Содержание
1. Исходные данные для проектирования 3
2. Компоновка поперечной рамы каркаса здания 3
3. Сбор нагрузок на поперечную раму 4
3.1. Постоянная нагрузка 4
3.2. Снеговая нагрузка 5
3.3. Ветровая нагрузка 6
3.4. Крановая нагрузка 8
4. Статический расчет поперечной рамы 10
6. Литература 22
1. Исходные данные для проектирования
Требуется рассчитать и законструировать элементы поперечной рамы производственного одноэтажного однопролетного здания, в соответствии со следующими исходными данными:
1.1. Пролет здания: 24 м
1.2. Длина здания: 96 м
1.3. Шаг колонн в продольном направлении: 6,0 м
1.4. Отметка низа стропильных конструкций: 9,6 м
1.5. Отметка головки кранового рельса: 6,2 м
1.6. Грузоподъемность крана: 10 т
1.7. Тип колонны: прокатный широкополочный двутавр
1.8. Крановый рельс: КР140
1.9. Высота подкрановой балки: 700 мм
1.10. Материал колонны: С245
1.11. Снеговой район: III
1.12. Ветровой район: I
1.13. Постоянная нагрузка на покрытие: 3,0 кПа
2. Компоновка поперечной рамы каркаса здания
Архитектурный разрез представлен на рис. 1. Расчетная схема поперечной рамы представлена на рис 2.
Здание выполняется в стальном каркасе. Колонны выполнены из прокатных широкополочных двутавров с консолью для опирания подкрановых конструкций. На колонны опирается стальная ферма из спаренных «в тавр» уголков. Сопряжение колонны с фундаментом – жесткая заделка, сопряжение колонны и фермы – шарнирное. За относительную отметку 0.000 м принята отметка уровня чистого пола здания. Ограждение выполнено из сэндвич-панелей. Кровля выполнена уклонной, теплой, с организованным внутренним водостоком. Покрытие кровли – сэндвич-панели.
Рис. 1. Поперечный разрез здания.
23920(18020)
24000
40(10)
40(10)
-0,130
+5,080
+9,600
Рис.2. Расчётная схема поперечной рамы
3. Сбор нагрузок на поперечную раму
3.1. Постоянная нагрузка
Нагрузка от собственного веса конструкции покрытия:
.
Нагрузка от собственного веса стальных колонн здания:
,
где
(для I
60Ш1).
(для здания с высотой 8,4 м
,
где
(для I
50Ш1).
Нагрузки от собственного веса подкрановых балок и кранового рельса:
,
где
(для I
70Б1),
(для рельса КР70).
.
(для здания с высотой 8,4 м
)
Погонная нагрузка от собственного веса стенового ограждения:
.
.
(для здания с высотой 8,4 м
Рис.3. Схема загружения расчетной схемы постоянной нагрузкой (загружение 1)
3.2. Снеговая нагрузка
Здание по заданию относятся к III снеговому району sg = 1,8 кН/м2.
Нагрузка
на ригель покрытия в соответствии со
СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»
рассматривается в одном варианте с
равномерно загруженным пролетом при
.
Погонная нагрузка от веса снегового покрова:
.
Рис.4. Схема загружения расчетной схемы снеговой нагрузкой (загружение 2)
3.3. Ветровая нагрузка
Рассматривается вариант загружения поперечной рамы ветром слева и справа.
Здание
по заданию относятся ко I
ветровому району
.
Тип местности В.
Значения коэффициента, учитывающего изменение ветрового давления по высоте (высотные отметки даны относительно принятой нулевой отметки, в соответствии с расчетной схемой, приведенной на рис. 1):
,
,
,
,
,
.
Определим площадь эпюры коэффициента изменения ветрового давления по высоте:
.
(для здания с высотой 8,4 м
.
Определим статический момент полученной эпюры коэффициента изменения ветрового давления относительно заделки колонн в фундаментах:
.
(для здания с высотой 8,4 м
.
Тогда координата центра масс эпюры коэффициента изменения ветрового давления относительно заделки колонн в фундаментах будет равна:
.
(для здания с высотой 8,4 м
.
Приведем эпюру коэффициента изменения ветрового давления к трапецеидальной форме:
;
;
.
(для здания с высотой 8,4 м
;
;
.
Значение приведённой эквивалентной погонной эпюры ветрового давления с наветренной стороны:
,
.
Значение приведённой эквивалентной погонной эпюры ветрового давления с подветренной стороны:
,
.
Сосредоточенная сила ветрового активного (пассивного) давления приложенная к поперечной раме в уровне низа стропильных конструкций:
,
.
Рис.5. Схема загружения расчетной схемы ветровой нагрузкой слева (загружение 3)
Рис.6. Схема загружения расчетной схемы ветровой нагрузкой справа (загружение 4)