144629 (Расчет построения одноэтажных промышленных зданий), страница 2
Описание файла
Документ из архива "Расчет построения одноэтажных промышленных зданий", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "строительство" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "контрольные работы и аттестации", в предмете "строительство" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "144629"
Текст 2 страницы из документа "144629"
Редуцирование масс – это приведение масс с уровня подкрановых балок на уровень покрытия в бескрановых рамах.
Матрица масс промежуточной рамы
(т)
Матрица масс торцевой рамы имеет вид
(т)
Отредуцированная масса на покрытии для промежуточной рамы:
mпр= Мпп+2*Мбп*0,2=123,36+2*55,36*0,2=145,504 (т)
Для торцевой рамы:
mтр= Мпт+2*Мбт*0,2=81,82+2*78,69*0,2=113,3(т)
3.3 Составление матрицы масс
Общий вид матрицы масс:
,
где ,
,
(т),
где Мкр+тел=66,5 т – маса крана с тележкой, Мгр=50 т – грузоподъемность крана;
(т)
(т*м2)
Итак, получили матрицу масс:
(т)
-
Расчет по пространственной расчетной схеме на динамическую нагрузку от крановой тележки.
При динамическом расчете одноэтажного промышленного здания с жестким в своей плоскости покрытием используется преобразованная расчетная схема, в которой ОПЗ путем приема редуцирования представляется в виде двухмассовой системы. Дискретные массы путем редуцирования приводятся в точку, расположенную в уровне покрытия и точку, расположенную в уровне тормозных конструкций. Ткр
Крановую нагрузку при торможении тележки рассматривают по графику (рис. 10).
Нагрузка носит почти ударный характер.
При торможении возникают колебания
0,02 1,99 2,0 t ,c
Дифференциальное уравнение, описывающее колебания ОПЗ под действием динамической нагрузки:
||M||{q(t)} + ||X||{q(t)} + ||C||{q(t)} = {P(t)}(1), где
||M|| - матрица инерционных параметров здания;
||X|| = 2||M|| - матрица коэффициентов сопротивления, где
- коэффициент демпфирования, определяемый по формуле:
= w / 21+(/2)
( - логарифмический декремент затухания, равный для стальных конструкций 0,3, w - собственная частота колебаний по -той форме)
||C|| - матрица жесткости здания;
{q(t)} – вектор смещения расчетных точек;
{P(t)} – вектор динамической крановой нагрузки.
Для решения уравнения (1) используется метод разложения по главным формам колебаний, согласно которому смещение расчетных точек представляется в виде суммарных амплитудных значений смещений по главным формам колебания.
Смещение представлено интегралом Дюамеля:
, где
f – номер расчетной точки;
номер формы колебания;
Vf, V амплитудные значения смещений расчетных точек f и при -то форме колебания;
расчетная точка, где приложена динамическая крановая нагрузка;
f масса расчетной точки f;
собственная частота колебания с учетом затухания:
= 2 + n2
текущая функция t;
( значение нагрузки от торможения крановой тележки в расчетной точке в момент времени ;
крановая нагрузка, приложенная в расчетной точке .
При пространственной расчетной схеме расчетная крановая нагрузка определяется следующим образом:
- нормативная нагрузка, возникающая от торможения крановой тележки на 1-ом колесе
Рmaxn = f (Gт + Qg) / n0, где
f – коэффициент трения, зависящий от типа подвеса груза;
Gт – вес тележки, кН;
Q – грузоподъемность крана, т;
g = 9,8 Н/кг – ускорение свободного падения;
n0 – число колес с одной стороны мостового крана.
крановая нагрузка от торможения тележки, действующая на колонну
Tmax = Tmaxn n н ns у, где
n=1,1 – коэффициент перегрузки;
н=0,95 – коэффициент надежности по назначению;
ns=1 – коэффициент сочетания;
у – сумма ординат линий влияния тормозной нагрузки.
у = 8,89
При грузоподъемности крана 50 т и полёте 24 м принимаем крановое оборудование с параметрами
Tнк= 0,1*(9,8*Q+Gт)/ n0,
где Gт – вес тележки. (180 кН);
0,1 – коэффициент, зависящий от типа подвеса.
Tнк=0,1*(9,8*50+180)/2 =33,5(кН)
Расчетная горизонтальная сила (Т):
T= γн*n*nc*∑ y* Tнк
y=1+0,874+0,563+0,437=2,874м
T=0,95*1,1*0,95*2,874*33,5=95,58 (кН).
Смещение расчетных точек, частоты и формы колебаний от действия динамической крановой нагрузки определяем с помощью программы DINCIB.
5. Результаты расчета
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: N= 3 NF= 1 DELTA= .300 NPR= 3
МАТРИЦА ЖЕСТКОСТИ
70300.000-38900.000 -3034200.000
-38900.000 69150.000 1682148.000
-3034200.000 1682148.000
ДИАГОНАЛЬНАЯ МАТРИЦА МАСС
227.000000 2242.000000 3.695802E+07
ПРОГРАММА LEVVQR ЗАКОНЧИЛА РАБОТУ С КОДОМ ICOD= 0
ЧАСТОТЫ И ФОРМЫ КОЛЕБАНИЙ
1.W**2= .34167060D+01 W= .18484330D+01 N= .88155750D-01 WZAT= .18463300D+01 H= .19426580D+05
.99970050E+00 .89138620E-02 .22792450E-01
2.W**2= .20568550D+02 W= .45352560D+01 N= .21629610D+00 WZAT= .45300960D+01 H= .17300150D+04
.50451520E+00 .86340270E+00 -.15639850E-03
3.W**2= .32354920D+03 W= .17987470D+02 N= .85786120D+00 WZAT= .17967000D+02 H= .23686360D+03
.99820700E+00 -.59855840E-01 -.26749610E-03
КОЭФФИЦИЕНТЫ ФОРМ АМПЛИТУДНЫХ ЗНАЧЕНИЙ СМЕЩЕНИЙ РАСЧЕТНЫХ ТОЧЕК
1.
.51445040E-04 .45871140E-06 .11729100E-05
2.
.14712920E-03 .25178970E-03 -.45609680E-07
3.
.42067120E-02 -.25224860E-03 -.11273000E-05
СУММА ПО СТОЛБЦАМ
.44052860E-02 -.17462300E-09 -.22737370E-12
ПРОВЕРКА НА ОРТОГОНАЛЬНОСТЬ МЕЖДУ 1 И 2 ВЕКТОРАМИ - 0%
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
T= .02000 T1= 1.99000 T2= 2.00000TMAX= 5.00000 DT= .10000 PMAX=95.98000
РАСЧЕТ ДЛЯ NF= 1
СМЕЩЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ТОЧЕК
T= .00000 N= 1
.00000000E+00 .00000000E+00 .00000000E+00
T= .10000 N= 2
.13214330E-02 .21128250E-04 .10319230E-06
T= .20000 N= 3
.25979050E-02 .26347760E-03 .13080960E-05
T= .30000 N= 4
.15188740E-02 .79570960E-03 .41713570E-05
T= .40000 N= 5
.16853960E-02 .13044310E-02 .76250400E-05
T= .50000 N= 6
.34622030E-02 .16647550E-02 .11439030E-04
T= .60000 N= 7
.35334480E-02 .19874910E-02 .16344960E-04
T= .70000 N= 8
.28391300E-02 .21599550E-02 .21914660E-04
T= .80000 N= 9
.37059610E-02 .20277150E-02 .27335090E-04
T= .90000 N= 10
.43532350E-02 .17251610E-02 .32887340E-04
T= 1.00000 N= 11
.35698430E-02 .13876740E-02 .38700130E-04
T= 1.10000 N= 12
.34107950E-02 .97594810E-03 .44034090E-04
T= 1.20000 N= 13
.41328310E-02 .56206480E-03 .48645380E-04
T= 1.30000 N= 14
.39851770E-02 .32450810E-03 .52847970E-04
T= 1.40000 N= 15
.35416540E-02 .27435890E-03 .56357770E-04
T= 1.50000 N= 16
.40802120E-02 .34459270E-03 .58731080E-04
T= 1.60000 N= 17
.45916750E-02 .56901570E-03 .60169020E-04
T= 1.70000 N= 18
.43748370E-02 .93344310E-03 .60823880E-041 вариант
T= 1.80000 N= 19
.44976590E-02 .13004480E-02 .60408010E-042 вариант
T= 1.90000 N= 20
.50252890E-02 .15908190E-02 .58935110E-04
T= 2.00000 N= 21
.49397920E-02 .18029450E-02 .56739030E-04
T= 2.10000 N= 22
.29054580E-02 .18456260E-02 .53655170E-04
T= 2.20000 N= 23
.20154690E-02 .14497910E-02 .48497110E-04
T= 2.30000 N= 24
.30375970E-02 .67117930E-03 .41270050E-04
T= 2.40000 N= 25
.18614040E-02 -.93985730E-04 .33334830E-04
T= 2.50000 N= 26
-.26827780E-03 -.75411840E-03 .24655910E-04
T= 2.60000 N= 27
-.17864900E-03 -.13502200E-02 .14709970E-04
T= 2.70000 N= 28
-.19837400E-04 -.16497420E-02 .44179430E-05
T= 2.80000 N= 29
-.14308140E-02 -.15148020E-02 -.54299260E-05
T= 2.90000 N= 30
-.18521230E-02 -.11282400E-02 -.15174070E-04
T= 3.00000 N= 31
-.96214750E-03 -.59880910E-03 -.24572520E-04
T= 3.10000 N= 32
-.11266470E-02 .86231880E-04 -.32691930E-04
T= 3.20000 N= 33
-.17689520E-02 .75087200E-03 -.39425290E-04
T= 3.30000 N= 34
-.12746460E-02 .11732050E-02 -.44991740E-04
T= 3.40000 N= 35
-.91806740E-03 .13450410E-02 -.48890270E-04
T= 3.50000 N= 36
-.16164340E-02 .12923520E-02 -.50774530E-04
T= 3.60000 N= 37
-.19403370E-02 .95944520E-03 -.50988400E-04
T= 3.70000 N= 38
-.16628540E-02 .41331180E-03 -.49615000E-04
T= 3.80000 N= 39
-.19867290E-02 -.16081450E-03 -.46413650E-04
T= 3.90000 N= 40
-.24829050E-02 -.66686290E-03 -.41636050E-04
T= 4.00000 N= 41
-.21854890E-02 -.10567920E-02 -.35726890E-04
T= 4.10000 N= 42
-.17483510E-02 -.12216680E-02 -.28737750E-04
T= 4.20000 N= 43
-.16588800E-02 -.11111410E-02 -.20798240E-04
T= 4.30000 N= 44
-.11688260E-02 -.79982470E-03 -.12392270E-04
T= 4.40000 N= 45
-.23961570E-03 -.36274160E-03 -.38271750E-05
T= 4.50000 N= 46
.36764950E-03 .14615250E-03 .48003090E-05
T= 4.60000 N= 47
.78793360E-03 .61294420E-03 .13159930E-04
T= 4.70000 N= 48
.14561550E-02 .92059890E-03 .20856250E-04
T= 4.80000 N= 49
.19492370E-02 .10355960E-02 .27747850E-04
T= 4.90000 N= 50
.19849900E-02 .95823970E-03 .33689180E-04
T= 5.00000 N= 51
.19987910E-02 .68944190E-03 .38379960E-04
6. Обработка результатов
6 .1 Расчет ОПЗ на динамическую крановую нагрузку
Рис.8
Максимальное смещение в уровне подкрановой балки возникает при
Т = 1,7 сек.; N =18
V1 = 0,43710-2 м
Vn = 0,9310-3 м
φ n = 0,6110-4 рад
V2 = Vn+φny2 =0,9310-2 +0,6110-4 78 = 1,310-2 (м)
Определяем усилия в уровне подкрановой балки и в уровне покрытия:
rрр V1 + rpm V2 = Р1
rmр V1 + rmm V2 = Р2
Р1 = 351500,43710-2 – 194501,310-2 = -99,24 (кН)
Р2 = 122701,310-2 -194500,43710-2 = 74,51 (кН)
Максимальное смещение в уровне покрытия возникает при
Т = 1,8 сек.; N = 19
V1 = 0,44910-2 м
Vn = 0,1310-2 м
φ n = 0,60510-4 рад
V2 = Vn+φny2 = 0, 1310-2 +0,60510-4 78 = 0,493*10-2 (м)
Определяем усилия в уровне подкрановой балки и в уровне покрытия:
rрр V1 + rpm V2 = Р1
rmр V1 + rmm V2 = Р2
Р1 = 351500,44910-2 – 194500,49310-2 = 61,93 (кН)
Р2 = 122700,49310-2 -194500,44910-2 = -26,84 (кН)
6.2 Расчет ОПЗ по плоской расчетной схеме на статическую нагрузку от торможения крановой тележки
Расчётная схема имеет вид
Рис.9
Расчет ведётся методом конечных элементов. По полученным значениям строим эпюру моментов.
-
Сравнение результатов динамического расчета по пространственной расчетной схеме с результатами статического расчета по плоской схеме
1 вариант( динамический расчёт) Статический расчёт
После сравнения результатов динамического расчёта по пространственной расчётной схеме с результатами статического расчёта по плоской схеме выяснили, что момент в верхней части колонны увеличился на 30%, а в нижней части уменьшился на 55%. Расчет по пространственной расчетной схеме более приближен к реальным условиям, чем статический расчет, так как в нем мы рассматриваем все сооружение в целом, а не отдельную его раму, что позволяет экономичнее и точнее запроектировать конструкции здания. Ткр=95,58 (кН), а Р1=99,24 (кН), следовательно, Ткр < Р1. Значит, в здании проявилась динамичность, чем пространственность, то есть на колонну будет действовать нагрузка, равная 95,58 кН.
Список Литературы
-
Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/ Е. И. Беленя, В. А. Балдин, Г. С. Ведеников и др.; Под общ: ред Е. И. Беленя. 6-е изд., перераб. И доп. – М.: Стройиздат, 1985. – 560 с., ил.
-
Золина Т.В. Применение программного комплекса по расчету промышленных зданий на динамические крановые нагрузки: Методические рекомендации. – Астрахань: АИСИ, 1997.
-
Золина Т.В. Расчет одноэтажных промышленных зданий, оборудованных мостовыми кранами, на горизонтальные крановые нагрузки с учетом пространственной работы: Методические рекомендации. – Астрахань: АИСИ, 1999.