1.3. Система связей.

Связи между колоннами. Связи между колоннами, предельные размеры между вертикальными связями от торца блока до оси ближайшей вертикальной связи в отапливаемом помещении 90м, в неотапливаемом 75м.

Связи по покрытию. Для горизонтальных связей при шаге стропильных ферм 12м диагональные элементы связей, даже работающие только на растяжение, получаются слишком тяжелыми. Поэтому систему связей проектируют так, чтобы наиболее длинный элемент был не более 12м, и этими элементами поддерживают диагонали.

1.4. Система фахверков.

Фахверком называется система конструктивных элементов, служащих для поддержания стенового ограждения и восприятия (с последующей передачей на фундаменты и другие конструкции) ветровой нагрузки. В торцах здания необходимо предусмотреть ворота для автомобильного и железнодорожного транспорта. Размеры ворот 3х3м – для автомобильного транспорта, 4,7х5,6м – для железнодорожного транспорта. Для устройства этих ворот необходимо разработать систему фахверков.

2. Статический расчет поперечной рамы.

2.1. Расчетная схема рамы.

В соответствии с конструктивной схемой (см. рис. 1.1) выбираем ее расчетную схему и основную систему (рис. 2. 1.). Сопряжение ригеля с колонной назначаем жестким; сквозные колонны и фермы заменяем сплошными эквивалентной жесткости; ригель принимаем прямолинейным (т. к. имеем небольшой уклон верхнего пояса фермы).

Расстояние между центрами тяжести верхнего и нижнего участков колонн:

е₀ = 0,5 ( hн - hв ) = 0,5 ( 1250 - 750 ) = 0,25м

Задаемся соотношением моментов инерции элементов рамы:

I_H / I_В = 8; I_Р / I_Н = 4; Если I_В = 1, I_Н = 8, I_Р = 32.

2.2. Нагрузки на поперечную раму.

Все нагрузки подсчитываются с учетом коэффициента надежности по назначению (γ_н = 0,95).

Постоянная нагрузка.

Нагрузку на 1м² кровли подсчитываем по таблице.

Таблица 1. Постоянная поверхностная распределенная нагрузка от покрытия

Состав покрытия	Нормативная, кПа	Коэффициент перегрузки	Расчетная, кПа
Защитный слой (битумная мастика с втопленным гравием) γ = 21 кН/м³ t = 20мм	0,42	1,3	0,55
Гидроизоляция (4 слоя рубероида)	0,2	1,3	0,26
Пароизоляция (1 слой рубероида)	0,04	1,3	0,05
Стальная панель с профилированным настилом	0,35	1,05	0,37
Собственный вес металлических конструкций шатра (фермы, связи, подкрановые балки)	0,45	1,05	0,472

Итого: g^н_кр = 1,49 кПа g_кр = 1,74кПа

Расчетная равномерно распределенная линейная нагрузка на ригель рамы:

q_п = γ_н g_кр b_ф / cosα = 0,95*1,74*12 /0,9965 = 19,8 кН/м;

где:

q_п- линейная нагрузка на ригель рамы

b_ф – шаг стропильных ферм(ширина грузовой площади).

Опорная реакция ригеля рамы:

F_R = q_п l/2 = 19,8 * 24 / 2 = 237,6 кН.

Расчетный вес колонны. Верхняя часть (20% веса)

G_В = 0,95∙1,05∙0,2∙0,5∙12∙12 = 17,24 кН

Нижняя часть (80% веса)

G_Н = 0,95∙1,05∙0,8∙0,4∙12∙12 = 44,16 кН

Поверхностная масса стен 200 кг/м², переплетов с остеклением 35 кг/м². В верхней части колонны (включая вес этой колонны):

F₁ = γ_н (1,2∙2∙(1,05 + 5,6)∙12 + 1,1∙0,35∙1,2∙12) + 17,24 = 214,13 кН

в нижней части колонны:

F₂ = γ_н (1,2∙2∙(2,4 + 2,55)∙12 + 1,1∙0,35∙6∙12) + 44,16 = 214,44 кН

Постоянные нагрузки показаны на рис. 2.1.б.

Снеговая нагрузка.

Вес снегового покрова р₀ =0,48кПа. При g^н_кр / р₀ = 1,49 / 0,48 = 3,1 коэффициент перегрузки n = 1,4. Линейная распределенная нагрузка от снега на ригель рамы:

q_сн = γ_н ncр₀b_ф = 0,95∙1,4∙1∙0,48∙12 = 23,94 кН/м

Опорная реакция ригеля:

F_R = 23,94∙24/ 2 = 287,28 кН (рис. 2.1, в.)

Вертикальные усилия от мостовых кранов.

База крана (5,1м) и расстояние между колесами двух кранов (1,2м), а также нормативное усилие колеса – по приложению 1.

расчетное усилие, передаваемое на колонну колесами крана:

D_max = γ_н (nn_c∑ F_{k max} y + nG_H + ng_нb_тb)

D_max = 0,95(1,1∙0,95∙410∙(0,47+0,9+1+0,57) + 1,05∙36

+ 1,2∙1,5∙1,5∙12)=0.95(967,77 + 78.75 + 32,4) = 1024.97 кН

n, n_c – коэффициенты перегрузки и сочетаний; F_{k max} – нормативное вертикальное усилие колеса; y – ордината линии влияния; G_H – нормативный вес подкрановых конструкций;

g_н – полезная нормативная нагрузка; b_т – ширина тормозной площадки; b – шаг колонн.

(вес подкрановой балки по таблице 12.1; G_П = 0,25∙12∙12 = 36 кН);

Нормативные усилия, передаваемые колесами другой стороны крана:

F_К = (9,8Q + Q_К) / n₀ – F_{К max} = (9,8∙100 +520) / 2 – 410= 92 кН

где: Q- грузоподъёмность крана

Qк- масса крана с тележкой

n_0- число колёс с одной стороны крана

Сила передаваемая на другой ряд колон

D_min = γ_н (nn_c∑ Fк’ *y + nG_H + ng_нb_тb)

Dmin = γн (967,77∙92 / 410+ 78.75 + 32.4) = 374,11 кН

Сосредоточенные моменты от вертикальных усилий М_max , М_min :

Определяем расстояние от оси подкрановой балки до оси, проходящей через центр тяжести нижней части колонны:

е_к = 0,5h_н = 0,5∙1,250 = 0,625м;

М_max = е_к D_max = 0,625∙1024,97 = 640,61 кНм; М_min = е_к D_min = 0,625∙374,11 = 233,82 кНм.

Горизонтальная сила от мостовых кранов,

передаваемая одним колесом:(для кранов с гибким подвесом груза)

Т_К^н = 0,05(9,8Q + G_Т)/n₀ = 0,05(9,8∙100 + 120)/2 = 10.35кН

Расчетная горизонтальная сила Т, передаваемая подкрановыми балками на колонну

от сил Т_К определяется для того же положения крана, как и для вычисления D_max :

Т = γ_нnn_c∑ Т_k^н y = 0,95∙1,1∙0,95∙10,35∙2,94 = 30,21кН

Считаем условно, что сила Т приложена в уступе колонны. Рис. 2.2.б.

Ветровая нагрузка.

Нормативный скоростной напор ветра q ₀ = 0,63 кПа. поправочные коэффициенты на возрастание скоростных напоров ветра по высоте k для 10м – 0,65; 20м – 0,9; 30м – 1,05.

Расчетная линейная ветровая нагрузка, передаваемая на стойку рамы:

c – аэродинамический коэффициент, зависящий от расположения и конфигурации поверхности, для вертикальных стен;

с = 0,8 – с наветренной стороны; с = 0,6 – со стороны отсоса;

n – коэффициент перегрузки, n = 1,2;

В – ширина расчетного блока.

Линейная распределенная нагрузка при высоте:

до 10м: 2,52∙0,65 = 1,638 кН/м;

20м: 2,52∙0,9 = 2,268 кН/м;

30м: 2,52∙1,05 = 2,646 кН/м.

22м: q₁= 2кН/м;

24,25м : q₂= 2,145 кН/м.

Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки:

Эквивалентные линейные нагрузки:

Ветровые нагрузки показаны на рис. 2.3.