- •В.С. Кузнецов
- •Курсовое проектирование
- •Оглавление
- •Пример расчета……………………………………….
- •Основные сведения по компоновке поперечной рамы
- •Нагрузки, действующие на поперечную раму
- •Нагрузка от веса покрытия и стропильной конструкции.
- •Нагрузка от веса стеновых панелей и остекления.
- •Нагрузка от веса подкрановых балок.
- •Нагрузка от веса колонн.
- •Временные нагрузки на поперечную раму опз
- •Ветровая нагрузка
- •Снеговая нагрузка
- •Крановые нагрузки
- •Статический расчет поперечной рамы
- •Составление таблицы расчетных усилий
- •Колонны опз
- •Фундаменты
- •Проектирование отдельных ступенчатых фундаментов
- •Конструктивные требования
- •Стропильные конструкции опз
- •Пример расчета
- •Компоновка поперечной рамы
- •Постоянные нагрузки.
- •Временные нагрузки на раму Ветровая нагрузка
- •Крановые нагрузки.
- •Статический расчет рамы
- •Порядок расчета.
- •Геометрические характеристики
- •Усилия в колоннах от крановых нагрузок.
- •Левая колонна
- •Правая колонна.
- •Изгибающие моменты в колоннах от ветровых нагрузок.
- •Левая колонна
- •Расчет крайней колонн опз
- •Расчет прочности колонны в плоскости рамы
- •Определение площади арматуры
- •Определение площади арматуры
- •Определение площади арматуры
- •Определение площади арматуры
- •Конструирование колонны
- •2.5.1. Проектирование отдельного фундамента под колонну.
- •Сечение 1-1
- •Сечение 4-4
- •В сечении 1-1
- •Проектирование стропильной фермы
- •Определение усилий в элементах фермы
- •Расчет прочности элементов фермы. Верхний сжатый пояс
- •Расчет прочности в плоскости фермы
- •Нижний растянутой пояс
- •Расчет прочности растянутого раскоса
Статический расчет рамы
Статический расчет рамы выполним методом перемещений. Неизвестным является горизонтальное перемещение верха колонны Δ1. Основная система двухпролетная рама с горизонтальной связью, препятствующей горизонтальному смещению. Основная система подвергается единичному перемещению, т.е. Δ=1. При этом в колоннах возникают моменты и реакции RΔi (для однопролетного здания RΔ1, RΔ2). Затем рама загружается постоянными и временными нагрузками и определяются основные усилия.
Каноническое уравнение метода перемещений
cdimr11 Δ1+R1p=0
Здесь r11 = ∑RΔi – сумма реакций колонн рамы от единичной нагрузки,
R1р = ∑ Rрi - сумма реакций верха колонн от внешней нагрузки,
Δ – перемещение от внешнего воздействия,
cdim- коэффициент, учитывающий пространственную работу каркаса и принимаемый при шаге рам 12м cdim=3,5; при шаге рам 6м cdim=4,0. Коэффициент cdim учитывается только при действии крановых нагрузок.
Порядок расчета.
Определяется RΔi – реакция верха каждой колонны от единичного перемещения Δ=1 (по таблицам приложения)
О пределяется r11 – суммарная реакция связи от единичного смещения
Определяется реакция каждой колонны Ri от силовых воздействий M, N, T, P, по формулам, приведенным в таблице приложения.
Находится суммарная реакция связи от силового воздействия
О пределяется горизонтальное смещение от конкретного воздействия
Вычисляются упругие реакции колонн Rie для каждой колонны
Строятся эпюры моментов от каждого вида загружения.
Геометрические характеристики
Для верхней части крайней колонны
Iвк=bhв3/12=0,5·0,53/12=0,0052м4
Для нижней части крайней колонны
Iнк=bhв3/12=0,5·0,93/12= 0,0304м4, α= Нв/Н=4,95/13,35= 0,371,
k= α3(Iнк/ Iвк -1)= 0,3713(0,0304/0,0052 – 1)= 0,247. k1=0.
Определяется RΔ1 – реакция верха крайней колонны от перемещения Δ=1.
Суммарная реакция колонн
r11=ΣRΔ= 2·845,3=1690,6кН/м2.
Усилия в крайней колонне от постоянных нагрузок.
Правило знаков. Моменты, действующие по часовой стрелке и силы, действующие слева направо положительны и вводятся со знаком «+».
От покрытия М1в=95,49кНм, М1н= -109,13кНм, N1=545,63кН.
От панелей и остекления М2ст =-133,62кНм, N2в=222,7кН, N2н=252,8кН
От веса подкрановых балок М3= 66,1кНм, N3=120,2кН.
От веса надкрановой части колонны М4в = -6,47кНм. N4=32,33кН.
От веса подкрановой части колонны М4н =0, N4н=98,75кН.
В уровне головы колонны действует момент от покрытия М1= 95,49кНм.
В уровне уступа колонны действует суммарный момент от покрытия, стеновых панелей, остекления, подкрановых балок и надкрановой части колонны.
М2= М2+М2ст + М3+ М4Н =-109,13-133,62+66,1-6,47= -183,12кНм.
Вычисляем реакцию верхнего конца колонны от действия моментов М1и М2.
Реакция правой колонны равна 0,105 кН.
Реакция средней колонны равна нулю, так как колонна загружена центрально.
Суммарная реакция связи в основной системе
R1p=ΣRi = 0,105-0,105=0.
Из основного канонического уравнения r11 Δ1+R1p=0 следует, что Δ1=0.
Упругая реакция левой колонны Re=R1+ Δ1RΔ=-0,105кН.
Изгибающие моменты в левой колонне от постоянных нагрузок.
В голове колонны (сечение 0-0). М0-0= М1=95,49 кНм.
Выше уступа (сечение 1-1). М1-1= М1+ReHв=95,49 -0,105·4,95=94,97 кНм.
Ниже уступа (сечение 2-2). М2-2= М1-1 +М2 =94,97–183,12=-88,15 кНм.
По обрезу фундамента (сечение 3-3).
М3-3=М1+М2 +ReH=95,49-183,12-0,105·13,35=-89,09 кНм.
Продольные силы в крайней колонне от постоянных нагрузок.
В голове колонны (сечение 0-0). N0-0=N1= 545,63кН .
В сечение 1-1. N1-1= N1 +N2в =545,63 +222,7 =768,33 кН.
В сечение 2-2. N2-2= N1 +N2в+ N3= 545,63+222,7 +120,2+32,33 =920,86кН.
Сечение 3-3. N3-3=N2-2 +N2н + N4н = 920,86+252,8+ 98,75=1272,41 кН.
Усилия в крайней колонне от временной (снеговой) нагрузки.
Расчетные усилия, передаваемые на крайнюю колонну
N5кр=190,34кН; М5в=33,31кНм; М5н= -38,07кНм. Реакцию верхнего конца колонны от действия моментов М1= М5в и М2=М5н.
Реакция средней колонны равна нулю, так как колонна загружена центрально.
Суммарная реакция связи в основной системе R1p=ΣRi = 2,04+0-2,04=0.
Из уравнения r11 Δ1+R1p=0 следует, что при R1p=0, упругая реакция левой колонны Re=R1+ Δ1RΔ=-2,04кН. Упругая реакция правой колонны Re=2,04 кН.
Изгибающие моменты в крайней колонне от снеговой нагрузки.
В голове колонны (сечение 0-0). М0-0= М1=33,31кНм.
Выше уступа (сечение 1-1). М1-1= М1+ReHв=33,31 -2,04·4,95=23,2 кНм.
Ниже уступа (сечение 2-2). М2-2= М1-1 +М2 =23,21 – 38,07=-14,86 кНм.
По обрезу фундамента. М3-3=М1+М2 +ReH=33,31-38,07-2,04·13,35=-31,99 кНм.
Продольные силы в крайней колонне от снеговой нагрузки
N0-0=N1-1=N2-2=N3-3= N5кр=190,34кН.