4 Статический расчёт одноэтажной рамы промышленного здания в сборном железобетоне
4.1 Общая характеристика здания
4.1.1 К заданию на проектирование
Уровень ответственности здания – II - нормальный, коэффициент надёжности по ответственности γn = 0,95.
4.1.1 Выбор конструктивных элементов и компоновка здания
См. п. 2.
Поперечный разрез и фрагмент плана приведены на рис. 1 (ригели на рис. показаны условно).
Рис. 1 Фрагмент плана и поперечный разрез
Рис. 2 Общий вид и размеры колонн
Рис. 3 Цокольная панель
Рис. 4 Поперечная рама и грузовая площадь при разном шаге крайних и средних колонн
4.2 Сбор нагрузок
Поперечная рама промышленного здания состоит из колонн, жёстко заделанных в фундаменте и шарнирно соединённых с ригелем.
Расчёту подлежит вторая от торца рама, как находящаяся в наиболее невыгодных условиях.
В состав поперечной рамы входит:
при разном шаге крайних и средних колонн рама-блок, состоящая из двух поперечных рядов колонн с грузовой площадью шириной, равной шагу средних колонн.
При этом усилия, полученные в результате расчёта, для средней колонны будут расчётными, а для крайних колонн их следует уменьшить вдвое.
На расчётную поперечную раму действуют следующие виды нагрузок:
а) Постоянная, приложенная до монтажа покрытия от собственного веса колонн и подкрановых балок;
б) Постоянная, приложенная после монтажа покрытия от собственного веса покрытия и навесных стеновых панелей;
в) Временная - от снега, вертикальных и горизонтальных крановых нагрузок и ветра.
Все временные нагрузки относятся к кратковременным.
Для конструктивного расчёта колонн по первой группе предельных состояний определяю только расчётные нагрузки.
Коэффициенты надёжности по нагрузке γf определяю согласно СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».
4.2.1 Постоянная нагрузка, приложенная до монтажа покрытия
1 От собственного веса колонн
Крайняя колонна
общий вес Gкр. = 7,6 т = 76 кН
- надкрановая часть:
=
0,38 · 0,4 · 2,9 · 25 · 1,1 · 0,95 ≈ 11,5 кН
- подкрановая часть:
=
76 · 1,1 · 0,95 – 11,5 ≈ 67,9 кН
Средняя колонна
общий вес Gср. = 9,7 т = 97 кН
- надкрановая часть:
=
0,6 · 0,4 · 2,7 · 25 · 1,1 · 0,95 ≈ 16,9 кН
- подкрановая часть:
=
97 · 1,1 · 0,95 – 16,9 ≈ 84,4 кН
2 От собственного веса подкрановых балок с рельсами
Масса 1 м. рельса типа КР70 52,8 кг.
Подкрановая балка пролётом 6 м с рельсом
=
(35 + 0,528 · 6) · 1,1 · 0,95 ≈ 39,89 кН
Подкрановая балка пролётом 12 м с рельсом
=
(103 + 0,528 · 12) · 1,1 · 0,95 ≈ 114,26 кН
Эксцентриситет приложения этой нагрузки:
eс.в.
= 0,75 -
=
0,4 м
Рис. 5
4.2.2 Постоянная нагрузка, приложенная после монтажа покрытия
1 От собственного веса покрытия
Эта нагрузка состоит из двух частей - нагрузки от плит покрытия и кровли (2,54 кН/м2) и нагрузки от несущей конструкции покрытия (фермы).
Вес фермы стропильной пролётом 24 м - 11,2 т (112 кН), вес фермы подстропильной - 11,3 т (113 кН).
Расчётные нагрузка Nф.,24м = 112 · 1,1 · 0,95 = 117,04 кН, Nп.ф. = 113 ·1,1 · 0,95 ≈ 118,09 кН.
Полные расчётные нагрузки от покрытия:
на крайние колонны (с одного пролёта)
=
=
2,54 ·
· 6 · 0,95 +
≈ 232,26 кН (ось А, ось Г)
на средние колонны (с двух пролётов)
=
=
2,54 · 24 · 12 · 0,95 + 117,04 + 118,09 ≈ 1147,11 кН (ось
Б, ось В)
Нагрузка от покрытия приложена на расстоянии 200 мм от оси.
Т.к. в случае нулевой привязки величина эксцентриситета относительно невелика (10 мм), его можно не учитывать, т.е. принять e1 = 0.
Рис. 6 Привязка опорной реакции от покрытия (для крайней и средней колонны)
2 От собственного веса стеновых панелей
Рис. 7
Вес цокольной панели первой ленты остекления (ниже отметки +6,600) передаётся непосредственно на фундамент через фундаментную балку, не оказывая влияния на колонну. Следовательно, усилие в колонне от веса стен и остекления возникают только в верхней, надкрановой части. Нагрузки от стен и остекления приложены по оси стеновых панелей с эксцентриситетами:
ewp1 = 0,3/2 + 0,03 + 0,7/2 = 0,53 м
ewp2 = 0,3/2 + 0,03 + 0,38/2 = 0,37 м
а) Нагрузка от стеновых панелей и остекления ниже отметки +6,600 (для расчёта фундамента)
- расчётная нагрузка от цокольной панели:
Gст.п.1 = 1,48 · 0,3 · 6 · 16 · 1,2 · 0,95 ≈ 48,59 кН
- расчётная нагрузка от двойного остекления (при весе 1 м2 0,7 кН)
Gост.1 = 0,7 · (1,8 · 4) · 6 · 1,1 · 0,95 ≈ 23,7 кН
Полная нагрузка от стеновых панелей и остекления ниже отм. +6,600:
Gwp1 = Gст.п.1 + Gост.1 = 48,59 + 23,7 = 72,29 кН
Нагрузка приложена в уровне обреза фундамента.
б) Нагрузка от стеновых панелей и остекления между отметками +6,600 и +10,800 (в пределах надкрановой части колонны).
- расчётная нагрузка от стеновых панелей:
Gст.п.2 = (1,2 · 3) · 0,3 · 6 · 16 · 1,2 · 0,95 ≈ 118,19 кН
- расчётная нагрузка от двойного остекления (при весе 1 м2 0,7 кН)
Gост.2 = 0,7 · (1,2 · 2) · 6 · 1,1 · 0,95 ≈ 10,53 кН
Полная расчётная нагрузка от стеновых панелей и остекления в пределах надкрановой части:
Gwp2 = Gст.п.2 + Gост.2 = 118,19 + 10,53 = 128,72 кН
Нагрузка приложена в уровне верха подкрановой балки.
в) Нагрузка от верхней (парапетной) стеновой панели:
Gwp3 = Gст.п.3 = 1,2 · 0,3 · 6 · 16 · 1,2 · 0,95 ≈ 39,4 кН