2. Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. 3 1 Размещение колонн в плане. 3
 Скачать 2.46 Mb.
|
2.4. Связи по покрытию.Связи между фермами, обеспечивая общую пространственную жесткость каркаса, обеспечивают устойчивость сжатых элементов ригеля из плоскости ферм, перераспределение местных нагрузок, приложенных к одной из рам на соседние рамы, удобство монтажа, заданную геометрию каркаса, восприятие и передачу на колонны некоторых нагрузок. 2.4.1 Связи по верхним поясам ферм Рис. 2.4.1.1. Расположение связей по верхним поясам ферм. 2.4.2. Связи по нижним поясам ферм. Рис. 2.4.2.1 Расположение связей по нижним поясам ферм. 2.4.3. Вертикальные связи между фермами Рис.2.4.3.1 Расположение вертикальных связей между фермами. 3. Расчет поперечной рамы здания3.1. Расчетная схема рамы.Расчетная схема поперечной рамы – это многократно статически неопределимая сквозная система с жесткими узлами. Принимаем расчетную схему рамы с жестким сопряжением ригеля с колонной. Оси стоек в расчетной схеме совпадают с центрами тяжести верхнего и нижнего сечений колонны. В ступенчатых колоннах крайних рядов центры тяжести верхней нижней частей расположены не на одной оси, поэтому стойка рамы имеет горизонтальный уступ, равный расстоянию между геометрическими осями колонн. Заделка стоек принимается на уровне базы, ось ригеля совмещается с нижним поясом стропильной фермы.  Рис.3.1.1 Расчетная схема поперечной рамы здания. Определяем расстояние между центрами тяжести верхнего и нижнего участков колонн:  Для статического расчета рамы необходимо знать соотношения моментов инерции элементов рамы:  Принимаем эти соотношения следующими: Задаемся  тогда  3.2. Сбор нагрузок.3.2.1. Постоянные нагрузки.Постоянная нагрузка на поперечную раму складывается из веса конструкций покрытия (ограждающих конструкций кровли, несущих элементов кровли и металлических конструкций покрытия) и собственного веса колонн. Определяем нагрузку на 1 м2 неотапливаемой кровли:
Табл. 3.1.12 Коэффициент надежности по ответственности  (нормальный уровень)Расчетная равномерно распределенная нагрузка на ригель рамы:  где  – коэффициент надежности по назначению;  – расчетная нагрузка; В – шаг колонн.Расчетный вес колонны Согласно таблице 2.1 учебника принимаем приблизительный расход стали на колонны 0,6 кН/м2, для грузоподъемности крана 160 т. Тогда: Собственный вес верхней части колонны (20% веса):  Собственный вес нижней части колонны (80% веса):  Задаемся весом ж/б панелей как  – 2 кН/м2, для остекления  0,35 кН/м2. Высота одной части остекления:  1,2 м Определяем расчетный вес ограждения в верхней части колонны + собственный вес колонны:  где B – шаг колонн;  – коэффициент надежности для стеновой панели;  – высота парапета;  – коэффициент надежности для панели остекления;Определяем расчетный вес ограждения в нижней части колонны + собственный вес колонны:  Таким образом, получим следующую расчетную схему:  Рис. 3.2.1.1 Расчетная схема при постоянной нагрузке 3.2.2. Снеговая нагрузка.Согласно карте СП 20 город Владивосток расположен в II снеговом районе. Нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности составит  кН/м2Определим линейную распределенную нагрузку от снега на ригель рамы:  Где - коэффициент надежности по снеговой нагрузке равен 1,4; - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие и равный 1,0; В – шаг рам; - коэффициент надежности по назначению. Таким образом получаем следующую расчетную схему:  Рис. 3.2.2.1 Расчетная схема при снеговой нагрузке 3.2.3. Вертикальные усилия от мостовых кранов. Рис. 3.2.3.1 Схема колес крана По ГОСТу на мостовые краны определяем, что нормативные значения максимальных давлений колес мостового будут следующими:  кННормативное усилие колеса на наиболее загруженной стороне:  Вес крана с тележкой Gк = 1676 кН. Из условия равновесия получаем:  ,где  – нормативные усилия, передаваемые колесами наименее нагруженной стороной крана; n – количество колес с одной стороны тележки.Отсюда находим:  По нормам, расчетный крановый пояс состоит из 2-х максимально сближенных кранов с тележками в крайних положениях с наибольшим грузом на крюках и движущихся с максимальной скоростью. Это маловероятно, и поэтому вводится коэффициент сочетания нагрузки , который согласно п. 9.17 СП 20.13330.2016 для двух кранов, работающих в режимах 4К, равен 0,85. Для определения расчетных усилии со стороны крана, построим линию влияния:  Рис. 3.2.3.2 Схема линий влияния от колес крана Максимальное расчетное усилие, передаваемое на колонну колесами крана:  где – коэффициент надежности по нагрузке, для крановых нагрузок равен 1,2; –коэффициент надежности по материалу, равный 1,05;   – сумма ординат линии влияния;  – нормативное значение собственного веса подкрановых конструкций, принимается равным 8 кН/м;  – полезная нагрузка на тормозной балке, равняется 2 кН/м2;  – шаг рам; – ширина тормозной балки, принимается равной  .Минимальное расчетное усилие, передаваемое на колонну колесами крана:  Силы Dmax и Dmin приложены по оси подкрановой балки и поэтому не только сжимают нижнюю часть колонны, но и передают на нее изгибающие моменты:  где е – расстояние от оси подкрановой балки до оси, проходящей через центр тяжести нижней части колонны.   кНм; кНм Рис.3.2.3.3 Расчетная схема рамы при вертикальных крановых нагрузках 3.2.4. Горизонтальные нагрузки от торможения тележки крана. Рис.3.2.4.1 Усилия, возникаемые при торможении тележки крана. Горизонтальную силу от мостовых кранов определяем по формулам:  где  – вес тележки, для крана грузоподъемностью 160 т принимаем 461 кН; – коэффициент трения, при трении стали по стали для кранов гибким подвесом груза равен 0,05.Тогда:   Рис.3.2.4.1 Расчетная схема рамы. Горизонтальные крановые нагрузки 3.2.5. Ветровая нагрузкаПолная ветровая нагрузка:  где  – статическое давление (длительная часть);  – пульсационная составляющая. По карте 3 СП 20.13330.2016 находим, что город Владивосток относится к II – му ветровому району. Для него по табл. 11.1 определяем нормативное значение ветрового давления  кН/м2.Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm на высоте z над поверхностью земли определяется по формуле:  где k 0,909 – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяемый по табл. 11.2 СП 20.13330.2016 в зависимости от типа местности; с – аэродинамический коэффициент, по п. 6.6 СП 20 принимаем равным 0,8 для вертикальных стен с наветренной стороны и 0,5 – с подветренной. Принимаем тип местности – В   Пульсационная составляющая ветровой нагрузки определяется по формуле:  где ζ(ze) = 0,910– коэффициент пульсации давления ветра, принимаемый по таблице 11.4; ν = 0,741 – коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра п. 11.1.11   Полная ветровая нагрузка:   Линейная распределенная ветровая нагрузка:   Ветровая нагрузка, действующая на участке от низа ригеля, до наиболее высокой части здания заменяется сосредоточенной силой, приложенной на уровне низа ригеля равная:   где 0,6 – высота парапета Перенесем найденные нагрузки на расчетную схему:  Рис.3.2.5.1 Расчетная схема рамы при ветровой нагрузке |
