5Ч2,96 = 1,48 кН.

GCT.Н = 0.27×3,19×6×1.2 = 6,2 кН.

N2 = -(1,48+6,2) = -7,68 кН.

М2 = 7,68 Ч (0,34/2 + 0,15/2) = 1,88 кН· м Узел 1.

N = 0.

М = 0.

Узел 7.

GК =.

GН = 0,5Ч6,58 = 3,29 кН.

GCT.Н = 0.27×7,73×6×1.2 = 15,03 кН.

N7 = -(3,29+15,03) = -18,32 кН.

М7 = 18,32 Ч (0,34/2 + 0,15/2) = 4,49 кН· м В узлах 6, 8 продольные силы такие же как и у соответствующих им узлах левой стойки, а моменты меняют знаки на противоположные.

Рисунок 2.1 — Расчетная схема поперечной рамы от постоянной нагрузки Определение снеговой нагрузки Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяется по формуле (10.1) [2]:

S0 = 0,7 ce ct Sg, кПа, где се — коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов (10.9) [2]:

ct = 1 — термический коэффициент.

= 1 — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Sg = 3,2 кПа — вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли (для 5 снегового района).

Для скатных кровель 2 варианта загружения.

S01 = 0,7 1 1 1 3,2 103 = 2,24 кПа.

S02 = 0,7 1 1 0,75 3,2 103 = 1,68 кПа.

S03 = 0,7 1 1 1,25 3,2 103 = 2,8 кПа.

S = S0 гf, кПа,.

S1 = 2,24 1,4 = 3,136 кПа.

S2 = 1,68 1,4 = 2,352 кПа.

S3 = 2,8 1,4 = 3,92 кПа.

qсн = S B, кН/м,.

qсн1 = S B = 3,136 6 = 18,82 кН/м.

qсн2 = S B = 2,352 6 = 14,11 кН/м.

qсн3 = S B = 3,92 6 = 23,52 кН/м.

Рисунок 2.2 — Загружение снеговой нагрузкой Определение ветровой нагрузки Ветровая нагрузка будет состоять из двух загружений:

• — ветер слева — направо
• — ветер справа — налево

Интенсивность распределенной ветровой нагрузки определяется по формулам:

— с наветренной стороны (активное давление).

w = гf x c x w0 x к x Bк, кН/м,.

— с заветренной стороны (отсос).

w/ = гf x c/ x w0 x к x Bк, кН/м, где с и с/ - аэродинамические коэффициенты.

w0 = 0,3 кПа — нормативный скоростной напор ветра для высоты над поверхностью земли до 5 м;

Bк = 6 м — шаг рам;

к — коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора в зависимости от высоты и типа местности для городской застройки к5.000 = 0,5, к10.000 = 0,65.

w5.0 = 1,4×0,8×0,3×0,5×6 = 1,008 кН/м.

w/5.0 = 1,4×0,6×0,3×0,5×6 = 0,756 кН/м.

к7,86= к5000 + (к10 000- к5000) x = 0,5 + (0,65 — 0,5) x = 0,586.

w7,86= 1,4×0,8×0,3×0,586×6 = 1,181 кН/м.

w/7,86 = 1,4×0,6×0,3×0,586×6 = 0,886 кН/м В практике инженерных расчетов такую меняющуюся с высотой нагрузку, действующую на колонну, обычно заменяют эквивалентной равномерно распределенной. За эквивалентную нагрузку на колонны рамы можно принять равномерно распределенную нагрузку wэкв., вызывающую в нижнем сечении колонны такой же изгибающий момент, что и действующая неравномерно распределенная.

кН/м,.

M = w5.0 Ч (lк-Нб)y1+(wнр-w5,0) Ч (lк — 5,0) Ч y2, кНм, где.

y2 = 5,000 + Ч (lk — 5,000) = 5 + Ч (7,86- 5) = 6,91 м.

M = 1,008Ч (7,86−0,2) Ч3,73+(1,181 — 1,008) Ч (7,86−5) Ч6,91 = 32,22 кНм.

w/экв. = Ч wэкв. = = 0,83 кН/м Выше отметки верха ригеля распределенная нагрузка заменяется сосредоточенной силой W, приложенной в уровне нижнего пояса ригеля.

W/. = W = 0.

Рисунок 2.3 — Загружение ветровой нагрузкой Определение временной эксплуатационной нагрузки Нормативное значение временной эксплуатационной нагрузки от людей и оборудования на перекрытие:

Pn = 2,0 кH/м2.

p = Pn Ч B Ч гf, кН/м2.

p = 2,0 Ч 6 Ч 1,2 = 14,4 кН/м2.

Рисунок 2.4 — Загружение эксплуатационной нагрузкой Выполняем статический расчёт рамы в программе SCAD Office.

Поперечная рама имеет 6 загружений:

• 1. от действия постоянной нагрузки;
• 2. от действия снеговой нагрузки (I вариант);
• 3. от действия снеговой нагрузки (II вариант) — для двускатных кровель;
• 4. от действия ветровой нагрузки слева направо;
• 5. от действия ветровой нагрузки справа налево.
• 6. от действия эксплуатационной нагрузки.

Рисунок 2.5 — К статическому расчету поперечной рамы Таблица 2.3 — Усилия и напряжения, Т, м.

Рисунок 2.6 — Рассматриваемые сечения колонн Таблица 2.4 — Усилия и их сочетания в сечениях колонны.

Таблица 2.7 — Определение невыгодных сочетаний усилий в сечениях крайней колонны.

Таблица 2.8 — Расчетные усилия в сечениях крайней колонны.