- •Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет
- •1. Компановка стального каркаса
- •1.2 Определение вертикальных размеров
- •2. Сбор нагрузок на одну поперечную раму
- •2.1. Постоянные нагрузки
- •2.2. Постоянная нагрузка на колонны рамы
- •2.3. Снеговая нагрузка
- •2.4. Нагрузка от мостовых кранов
- •2.5. Расчетное усилие поперечного торможения на колонну
- •2.6. Ветровая нагрузка
- •3.Статический расчет.
- •4. Расчет ступенчатой колонны производственного здания.
- •4.1. Исходные данные.
- •4.2 Определение расчетных длин колонны в плоскости и из плоскости рамы lx.
- •4.3. Подбор сечения верхней части колонны.
- •4.4. Подбор сечения нижней - сквозной части колонны.
- •4.5. Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.
- •5. Расчет и конструирование базы колонны.
- •Расчет анкерных болтов крепления подкрановой ветви
- •База колонны
- •Проверка сечения стержней фермы
- •7. Список литературы
2.2. Постоянная нагрузка на колонны рамы
От собственного веса покрытия
кН
Расчетный вес колонн:
Верхняя часть(20%):
кН;
Нижняя часть(80%):
кН;
где 0,2 кН/м2 – примерный расход стали на колонны производственного здания при грузоподъемности мостовых кранов 30 т.
Расчетную нагрузку от веса стенового заполнения не учитываем, так как по заданию приняты самонесущие стены, нагрузка от которых передается на фундаментные балки.
Значит, кН;кН.
2.3. Снеговая нагрузка
Нормативная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия определяется по формуле
,
где S0= 1,2 - по табл. П.7 для снегового районаII;
= 1- коэффициент перехода к снеговой нагрузке на покрытие, принимается по п. 5.3 - 5.6 [4].
Расчетная снеговая нагрузка на ригель рамы:
Расчетная снеговая нагрузка на колонну:
FS=0,5· gs· L=0,5∙6,84·36=123,12 кН.
2.4. Нагрузка от мостовых кранов
Расчетное давление кранов определяется по формулам:
;
Dmax=0,95·(1,1·0,85·320·1,866+1,1·11+1,1·1,5·1,0·6)=551,28кН;
где -коэффициент сочетаний для групп режимов работы кранов 1К, 3К;
- коэффициент надежности по крановой нагрузке для группы режима работы кранов 1К-3К с гибким подвесом груза;
Fn,max=320 кН по табл.П.2; , для крана грузоподъемностью 30т режима работы 1К-3К. Значения уi определены в соответствии с рис. эпюры давлений, установка кранов выполнена с учетом размеров и схем табл.П.2.
∑yi=1,866;
Gcв= 11 кН - расчетный вес подкрановой балки (по табл.П.6).
Расчетное давление кранов определяется по формулам:
Dmin=0,95·(1,1·0,85·107·1,866+1,1·11+1,1·1,5·1,0·6)=198,24кН;
кН
где Q = Q0 · g = 30 · 10 = 300 кН;
Gc =554 кН;
Q0=30 т - грузоподъемность крана по табл.П.2;
g=10 м/сек2 - ускорение силы тяжести ;
n0 = 2 – число колес на одной стороне крана
Нагрузочные крановые моменты:Mmax = Dmax · e = 551,28 · 0,5 = 275,64 кН·м;
Mmin = Dmin · e =198,24· 0,5 = 99,12 кН·м,
где е = 0,5· h1 =0,5·1,0=0,5 м - расстояние от оси подкрановой балки до оси центра тяжести нижней части колонны.
2.5. Расчетное усилие поперечного торможения на колонну
кН;
где кН
кН- вес тележки
f = 0,05 - для кранов с гибким подвесом (1К-3К) по табл. П.2.
Усилие поперечного торможения действует на одну сторону рамы (пролета) в уровне верхнего пояса подкрановой балки и может быть направлено как вправо, так и влево.
2.6. Ветровая нагрузка
Расчетная линейная ветровая нагрузка на колонну с наветренной стороны равна
где - коэффициент надежности по ветровой нагрузке;
w0=0,38кН/м2 - нормативное значение ветрового давления по табл.П.10.;
с = 0,8 - аэродинамический коэффициент, с наветренной стороны.
с = 0,6 - аэродинамический коэффициент, с заветренной стороны.
Bcol = 6 м - шаг колонн;
k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z
( таблица 6 [ 4 ] ).Для местности типа В.
Для удобства расчетов поверхность земли, принята совпадающей с отметкой пола ± 0,00, в этом случае значения z совпадают с относительными отметками элементов рамы.
Таблица 2
Z |
5 |
18 |
21,15 |
k |
0,5 |
0,810 |
0,862 |
qwa |
1,212 |
1,964 |
2,090 |
qwp |
0,909 |
1,473 |
1,567 |
Для первого варианта ветровой нагрузки определяют эквивалентную равномерно распределенную нагрузку с наветренной стороны по формуле:
qwa,e=2M/H2=2·388,22/18,62=2,244 кН/м,
где М – момент от расчетной нагрузки qwa в нижнем сечении колонны как консоли
где Н - полная высота рамы до верха ригеля.
Расчетная сосредоточенная нагрузка от давления ветра на шатер здания с наветренной стороны равна
кН,
Нагрузка с заветренной стороны рамы в (мм) кН/м
кН
кН.
Таблица 3. Сводная таблица нагрузок
Вид нагрузки |
Обозначе-ние |
Единица измерения |
Величина |
1 |
2 |
3 |
4 |
а) Постоянная |
|
|
|
1.От собственного веса покрытия: |
|
|
|
- на ригель рамы |
q |
kH/м |
6,40 |
- на колонны рамы |
G1g |
kH |
115,20 |
б) Временные |
|
|
|
1. Снег |
|
|
|
- на ригель рамы |
qs |
kH/м |
6,84 |
- на колонны рамы |
FS |
kH |
123,12 |
2.Вертикальное давление кранов: |
|
|
|
- наибольшее |
Dmax |
kH |
551,28 |
- наименьшее |
Dmin |
kH |
281,12 |
Нагрузочные крановые моменты : |
|
|
|
- наибольший |
Mmax |
kH·м |
275,64 |
- наименьший |
Mmin |
kH·м |
140,56 |
3. Поперечное торможение кранов |
Т |
кН |
20,08 |
4. Ветер: |
|
|
|
Равномерно распределенное давление |
|
|
|
- активное |
qwa,e |
kН/м |
2,244 |
- пассивное |
qwp,e |
kH/м |
1,683 |
Сосредоточенное давление ветра: |
|
|
|
- активное |
Wa |
kH |
6,38 |
- пассивное |
Wp |
kH |
4,73 |