Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Сбор нагрузок на поперечную раму



Нагрузки на раму определяются на основании СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» [7]. Согласно п.п.4.1 и 4.2 этого свода правил различают постоянные Pd и временные Pl нагрузки. В нашем случае к постоянным нагрузкам, действующим на раму, следует отнести собственный вес конструкций покрытия, а к временным – технологическую (крановую), снеговую и ветровую нагрузки.

Постоянная нагрузка

Нагрузка на 1м2 покрытия обычно подсчитывается в табличной форме на основании задания и принятого конструктивного решения. В Приложении приводятся справочные данные по нагрузкам и коэффициентам надежности по нагрузке γf для различных несущих и ограждающих элементов покрытия. Сбор нагрузок на ригель рамы для рассматриваемого примера представлен в таблице 2.1. При этом нагрузка от конструктивных элементов, не рассчитываемых в курсовом проекте, принимается ориентировочно.

Таблица 2.1

№ п/п   Наименование нагрузки pd1n, кПа γf pd1, кПа  
 
1. Защитный слой из гравия, втопленного в битумную мастику 0,4 1,3 0,52  
2. Гидроизоляционный четырехслойный рубероидный ковер 0,2 1,3 0,26  
3. Асфальтовая или цементная стяжка t=20мм 0,4 1,3 0,52  
4. Утеплитель – пенопласт γ=0,5 кН/м3, t=100мм 0,05 1,2 0,06  
5. Пароизоляция из одного слоя рубероида 0,05 1,3 0,065  
6. Стальной профнастил 0,15 1,05 0,158  
7. Стальные прогоны 0,05 1,05 0,053  
8. Стропильные фермы и связи 0,3 1,05 0,32  
ИТОГО:   2,0  

 

Погонная расчетная нагрузка на ригель рамы

pd = γn · pd1 · B = 1,0 · 2,0 · 6 = 12,0 (кН/м);

здесь γn = 1,0 – коэффициент надежности по ответственности (п. 7, статьи 16 [8]);

В = 6м – продольный шаг рам.

 

 

 

Снеговая нагрузка



 

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле (10.1) [7]:

,

где се - коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с п.10.5 [7];

ct - термический коэффициент, согласно п.10.10 [7];

m - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, назначаемый по п.10.4 [7];

Sg - вес снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли, опрерделяемый в соответствии с п.10.2 [7].

Для пологих (с уклонами до 12 % или с f/l £ 0,05) покрытий однопролетных и многопролетных зданий без фонарей, проектируемых в районах со средней скоростью ветра за три наиболее холодных месяца V ³ 2 м/с (см. схемы Г.1, Г.2, Г.5 и Г.6 приложения Г [2]), коэффициент сноса снега определяется по формуле

где k - находится по таблице 11.2 [7];

b - ширина покрытия, принимаемая не более 100 м, b=24м.

Проектируемое однопролетное здание имеет пологое покрытие без фонаря и ему соответствует схема 1 приложения Г [2]. По карте 2 Приложения Ж [7] устанавливаем, что средняя скорость ветра за три наиболее холодных месяца для Ростова-на-Дону составляет 6м/с > 2м/с. В связи с тем, что здание строится на открытом участке, местность относится к типу «А» по п. 11.1.6 [7], а высота здания от уровня земли до верха покрытия составляет 17200-1000+3500=19700мм, поэтому из таблицы 11.2 [7] по интерполяции получаем k=1,24, тогда



Термический коэффициент сt следует применять для учета понижения снеговых нагрузок на покрытия с высоким коэффициентом теплопередачи (более 1 Вт/(м2°С)) вследствие таяния, вызванного потерей тепла. В рассматриваемом случае при наличии утеплителя в кровле таяния снега не ожидается, поэтому сt = 1,0.

Коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие по схеме 1 приложения Г [7] m=1.

Ростов-на-Дону находится во втором снеговом районе по карте 1 Приложения Ж [7], поэтому по таблице 10.1 [7] получаем Sg=1,2кПа, тогда

(кПа).

Согласно п.10.12 [7], коэффициент надежности по снеговой нагрузке gf = 1,4, поэтому погонная расчетная снеговая нагрузка

(кН/м).

Ветровая нагрузка

В соответствии с требованиями главы 11 [7] для зданий и сооружений необходимо учитывать следующие воздействия ветра:

а) основной тип ветровой нагрузки (в дальнейшем - «ветровая нагрузка»);

б) пиковые значения ветровой нагрузки, действующие на конструктивные элементы ограждения и элементы их крепления;

в) резонансное вихревое возбуждение;

г) аэродинамические неустойчивые колебания типа галопирования, дивергенции и флаттера.

Резонансное вихревое возбуждение и аэродинамические неустойчивые колебания типа галопирования необходимо учитывать для зданий и сплошностенчатых сооружений, у которых h/d > 10, где h - высота, d - характерный поперечный размер. В курсовом проекте не выполняется проектирование элементов ограждения и их крепления, поэтому далее рассматривается только основной тип ветровой нагрузки.

Согласно п.11.1.2 [7] нормативное значение ветровой нагрузки w следует определять как сумму средней wm и пульсационной wp составляющих.



Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm в зависимости от эквивалентной высоты ze над поверхностью земли следует определять по формуле (11.2) [7]

где w0 - нормативное, значение ветрового давления,

k(ze) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты ze и определяемый по таблице 11.2 или по формуле (11.4) [7] в зависимости от типа местности;

с - аэродинамический коэффициент, определяемый по приложению Д.1 [7].

Нормативное значение ветрового давления w0 принимается в зависимости от ветрового района по таблице 11.1 [7]. Ростов-на-Дону находится в третьем ветровом районе по картам 3 Приложения Ж [7], поэтому из таблицы 11.1 имеем w0=0,38кПа.

Эквивалентная высота ze определяется по п.11.1.5 [7] следующим образом.

1. Для башенных сооружений, мачт, труб и т.п. сооружений ze = z.

2. Для зданий:

а) при h £ d ® ze = h;

б) при d < h £ 2d:

для z ³ h - d ® ze = h;

для 0 < z < hd ® ze = d;

в) при h > 2d:

для z ³ hd ® ze = h;

для d < z < h - d ® ze = z;

для 0 < z £ d ® ze = d.

Здесь z - высота от поверхности земли;

d - размер здания (без учета его стилобатной части) в направлении, перпендикулярном расчетному направлению ветра (поперечный размер);

h - высота здания.

В рассматриваемом случае высота здания от уровня земли до верха покрытия h = 19,70м, а длина здания по заданию d = 96м, поэтому ze = h и по таблице 11.2 [7] для типа местности «А» находим по интерполяции k(19,7) = 1,24. Нам понадобятся также значения последнего коэффициента на уровне верха колонны и на высоте 10м от уровня пола – k(16,2) = 1,16, k(10,0) = 1,0.

Согласно приложению Д.1.2 [7], для наветренной стороны здания
с = 0,8, а для подветренной стороны – c’ = -0,5.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm на высотах 19,7 и 10,0м оказывается равным:

- для наветренной стороны здания (кПа),

(кПа),

(кПа),

- для подветренной стороны – (кПа),

(кПа),

(кПа).

Согласно примечанию к п.11.1.8 [7] при расчете одноэтажных производственных зданий высотой до 36 м при отношении высоты к пролету менее 1,5 (в нашем случае 19,7 / 24 = 0,82 < 1,5), размещаемых в местностях типа «А» и «В», пульсационную составляющую ветровой нагрузки допускается определять по формуле (11.5) [7]:

где wm определено выше,

z(ze) - коэффициент пульсации давления ветра, принимаемый по таблице 11.4 или формуле (11.6) [7] для эквивалентной высоты ze, , , ,

v - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра (см. п.11.1.11 [7]). По таблице 11.7 [7] находим значения коэффициентов ρ и χ для расчетной поверхности, параллельной основной координатной плоскости zoy (рис. 11.2 [7]): м – шаг колонн, поскольку расчетная поверхность включает в себя те части наветренных и подветренных поверхностей, боковых стен, кровли и подобных конструкций, с которых давление ветра передается на рассчитываемый элемент сооружения; м. По таблице 11.6, интерполируя, находим v19,7 = 0,836, v16,2 = 0,845, v10,0 = 0,864.

Пульсационная составляющая ветровой нагрузки wр оказывается равной:

- для наветренной стороны здания

(кПа),

(кПа),

(кПа),

- для подветренной стороны –

(кПа),

(кПа),

(кПа),

Нормативное значение ветровой нагрузки w:

- для наветренной стороны здания (кПа),

(кПа),

(кПа),

- для подветренной стороны – (кПа),

(кПа),

(кПа).

Расчетная погонная ветровая нагрузка находится по формуле

,

причем, согласно п.11.1.12 [7], коэффициент надежности по нагрузке для ветровой нагрузки gf = 1,4, поэтому

- для наветренной стороны здания

(кН/м),

(кН/м),

(кН/м),

- для подветренной стороны –

(кН/м),

(кН/м),

(кН/м).

База колонны поперечной рамы расположена ниже уровня земли, а ветровая нагрузка действует только в надземной части. Для упрощения расчета фактическая эпюра ветрового давления заменяется равномерно распределенной по всей высоте колонны, эквивалентной по величине изгибающего момента в заделке. Запишем выражения для изгибающего момента в заделке колонны с учетом обозначений рис. 2.2:

- момент от нагрузки на надземную часть колонны:

- момент от нагрузки на всю колонну:

 

Рис. 2.2

 

Приравнивая два последних результата, находим величину эквивалентной распределенной ветровой нагрузки на колонну

- для наветренной стороны здания

(кН/м),

- для подветренной стороны

(кН/м).

Помимо распределенной ветровой нагрузки на колонны здания следует учесть давление ветра на боковые плоскости покрытия (шатер). Это давление обычно прикладывается в уровне нижних поясов стропильных ферм в виде сосредоточенных сил. Значение величины давления ветра на шатер с наветренной стороны равно площади части фактической эпюры ветрового давления ограниченной отметками низа стропильной фермы (+16.200) и верха (+19.700) покрытия:

- для наветренной стороны здания

(кН),

- для подветренной стороны

(кН).

Нагрузка от мостовых кранов

Поскольку, согласно заданию на курсовой проект, проектируется здание механосборочного цеха, в котором краны проводят технологические и перегрузочные работы средней интенсивности, по таблице В.1 приложения В [7] режим их работы 5К. Согласно п. 9.13 [7] вертикальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости рам, колонн, фундаментов, а также оснований в зданиях с мостовыми кранами следует принимать не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов.

Расчетное вертикальное давление двух сближенных кранов на колонну, к которой приближены тележки с грузом.

где gf – коэффициент надежности по нагрузке для крановой нагрузки, gf = 1,2 ([7], п. 9.8);

yl = 0,85 – коэффициент сочетаний для крановой нагрузки([7], п. 9.19);

gfg – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки от собственного веса подкрановых конструкций, gfg = 1,05 ([7], табл. 7.1);

FKimax – нормативное максимальное вертикальное давление колеса крана на путь (Приложение, таблица П.1). В проекте допускается принимать среднее значение.

FK, max = (FK1, max + FK2, max)/2,

FK, max = 500 кН (Приложение, таблица П.1);

Gnd - ориентировочная нормативная нагрузка от собственного веса подкрановой балки, которая условно включена во временную крановую нагрузку.

Gnd » 0,3(кПа)×В×L/2 = 0,3×6×24/2 = 21,6 (кН);

уi – ординаты линии влияния опорного давления подкрановых балок на колонну.

Два сближенных крана устанавливают на подкрановых балках относительно расчетной рамы таким образом, чтобы значение было наибольшим. Обычно это имеет место в случае, когда крайнее колесо одного крана расположено по оси рассматриваемой рамы (рис. 2.3).

(кН).

Нормативное минимальное давление колеса крана на путь ([3], c.342):

(кН), тогда

(кН), причем

n0 = 4 – число колес с одной стороны крана;

Q – грузоподъемность крана (по основному крюку) в тс;

Gк – вес крана в кН.

Dmin определяется по той же формуле, что и Dmax, но с заменой FKmax на Fmin. В соответствии с п.9.4 [7] нормативное значение горизонтальной нагрузки , направленной поперек кранового пути и вызываемой торможением тележки, для кранов с гибким подвесом груза следует принимать равным 0,05 суммы подъемной силы крана и веса тележки. Эту нагрузку следует учитывать при расчете поперечных рам зданий и балок крановых путей. При этом принимается, что нагрузка передается на одну сторону (балку) кранового пути, распределяется поровну между всеми опирающимися на путь колесами крана и может быть направлена как внутрь, так и наружу рассматриваемого пролета.

.

 

Рис. 2.3

 

GТ =430кН – собственный вес тележки (Приложение, таблица П.1).

(кН).

Расчетное горизонтальное давление мостовых кранов на колонну:

(кН).

Согласно п.9.6 [7] горизонтальные нагрузки от торможения моста и тележки крана считаются приложенными в месте контакта ходовых колес крана с рельсом. В курсовом проекте для упрощения расчета допускается прикладывать давление Т на уровне уступа в месте изменения сечения колонны.

После окончания сбора нагрузок целесообразно изобразить расчетную схему рамы с действующими на нее нагрузками (рисунок 2.4).

Рис. 2.4


Просмотров 1857

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!