144163 (Одноэтажное промышленное здание с железобетонным каркасом), страница 2

Рис.6 Расположение стеновых панелей

II. Статический расчет поперечной рамы

2.1. Расчетная схема

Приводим конструктивную схему рамы к расчетной (рисунок 7).

Рис. 7 Расчетная схема поперечной рамы

Расчет рамы сводится к определению усилий M, N и Q в трех сечениях колонны в предположении взаимной несмещаемости верха колонн, то есть при жесткости ригеля, равной . Ригель рассчитывается отдельно с учетом его фактической жесткости, как однопролетная свободно опертая ферма (балка).

При расчете усилий в колоннах от крановых нагрузок учитывается пространственная работа каркаса с включением в работу через диск покрытия остальных поперечных рам каркаса.

2.2. Сбор нагрузок на колонну

2.2.1. Постоянная нагрузка от собственного веса покрытия

Состав покрытия представлен в таблице 2.

Таблица 2 – Постоянная нагрузка от покрытия

Номер строки	Состав покрытия		Нормативная нагрузка, кН/м2				Расчетная нагрузка, кН/м2
1.	Гидроизоляция		0,1		1,1		0,11
2.	Цементная стяжка		0,4		1,3		0,52
3.	Утеплитель – фибролит плитный		0,5		1,2		0,60
4.	Пароизоляция		0,05		1,2		0,06
5.	Железобетонные ребристые плиты 3х6 м,		1,32		1,1		1,45
6.	Железобетонные безраскосные фермы L=18 м,		0,60		1,1		0,66
Итого		2,97				3,40
С учетом коэффициента надежности по назначению здания		2,82				3,23

Масса железобетонных элементов покрытия: ребристые плиты 3х6 м – 2,38 т; безраскосные ферма пролетом 18 м при шаге 6 м – 6,5 т.

Грузовая площадь покрытия (шатра) А_Ш для крайней колонны:

Нагрузка от собственного веса шатра покрытия и надкрановой части колонны:

где - объемный вес железобетона;

2.2.2. Постоянная нагрузка от собственного веса стены

По принятой конструкции стены определяем ее вес:

где q_СТ – объемный вес материала стеновой панели. В нашем случае, в зависимости от высоты панели:

q₀=25 кН/м³ – удельный вес материала стекла; b₀=8 мм – толщина двойного остекления; 1,75 – коэффициент, учитывающий вес оконной коробки и переплетов; h_CT и h₀ – суммарная высота стеновых панелей без цокольной панели и высота верхней полосы остекления, соответственно. (В расчете считается, что вес нижней полосы остекления и цокольной панели передается на фундаментную балку).

2.2.3. Нагрузки от веса подкрановой части колонны и подкрановой балки

Расчетная нагрузка от подкрановой части колонны равна:

где - нормативный вес колонны.

Расчетная нагрузка от подкрановой балки равна:

2.2.4. Нагрузка от снега

Расчетная снеговая нагрузка на 1 м² горизонтальной поверхности земли определяется по формуле:

где S₀ – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности, принимаемое по СНиП 2.01.07 – 85* Нагрузки и воздействия в зависимости от снегового района. Так как г. Мухен, в соответствие с картой 1 районирования территории СССР, по весу снегового покрова относится к III району, то S₀=1,0 кН/м²; - - коэффициент конфигурации кровли. При расчете колонн производственных зданий допускается принимать , при условии равномерного распределения снеговой нагрузки и отсутствии перепада высот на покрытии; =1,4 – коэффициент надежности по нагрузке.

Таким образом, снеговая нагрузка на 1 м² кровли:

Нагрузка от снега на колонну:

2.2.5. Крановые нагрузки

При расчете колонны поперечной рамы учитывается действие крановых вертикальных Д и горизонтальных сил Т (рисунок 7).

Максимальное вертикальное нормативное давление колеса крана F_max,n=360 кН.

Минимальное вертикальное давление колеса крана при двух колесах по одному рельсовому пути:

Горизонтальное нормативное давление колеса крана на рельс при поперечном торможении тележки:

Расчетные крановые нагрузки на колесо:

где - коэффициент сочетания;

Расчетные вертикальные нагрузки Д_max и Д_min, а также горизонтальная нагрузка Т на колонну определяются при расчете крайней колонны от неблагоприятного воздействия двух сближенных кранов.

Линия влияния опорной реакции R на колонне при загружении соседних пролетов балки ходовыми колесами двух кранов для получения R_max (D_max, D_min, T) изображена на рис. 8.

Рис.8 Размещение колес двух кранов на линии влияния опорной реакции для получения наибольшего давления на колонну

2.2.6. Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка одного направления, действуя на здание с наветренной и подветренной стороны, в расчете прикладывается к раме в виде равномерно распределенной по высоте колонны нагрузки , а также сосредоточенной нагрузки в уровне верха колонны W, действующей на участке высотой от верха колонны до верха парапета h_П и шириной, равной шагу рам В. Площадь участка равна h_ПВ. Так как нормы предусматривают трапециевидные эпюры ветровой нагрузки с увеличением ординат по высоте, с целью упрощения расчетов приводим трапециевидную нагрузку к равномерно распределенной из условия равенства площадей эпюр.

Рис. 9 Эпюра изменения ветрового давления

По интерполяции находим ординаты коэффициентов ветровой нагрузки на уровне верха колонны и парапета:

Коэффициент приведения трапециевидной нагрузки к эквивалентной равномерно распределенной на участке до верха колонны:

Получаем интенсивность ветровой равномерно распределенной нагрузки по высоте колонны:

- с наветренной стороны

- с подветренной стороны

где - расчетная ветровая нагрузка без учета аэродинамического коэффициента.

Нормативное значение ветрового напора определяется по табл.5 СНиП 2.01.07 – 85* Нагрузки и воздействия в зависимости от отношения высоты цеха к его ширине и отношения длины здания к его ширине.

Для проектируемого здания H/L=10,8/18=0,6 и при B_ЗД/L=78/18=4,33 C_е3=-0,52. Знак минус означает, что ветер направлен изнутри здания наружу. При коэффициенте надежности по нагрузке и шаге рам 6 м:

Получаем давления с наветренной и подветренной стороны:

Ветровая нагрузка W, действующая выше верха колонны, прикладывается в уровне низа ригеля рамы. Определяем площадь эпюры ветровых коэффициентов в пределах высоты парапета:

Суммарное давление ветра на парапет с наветренной и подветренной сторон:

где - расчетное давление без учета аэродинамических коэффициентов.

III. Расчет каркаса на ПЭВМ

Определение усилий по программе KGK. Исходные данные сводятся в таблицу 3.

Таблица 3 –

Исходные данные для ПЭВМ

Номер строки	Вводимые параметры
1	1		2			3			4
2	5			6				7
3	8	9			10		11			12
4	13		14			15			16
5	17
6	18			19				20
7	21					22

1 строка

1. Расчетная высота колонны: H_P=H+0,15 м=10,8+0,15=10,95 м.

2. Высота верхней части колонны: H₂=4,25 м.

3. Расстояние от подкрановой балки до низа фермы:

H₂-H_ПБ=4,25 м-0,8 м=3,45 м.

4. Число рам в температурном блоке – 7.

2 строка

5. Отношение жесткостей рассматриваемой колонны (EI₂ – верхняя часть колонны, EI₁ – нижняя часть колонны): для крайней рассматриваемой колонны:

Размеры сечений А и В приведены на рис. 4.

7. Отношение нижней части соседней колонны к нижней части рассматриваемой колонны. Для однопролетного здания

3 строка

8. Эксцентриситет оси верхней части колонны:

Положительный эксцентриситет вращает силу относительно центра тяжести нижней подкрановой части колонны по часовой стрелке.