Металлические конструкции. Примеры расчёта элементов конструкций одноэтажных производственных зданий (стр. 16 )

Постоянная расчетная нагрузка на колонну от ригеля:

.

Таблица 2

Определение расчетной постоянной нагрузки

на поперченную раму при шаге колонн В = 12 м

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, Н/м2
Кровля трехслойная рулонная	250	1,1	275
Утеплитель из пенопласта	20	1,2	24
Пароизоляция обмазная	20	1,2	24
Плита настила	300	1,2	360
Собственный вес металлических конструкций стропильной фермы и связей	400	1,05	420
Итого

Таблица 3

Определение расчетной постоянной нагрузки

на поперченную раму при шаге колонн В = 6,0 м

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, Н/м2
Кровля трехслойная рулонная	250	1,1	275
Утеплитель из пенопласта	20	1,2	24
Пароизоляция обмазная	20	1,2	24
Настил из стального профилированного листа	120	1,1	132
Прогоны	60	1,1	66
Собственный вес металлических конструкций стропильной фермы и связей	400	1,1	440
Итого

Снеговая нагрузка

Расчетную погонную нагрузку от снега на ферму рамы определяют по формуле: Р=q =1.2112 = 14.4 кН/м,

где q - расчётная нагрузка от снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности (прил.1, табл. 13);

с – коэффициент, зависящий от угла наклона кровли; для кровли с углом α ≤ 25°, с = 1;

Расчетная снеговая нагрузка на колонну от ригеля:

А ==14.436/2=259.2 кН.

Нагрузка от мостовых кранов

Расчетное максимальное вертикальное давление на колонну при работе двух спаренных мостовых кранов:

D 0.851.14354.81+72 = 2028 кН,

Где: ψ – коэффициент сочетания нагрузки; для двух кранов среднего режима работы 6К, ψ = 0,85;

= 1.1 – коэффициент надежности по нагрузке;

P - наибольшее нормативное давление колеса, зависящее от грузоподъемности и пролета крана, определяется по ГОСТ для мостовых кранов; в примере кран Q = 800 кН и L = 36 м (см. прил.1.табл.15),тогда P =(430+440)/2 = 435 кН;

- сумма ординат линии влияния опорной реакции на колонну; на рис.37,а показана схема наиневыгоднейшего загружения линий влияния при заданном шаге колонн В = 12 м и грузоподъемности крана Q = 800 кН, = 4.81;

q – вес подкрановой балки, ориентировочно, в зависимости от пролета подкрановой балки и грузоподъемности крана, погонный вес подкрановой конструкции может быть принят в пределах 4÷8 кН/м; q = 6∙12 = 72 кН.

Расчетное минимальное вертикальное давление на колонну:

Рис. 37. Схемы загружения при определении D и D .

а – при В=12 м, б - при В=6 м.

D 0.852354.81+72 = 1129 кН.

Здесь P 235 кН,

Где Q – грузоподъемность крана;

σ – полный вес крана с тележкой (см. прил.1.табл.15);

nо – число колес на одной стороне крана.

Подкрановые балки установлены с эксцентриситетом по отношению к оси нижней части колонны, поэтому в раме от вертикальной нагрузки и собственного веса балки возникают сосредоточенные моменты:

M 20280.625 = 1268 кН∙м;

M 11290.625 = 706 кН∙м,

где - расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения нижней части колонны; принимаем е = 0,5∙вн = 0,625 м.

Расчетное горизонтальное давление от сил поперченного торможения:

T 0.851.114.64.81 = 65.7 кН,

где T = 14.6 кН (прил.1.табл.13).

Ветровая нагрузка

Расчетная погонная ветровая нагрузка, действующая от уровня земли до нижнего пояса фермы (h = 23,4 м):

- активное давление - кН/м;

- относ - кН/м.

Здесь - нормативный скоростной напор ветра; берется по СНиП 2.01.07-85 (прил.1.табл.14), в рассматриваемом примере Н/м2;

γf = 1,4 – коэффициент надежности по нагрузке;

с – аэродинамический коэффициент обтекания; с наветренной стороны с = 0,8 и с заветренной - с' = 0,6;

К – поправочный коэффициент на возрастание напора ветра по высоте.

Для местности типа В от поверхности земли до высоты 5 м К = 0,5; на высоте 10 м К = 0,65; на высоте 20 м К = 0,85; на высоте 40 м К = 1,10. На промежуточных высотах К принимается интерполяцией.

С целью получения эквивалентной равномерно распределенной по высоте рамы нагрузки находят средневзвешенное значение коэффициента К. При высоте 23,4 м:

Здесь 0,5; 0,65 и 0,85 – коэффициенты К на высотах 5, 10 и 20 м от уровня земли; 0,88 – то же, на высоте 23,4 м. Величина К на высоте 23,4 м получена интерполяцией.

Ветровую нагрузку, действующую от конька кровли до оси нижнего пояса фермы, учтем в виде сосредоточенной силы от активного и пассивного давления ветра, приложенной на уровне нижнего пояса фермы.

Эта сила Wо равна сумме сил от активного давления W1 и отсоса W2:

кН,

где h1 = 4,45 – высота от оси нижнего пояса фермы до конька кровли, для заданного пролета L = 36 и уклона кровли 1/8.

К' – среднее значение поправочного коэффициента на возрастание напора ветра по высоте на высотах от h до h+h1.

Путем интерполяции получим К = 0,88 на высоте h=23,4 м и К = 0,98 на высоте h+h1 = 27,85 м.

Тогда .

Внимание! Здания и сооружения по степени ответственности, которая определяется размером материального и социального ущерба при отказе, делят на три класса(уровня). Объекты промышленного назначения отнесены к классу II. Для учёта класса ответственности зданий и сооружений значения нагрузок и воздействий умножают на коэффициенты надёжности по назначению. Для класса II = 0.95. Полученные величины нагрузок, действующих на раму, следует помножить на коэффициент надежности по назначению.

8.3.3. Статический расчёт рамы с помощью ЭВМ.