Статический расчет поперечной рамы здания

Определение геометрических размеров здания и колонны

Рис. 7 К определению геометрических размеров здания и колонны

Принимаем подкрановую балку высотой 1000 мм (при шаге колонн В = 6 м) и подкрановый рельс КР-70 высотой 120 мм (при грузоподъемности крана Q = 30/5 т).

Таким образом, высота надкрановой части колонны мм, где 2750 мм — расстояние от верхней части тележки до верха подкранового рельса [1, прил. 1].

Колонна.

Рис. 9 Постоянные нагрузки, действующие на раму

Сбор нагрузок на раму

На раму многоэтажного здания действуют постоянные нагрузки (вес кровли, плит покрытия, стропильной конструкции, навесных панелей, подкрановой балки и подкранового рельса, вес надкрановой части колонны) и временные кратковременные нагрузки (снеговая, крановая и ветровая).

1. Постоянные нагрузки.

F₁ -усилие от веса покрытия;

F₂ -усилие от веса надкрановой части колонны;

F₃ -усилие от подкрановой балки и подкранового рельса;

F₄ -усилие от веса навесных панелей.

1) Определяем усилие от веса покрытия F₁.

.

где: кН — усилие от веса кровли.

Нормативный вес плиты покрытия длиной 6 м с учетом швов замоноличивания кН/м²; (12м, кН/м²). Тогда.

кН/м²;

кН/м².

Таким образом, усилие от веса покрытия.

кН.

Нормативный вес арки 30 м, составляет 34 т, что соответствует 340 кН (18м, 9,1 Т; 24 м, 14,9Т). Таким образом, усилие от веса арка.

кН кН.

2) Определяем усилие от надкрановой части колонны F₂.

Сечение колонны 500Ч400 мм; высота надкрановой части колонны h_надкр= 4,4 м; с=25 кН/м³.

кН.

3) Определяем усилие от подкрановой балки и подкранового рельса F₃.

Площадь бетона.

Рис. 10 Сечение подкрановой балки

м².

где G_b=52,8 кг/м=0,528 кН/м — вес 1 м погонного подкранового рельса КР-70.

• 4) Определяем усилие от навесных панелей.
• 1 м² панели толщиной 300 мм составляет 2,5 кН; высота панели

h_п = 17,5 — 11,0 — 1,2=5,3 м, а 1 м² остекления 0,5 кН h_о=1,2 (рис. 1).

кН.

4) Определяем нагрузку от подкрановой части колонны.

Количество оконных проема колонны.

Нагрузка от подкрановой части колонны складывается из нагрузок от веса распорок, ветвей и консоли:

кН.

6) Определяем усилие F₈, равное весу самонесущих панелей и ленточного остекления, участвующее в расчете.

кН где м — высота самонесущей панели (рис. 1);

м — длина панели;

кН — вес 1 м² панели;

м — высота ленточного остекления;

м — длина остекления;

кН — вес 1 м² ленточного остекления в металлическом переплете.

• 2. Временные нагрузки.
• 1) Снеговая (F_s).

кН, где кН/м² — см. табл. 1.

2) Крановая нагрузка.

Рис. 11 а) линии влияния от двух сближенных кранов; б) габариты мостового крана грузоподъемностью 30/5 т

Расчетное вертикальное усилие, действующее на колонну.

кН;

кН, где кНмаксимальное нормативное давление колеса крана [1, прил. 3];

кН.

— минимальное нормативное давление колеса крана (здесь Q=30Т= 300кН;кН — вес крана с тележкой [1,прил.3]); - коэффициент сочетаний (для двух кранов при режиме работы 1К-6К).

— сумма ординат линии влияния.

Рис. 12 К определению ветровой нагрузки

3) Горизонтальная тормозная нагрузка.

кН, где кН — горизонтальное давление на колесо крана;

.

4) Ветровая нагрузка Тип местности Б (у всех) Район строительства: Владимир Район ветровой: I.

.

гдекПа — нормативное значение ветрового давления [3, табл. 5];

— коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

— аэродинамические коэффициенты с наветренной и подветренной стороны соответственно;

— среднее значение коэффициента, учитывающего изменение ветрового давления по высоте.

Принимаем тип местности B. Тогда, согласно [3, табл. 6] определяем коэффициенты (рис. 5):

— на высоте до 5 м;

• — на высоте до 10 м;
• — на высоте до 20 м.

Высота парапета м (рис. 1).

Таким образом, коэффициент изменения ветрового давления на высоте 17,5 м.

Тогда значение условного изгибающего момента в заделке колонны от действия неравномерной по высоте условной ветровой нагрузки.

В то же время, откуда .

Значение эквивалентной распределенной нагрузки с наветренной стороны кН/м;

с подветренной ;

кН/м.

Рис. 13 К определению F5 и F6

Ветровая нагрузка, действующая на все конструкции здания выше колонны, передается на раму в виде сосредоточенных сил, приложенных на уровне верха колонны. В зданиях с парапетами усилия с наветренной стороны () и подветренной стороны () определяются по формулам:

кН;

кН, где м — расстояние от низа несущих конструкций до отметки верха парапетной части здания.

Рис. 14 К определению изгибающих моментов от усилий F1, F2, F3, F4

Определяем дополнительные данные, необходимые для статического расчета рамы.

1. Определяем значения изгибающих моментов от усилий F1, F2, F3, F4.

кНм.

— изгибающий момент от усилия F₁ относительно точки 1;

м — эксцентриситет приложения усилия F₁.

кНм — изгибающий момент от усилия F₁ относительно точки 2;

м — эксцентриситет приложения усилия F₁.

кНм — изгибающий момент от усилия F₂ относительно точки 2;

м — эксцентриситет приложения усилия F₂.

кНмизгибающий момент от усилия F₃ относительно точки 2;

м — эксцентриситет приложения усилия F_3.

кНмизгибающий момент от усилия F₄ относительно точки 2;

м — эксцентриситет приложения усилия F₄ (здесь 0,3 м — толщина навесных панелей).

Таким образом получим:

кНм — изгибающий момент относительно точки 1;

кНм — суммарный изгибающий момент относительно точки 2.

2. Определяем значения изгибающих моментов от снеговой нагрузки Fs (рис. 8).

кНм;

кНм.

Рис. 15 К определению изгибающих моментов от снеговой нагрузки

Рис. 16 К определению изгибающих моментов от крановых нагрузок

1. Определяем значения изгибающих моментов от крановых нагрузок Fmax и Fmin (рис. 9).

кНм;

кНм.

4. Определяем моменты инерции надкрановой части колонны (Iв) сечением 500Ч400 мм и подкрановой части (Iн) сечением 1200Ч400 мм при ширине ветви 200 мм. Расстояние между осями ветвей c = 1000 мм. Площадь сечения ветви м2.

м⁴;

м⁴.

Момент инерции ветви сечением 400Ч200 мм:

м⁴.