144779 (594126), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

6 < 12см – условие выполняется.

Рисунок 5

2.2 Расчет и конструирование поперечной рамы

2.2.1 Исходные данные

За относительную отметку 0,000 принят уровень чистого пола первого этажа в осях 9 – 12, что соответствует абсолютной отметке 108,14.

Климатические условия:

- расчетная температура наружного воздуха минус 44⁰С;

- нормативное значение ветрового давления для III района 38 кгс/м²;

- нормативное значение веса снегового покрова для IV района 150 кгс/м².

2.2.2 Определение нагрузок на раму

Все нагрузки рассчитываются с учетом коэффициента надежности по ответственности , принимаемым равным 0,95 для II уровня ответственности здания.

2.2.2.1 Постоянная нагрузка

Постоянные нагрузки от конструкций кровли, стропильных конструкций, связей по покрытию принимаются равномерно распределенными.

Значения нагрузок и коэффициентов надежности по нагрузке (коэффициент перегрузки) для конструкций покрытия приведены в таблице 8.

Таблица 8

– нагрузка от веса покрытия на 1 м² (приведена в таблице 8):

Расчетная равномерно распределенная нагрузка на ригель рамы q_РИГ, Н/м, определяется по формуле:

, (28)

где q^Р = 0,93 расчетная нагрузка, кН/м²;

В = 6 – ширина грузовой площади A1, м;

= 7⁰С;

A1 = B · l = 6 · 24 = 144 м².

кН/м

Опорная реакция ригеля рамы, кН, определяется по формуле:

, (29)

где l = 24 – пролет рамы, м;

кН

– собственный вес стоек рамы:

, (30)

где g_СТ = 0,6 – ориентировочный расход стали, кН/м² здания;

В – то же, что в формуле (28);

l – то же что в формуле (29);

= 1,05 – коэффициент перегрузки.

кН

– вес стенового ограждения:

, (31)

где - то же, что в формуле (30);

g_СТЕН = 0,73 – вес конструкции стенового ограждения, кН/м²;

g_ОСТЕКЛ = 0,35 – вес конструкции остекления, кН/м²;

Н_СТЕН = 7,45 – суммарная высота стенового ограждения на грузовой площади, м;

Н_ОСТЕКЛ = 1,8 – суммарная высота остекления на грузовой площади, м;

В = 6 – ширина грузовой площади, м.

кН

Схема распределения постоянных нагрузок приведена на рисунке 7.

Рисунок 7

2.2.2.2 Временная нагрузка

– снеговая нагрузка:

Полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия s, кН/м², определяется по формуле (5) СНиП 2.01.07-85*:

(32)

где s₀ = 1,5 – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, принимаемое в соответствии с п. 5.2 СНиП 2.01.07-85*,кН/м²;

= 1– коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с п. 5.3 — 5.6 СНиП 2.01.07-85*.

кН/м²

Полное значение снеговой нагрузки на ригель рамы:

, (33)

где = 1,4 (q_РИГ ^н = 0,825 > 0,8) – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый согласно п.5.7 СНиП 2.01.07-85*.

В – то же, что в формуле (28).

кН/м

Опорная реакция ригеля рамы:

кН

– ветровая нагрузка:

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m на высоте z над поверхностью земли, Н/м², определяется по формуле (6) СНиП 2.01.07-85*:

(34)

где w₀ = 380 – нормативное значение ветрового давления, Н/м², определяемое согласно п. 6.4 СНиП 2.01.07-85*;

k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, принимаемый согласно п. 6.5 СНиП 2.01.07-85* (тип местности А открытый);

с — аэродинамический коэффициент, принимаемый согласно п. 6.6 СНиП 2.01.07-85*,

с_е1 = -0,4;

c_е2 = -0,4;

с_е3 = -0,5;

с_е = +0,8.

Схема распределения ветровой нагрузки приведена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Схема здания и ветровых нагрузок

С наветренной стороны:

– для части здания, высотой до 5 м

w_m1 = 380 ∙ 0,75 ∙ 0,8 = 228 Н/м²

то же, высотой до 10м, k = 1,0,

w_m2 = 380 ∙ 1,0 ∙ 0,8 = 304 Н/м²

В соответствии с линейной интерполяцией с наветренной стороны:

на высоте 9,45 м над ур.ч.п.

w_m3 = 380 ∙ 0,972 ∙ 0,8 = 296 Н/м²

Переменную по высоте ветровую нагрузку заменяют равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке консольной балки длиной 9,45 м:

– с наветренной стороны

w_m^ЭКВ = w_m2 ∙ α, (35)

где = 1 при H 10 м,

w_m^ЭКВ = 304 ∙ 1 = 304 Н/м²

– с подветренной стороны

w_ms^ЭКВ = w_m^ЭКВ ∙ Се₃/Се = = -190 Н/м², (36)

Расчетная равномерно распределенная линейная нагрузка q_В от ветрового напора на колонну до отметки 8,450 над ур.ч.п., кН/м:

с наветренной стороны:

q_В = w_m^ЭКВ ∙ В ∙ γ_f ∙ γ_Н, (37)

где В – то же, что в формуле (19);

γ_f = 1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, принимаемый согласно п. 6.11 СНиП 2.01.07-85*.

q_В = 0,304 · 6 · 1,4 · 0,95 = 2,42 кН/м

с подветренной стороны:

q_Вs = w_ms^ЭКВ ∙ В ∙ γ_f ∙ γ_Н, (38)

q_Вs = - 0,19 · 6 · 1,4 · 0,95 = -1,52 кН/м

Расчетная равномерно распределенная линейная нагрузка q_В^* от ветрового напора на покрытие, кН/м:

с наветренной стороны:

q_В^* = w₀ ∙Се₁ · В ∙ γ_f · γ_Н, (39)

q_В^*= 0,38 ∙ (-0,4) · 6 ∙ 1,4 · 0,95 = -1,2 кН/м

с подветренной стороны:

q_Вs^* = w₀ ∙Се₂ · В ∙ γ_f · γ_Н, (40)

q_Вs^* = 0,38 ∙ (-0,4) · 6 ∙ 1,4 · 0,95 = -1,2 кН/м

Схема распределения временных нагрузок приведена на рисунке 9.

Рисунок 9

2.2.3 Сочетания нагрузок

Расчет конструкции рамы выполняется с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок. Для расчета используются основные сочетания, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок.

В соответствие с п. 1.12, 1.13 СНиП 2.01.07-85* учитывается сочетание, включающее постоянную и две временные нагрузки с коэффициентами сочетаний для длительных ₁ = 0,95, для кратковременных ₁ = 0,9.

Сочетания, включающие постоянную и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную) применяются без коэффициентов ₁.

2.2.4 Расчетная схема

Расчетная схема поперечной рамы – это многократно статически неопределимая сквозная система с жесткими узлами. При определении усилий жесткостью узлов пренебрегаем. В дальнейшем жесткость узлов учитывается при определении расчетных длин стержней рамы.

Исследования действительной работы поперечных рам показали, что такое приближение приводит к очень небольшим погрешностям в величине нормальных сил, действующих в элементах. Расчетная схема рамы приведена на рисунке А.1 приложения А.

2.2.5 Статический расчет

Статический расчет рамы выполнен на ПЭВМ с использованием вычислительного комплекса STARK_ES_S версии 2.2. Вычислительный комплекс основан на применении метода конечных элементов по стандарту метода перемещений.

ПЭВМ автоматически выдает расчетные усилия в стержнях с учетом требуемых сочетаний нагрузок. В соответствии с классификацией сочетаний нагрузок усилия определены отдельно для каждого вида сочетаний, несущая способность стержней проверяется по окончательному расчетному наибольшему усилию.

Усилия в элементах рамы при статическом расчете на первое и второе сочетания приведены в таблицах А1 и А2 приложения А соответственно.

Номера стержней рамы приведены на рисунках А.2, А.3, А.4, А.5, А.6, А.7 приложения А.

Эпюра М в элементах рамы приведена на рисунках А.8, А.9, А.10, А.11 приложения А.

Эпюра Q в элементах рамы приведена на рисунках А.12, А.13, А.14, А.15 приложения А.

Эпюра N в элементах рамы приведена на рисунках А.16, А.17, А.18, А.19.

2.2.6 Подбор сечений стержней рамы

2.2.6.1 Подбор сечений сжатых стержней

Подбор сечений сжатых стержней начинается с определения требуемой площади по формуле:

, (41)

где – коэффициент условий работы, принимаемый согласно таблице 6* СНиП II-23-81*;

N – расчетное усилие;

Ry – расчетное сопротивление стали сжатию по пределу текучести;

- коэффициент продольного изгиба.

Коэффициент продольного изгиба является функцией гибкости ,

где l₀ – расчетная длина стержня;

- радиус инерции сечения.

При предварительном подборе сечения элемента задаемся гибкостью, по которой определим соответствующую величину и площадь А по формуле (41).

Задавшись гибкостью , определим также требуемые радиусы инерции сечения по формулам:

, (42)

где - расчетная длина стержня в плоскости рамы;

, (43)

где - расчетная длина стержня из плоскости рамы.

В соответствие с требуемыми радиусами инерции и площадью сечения по сортаменту подбирается подходящий калибр профиля.

Подбор сечения сжатого раскоса производится по максимальному расчетному усилию в элементе №38 второго сочетания N = 481,81кН.

Расчетные длины стержня определены в соответствии с п. 6.1 СНиП 2-23-81* и составляют: м; м. Материал – сталь С255; Ry = 250 МПа. Коэффициент условий работы =1.

Характеристики

Список файлов ВКР