Металевий каркас одноповерхового виробничого будинку

 

Рис. 2.3. Схема снігового навантаження

 

 

Навантаження  від мостових кранів (рис. 2.4)

Вертикальне навантаження

Схему бази моста крана  і навантаження від коліс приймаємо за додатком (табл. Д 2.2, 1)

Q, т	L, м	C, мм	K, мм	Fn.max, кН	Gc, т	G, т
20/5	24	5600	4400	179	7,2	24,5

Схема встановлення двох зближених кранів на лінію впливу опорної реакції вказана на рис. 1.4.

Розрахунковий тиск від  кранового навантаження на колони визначаємо за лініями впливу опорних реакцій підкранових балок при найбільш несприятливому розташуванні двох зближених кранів.

• Мінімальний нормативний тиск колеса крана на рейку:

 кН.

• Максимальне розрахункове навантаження на колону за формулою:

 кН,

де прийнято: ψ = 0,85 –  коефіцієнт сполучення при врахуванні двох кранів груп режимів роботи 1К  – 6К; n₀ = 1.05 – коефіцієнт, що враховує власну вагу підкранової та гальмівної балок та тимчасове корисне навантаження на ній, y_i – ордината лінії впливу під відповідним колесом крана.

• Мінімальне розрахункове навантаження на колону за формулою:

 кН,

 

• Розрахункові зовнішні моменти від кранового навантаження, що передаються через підкранові балки, визначаємо відносно центральної осі нижньої частини колони:

 кНм;

 кНм.

 

 

 

 

Рис. 2.4. Кранове навантаження:

а – схема  розташування колісної групи;б –  схема накатки крана на лінію впливу;

в – схема  кранового навантаження на раму

Горизонтальне навантаження (рис. 2.5.)

• Поперечна горизонтальна сила, що передається на рейку одним колесом крана:

 кН.

Сили що прикладаються  до інших коліс, вважаємо направленими з ліва на право:

 кН.

• Розрахункове горизонтальне навантаження на :
• ліву кН
• Праву колону: кН

Завантаження  розрахункової схеми силами від дії мостових кранів наведено на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Кранове горизонтальне навантаження:

 

 

Вітрове навантаження (рис. 2.6.)

Нормативне значення вітрового тиску для заданого району будівництва W₀ = 0,48 кПа (додаток Д. 2.5, ). Тип місцевості ІV(міська територія). Стінові панелі довжиною 6 м горизонтально закріплені на основних колонах

• Коефіцієнти кореляції за висотою k для типу ІV приймаємо за

( Д 2,8) складають:

   C_e3= -0,556;   С_е= +0,8

Н=12,0м С_eq=1.6

• Розподілення навантаження:

активне

пасивне

 

• З висоти будівлі, що не ввійшла до розрахункової схеми:

      

активне  кН

пасивне кН

Рис. 2. 6. Схеми розподілу вітрового навантаження по висоті рами та по поздовжній поверхні будівлі, та вітрового навантаження

 

• Виконання статичного розрахунку поперечної рами

Статичний розрахунок поперечної рами виконується за формулами додатку  Д 4.2(1). Виходячи із орієнтовних жорсткісних характеристик та позначень на рис. 2.7, обчислимо допоміжні параметри та коефіцієнти розрахункової схеми:

Рис. 2. 7. Розрахункова схема рами

 

• Визначаємо співвідношення жорсткостей підкранової та надкранової частин колони:

;

е₁=0,20 м;

 м;

;

;

.

 

- Навантаження від власної ваги конструкцій:

 кН;

М₀= –75.6·0,20= – 15.12 кН м;

М₁=0,833·3.92 – 15.12= – 11.86 кН м;

 кНм;

 кНм;

 кН;

 кН;

 кН;

 кН;

 кН;

 кН.

• Снігове навантаження:

 кН,

де Х визначено аналогічно навантаженню від власної ваги конструкцій.

 кНм;

 кНм;

 кНм;

 кНм;

 кН;

 кН.

• Вертикальне кранове навантаження:

;

Навантаження на ліву колону:

 кНм;

 кНм;

 кНм;

 кН;

 кН.

На праву колону:

 кНм;

 кНм;

 кНм;

 кН;

 кН

Горизонтальне кранове навантаження:

Навантаження далі враховується зі знаком „±”, епюри побудовані лише для знака „+”.

На ліву колону:

 кНм;

 кНм;

 кНм;

 кНм;

;

 кН;

 кН.

На праву колону:

 кНм;

 кНм;

 кНм;

 кНм;

;

 кН;

 кН.

• Вітрове навантаження(при дії вітру зліва):

;

;

;

 кН;

 кН.

На ліву колону:

 кНм;

 кНм;

 кН;

 кН.

На праву колону:

 кНм;

 кНм;

 кН;

 кН.

Результати розрахунку  наведені на рис. 2.8, вміщені в таблицю розрахункових сполучень зусиль (табл. 2.3) у перерізах лівої колони рами, причому перерізу 1–1 відповідає переріз над уступом ступінчастої колони,   2–2 – переріз під уступом, 3–3 – переріз у рівні сполучення колони з фундаментом.

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. 8. Епюри зусиль від навантажень:

а – постійного; б –  снігового; в – вертикального  кранового;

г – кранового поперечного; д – вітрового(при дії вітру зліва)

Розрахункові сполучення зусиль у перерізах лівої колони рами від діючих навантажень М, кНм; N та Q, кН.       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 2.3.

№	Навантаження, сполучення		y	Переріз 1–1			Переріз 2–2		Переріз 3–3
				М		N	M	N	M	N		Q
1	Постійне			-11.86		-96.48	+7.44	-132.98	+17.17	-132.98		-0.833
2	Снігове		0.8	-13.32		-84.84	+3.65	-84.84	+14.51	-84.84		-0.93
3	Dmax ліворуч			+29.71		0	-130.61	-356.26	-42.07	-356.26		-7.58
4	Dmax праворуч			+29.71		0	-9.26	-86.58	+79.28	-86.58		-7.58
5	±Hmax ліворуч			±2.5		0	±2.5	0	±277.59	0		±23.98
6	± Hmaxправоруч			±34.27		0	±34.27	0	±217.99	0		±15.73
7	Вітер ліворуч			-59.66		0	-59.66	0	-556.3	0		+62.96
8	Вітер праворуч			+73.79		0	+73.79	0	+515.02	0		+51.97
Основні сполучення	+Мmax Nвідп.	№№		1+8			1+8		1+8
			1	+61.93		-96.48	+81.23	-132.98	+532.19	-132.98
		№№		1+0.9(3+5+8)			1+0.9*8+2*0.8		1+2*0.8+0.9(4+6+8)
			0.9	+83.54		-96.48	+76.48	-194.07	+759.48	-278.77
	-Мmax Nвідп.	№№		1+7			1+(3+5)		1+7
			1	-71.52		-96.48	-125.7	-489.24	-539.13	-132.98
		№№		1+2*0.8+0.9*7			1+0.9(3+6+7)		1+0.9(3+5+7)
			0.9	-75.14		-164.35	-194.65	-453.61	-771.19	-453.61
	Nmax +Mвідп.	№№		1+2			1+3+5		1+(3+5)
			1	-25.18		-181.32	-125.7	-489.24	+252.69	-489.24
		№№		1+2*0.8+0.9(4+6+8)			1+2*0.8+0.9(3+5+8)		1+2*0.8+0.9(3+5+8)
			0.9	+101.5		-164.35	-38.53	-514.7	+703.1	-514.7
	Nmax -Mвідп.	№№		1+2			1+(3+5)		1+(3+5)
			1	-25.18		-181.32	-125.7	-489.24	-302.49	-489.24
		№№		1+2*0.8+0.9*7			1+2*0.8+0.9(3+5+7)		1+2*0.8+0.9(3+5+7)
			0.9	-75.14	-164.35		-163.13	-514.7	-760.75	-514.7
	Nmin +Mвідп.	№№	1	Зусилля M i N постійного навантаження враховані з коефіцієнтом 0,9/1,1=0,82					0.82*1+8
									+529.1	-106.38
	Nmin -Mвідп.	№№							0.82*1+7
			1						-542.22	-106.38
	Qmax	№№							1+0.9(3+5+7)
											+94.52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Розрахунок і конструювання колони

 

• Визначення розрахункової довжини над кранової і підкранової ділянок колони в площині та із площини рами

 

Розрахункові довжини  для надкранової та підкранової  ділянок колон  визначаємо за методикою, розглянутою в розділі 15.1:

де l₂ = 3,92м; l₁ = 11,68 м.

При найбільшій поздовжній силі в підкрановій частині N₁=-514.7кН (навантаження 1,2,3,5,7, табл. 2.3) та відповідно до цієї комбінації поздов-жній силі в надкрановій частині визначаємо:

 кН;

співвідношення завантаженостей:

.

Колона однопрольотної рами при шарнірному спряженні з  ригелем вва-жається такою, що має  верхній кінець вільний від усіляких закріплень. Тому визначаємо значення коефіцієнтів μ₁ та μ₂ за табл. 15,1:

при співвідношеннях  і , а також , маємо μ₁=3,0; μ₂=3,0.

Точніші значення μ₁ та μ₂ можуть бути визначені за табл. Д 4,2. Для визначення коефіцієнтів μ₁ та μ₂ необхідно обчислити допоміжні коефіцієнти α₁ та n при співвідношенні жорсткостей ділянок колони :

 μ₁=2,28; μ₂= μ₁/α₁= 2,28/0,62=3,68>3, (беремо μ₂=3,0, μ₁=2,5). Розбіжність у значеннях не справляє істотного впливу на розрахунок.

Таким чином, розрахункові довжини в площині рами становлять:

 м;    м.

Розрахункові довжини  із площини рами приймаємо рівними геометричним відстаням між точками закріплення колони в’язями:

• для підкранової ділянки : м;

• для надкранової ділянки: м.

 

 

 

 

• Підбір перерізу стержня колони і перевірка загальної і місцевої стійкості його

 

• Підбір перерізу надкранової частини колони

Надкранову частину  колони приймаємо у вигляді симетричного складе-ного двотавра з висотою перерізу 400 мм.

Розрахункові зусилля для перерізу 1–1 визначаємо за таблицею 2.3 розрахункових сполучень зусиль:

М = 101.5кНм (при розрахунковій комбінації зусиль 1+2+4+6+8);