Файл: Методические указания по написанию и защите курсовых работ Направление подготовки 08. 03. 01 Строительство.doc

Поперечный разрез и фрагмент плана см. рис.1 и 13.

1. 
   Схема несущей конструкции покрытия – 4.
   
2. 
   м.
   
3. 
   м.
   
4. 
   25
   
5. 
   30
   
6. 
   МПа
   
7. 
   т
   
8. 
   м
   
9. 
   Н/м²
   
10. 
    Н/м²
    
11. 
    Плиты покрытия, предварительно напряженные, ж.б. ребристые размерами в плане 3х12 м.
    

Длина здания м.
Здание отапливаемое. Кровля рулонная. Плотность утеплителя 400 кг/м³, толщина 10 см.


Рис.13. Конструктивная схема поперечной рамы

Компоновка поперечной рамы

Колонны – ступенчатые сплошные, прямоугольного сечения. Подкрановые балки пролетом 12 м, высотой 1,4 м. Высота кранового рельса 0,15 м. Наружные стены здания – из навесных панелей толщиной 30 см.

Высота надкрановой части колонны

м,

где принимается по прил.1 в зависимости от грузоподъемности крана.

Высота подкрановой части колонны

м.

м. Принимаем м и м и м, при этом полная длина колонны до заделки в фундамент м, т.е. длина от нулевой отметки до низа стропильной конструкции равна 13,2 м, что отвечает модулю кратности 1,2.

Сечение надкрановой части колонны принимаем 60х50 см, подкрановой части 80х50 см.

Разбивочные оси здания смещены относительно наружных граней колонн на 250 мм – внутрь здания.

Определение нагрузок на раму

А. Постоянные нагрузки
1. Нагрузки от покрытия

Таблица 11

Нагрузка	Нормативная нагрузка, Н/м²	Коэффициент надежности по нагрузке,	Расчетная нагрузка, Н/м²
Рулонный ковер Асфальтовая стяжка толщиной см Плитный утеплитель Обмазочная пароизоляция Железобетонные ребристые плиты покрытия 3х12 м	150 350 400 50 1700	1,3 1,3 1,2 1,3 1,1	195 455 480 65 1870
Итого	2650		3065 3070

Нагрузка от фермы покрытия пролетом 18 м – 60 кН (см. табл.5).

Расчетная нагрузка на колонну от покрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания .

кН.
Нагрузка от покрытия приложена на уровне опирания стропильной фермы по вертикали

---

, проходящей по оси анкерных болтов на расстоянии 150 мм от разбивочной оси. Расстояние от линии действия нагрузки до геометрической оси надкрановой части колонны м (см. рис.3, б).

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления, передаваемая на колонну выше отметки 8,2 м.

кН; то же, на фундаментную балку

кН, где 2,5 кН/м² и 0,4 кН/м² вес 1 м² стеновых панелей и остекления соответственно (см. табл.6).

Расчетная нагрузка от веса подкрановой балки

кН, где 115 кН – вес подкрановой балки (см. табл.5).

Расстояние от линии действия нагрузки до геометрической оси подкрановой части колонны

м.

Расчетная нагрузка от веса колонн:

- надкрановой части кН,

- подкрановой части кН,

где 25 кН/м² - средняя плотность тяжелого бетона.

Б. Временные нагрузки
1. Снеговая нагрузка на колонну (полная)

кН, в том числе длительная кН /13 п.1.7/.
2. Крановые нагрузки

Вес груза кН. Пролет крана м, мм, мм, вес тележки кН, кН, кН (см. прил.1).

Расчетное максимальное давление на колесо крана при

кН,

кН.

Расчетная поперечная тормозная сила на одно колесо

кН.

Вертикальная крановая нагрузка на колонны от двух сближенных кранов с коэффициентом сочетания .

кН,

кН, где - сумма ординат линии влияния двух подкрановых балок на колонну.

кН.




Рис.14. Линия влияния давления на колонну

3. Ветровая нагрузка

Тип местности B (13, табл.6).

Для части здания высотой до 5 м от поверхности земли

Н/м² Н/м²; то же, на высоте 10 м

Н/м² Н/м²; то же, на высоте 20 м

Н/м² Н/м².

По линейной интерполяции на высоте 16 м имеем:

Н/м², то же, на высоте 13,2 м

Н/м².

Определяем эквивалентную равномерно распределенную нагрузку через равенство моментов относительно заделки в фундамент

(см. рис.15).

Р
ис.15. Приведение ломаной эпюры ветровой нагрузки к эквивалентной равномерно распределенной по высоте

При условии значения аэродинамических коэффициентов для наружных стен принимаем:

с наветренной стороны ,

с подветренной .

Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отметки 13,2 м с наветренной стороны

Н/м,

с подветренной стороны

Н/м.

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка на отметке 13,2 м

---

Определение усилий в колоннах рамы

Расчет рамы выполняется методом перемещений. Подвергаем основную систему единичному перемещению и вычисляем реакции верхнего конца колонны по формулам прил.2.

,

где ; ;

см⁴;

см⁴;

;

.

Суммарная реакция от единичного перемещения

.

1. 
   Усилия от постоянной нагрузки
   

В надкрановой части продольная сила кН действует с эксцентриситетом м. Момент кН·м.


Рис.16. К определению эксцентриситетов продольных сил в колоннах
В подкрановой части кроме действует: расчетная нагрузка от стеновых панелей толщиной 30 см кН с м; расчетная нагрузка от подкрановых балок кН с м; расчетная нагрузка от надкрановой части колонны кН с м.

Суммарное значение момента

кН·м.

Реакция верхнего конца левой колонны по оси А

Согласно принятому правилу знаков, реакция, направленная слева направо, положительная.

Реакция в колонне по оси Б равна кН.

Суммарная реакция в основной системе ; .

Упругая реакция левой колонны кН.

Изгибающие моменты в сечениях колонны (рис.5, табл.9, 10):

кН·м;

кН·м;

кН·м;

кН·м.

Продольные силы:

кН;

кН;

кН;

кН.

Поперечная сила кН.

Проверка: кН.

2. 
   Усилия от снеговой нагрузки:
   

кН. В надкрановой части сила действует с эксцентриситетом кН·м. В подкрановой части эта же сила действует с эксцентриситетом кН·м.

Упругая реакция верха колонны:

кН.

кН·м;

кН·м;

кН·м;

кН·м.

Продольные силы

кН.

Поперечная сила кН.

Проверка: кН.

3. 
   Усилия от вертикальной крановой нагрузки
   

Рассматриваем загружение: - на левой колонне; - на правой колонне

кН·м.

Реакция верха левой колонны

кН.

кН·м.

Реакция верха правой колонны

кН.

Суммарная реакция в основной системе

кН.

Горизонтальное перемещение , где .

Упругая реакция левой колонны

---

кН.

То же, правой колонны, которая является зеркальным отображением левой.

кН.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях левой колонны от :

;

кН·м;

кН·м;

кН·м;

кН кН.

Проверка: кН.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях правой колонны от :

;

кН·м;

кН·м;

кН·м;

кН кН.

Проверка: кН.

При на правой колонне в сечениях левой колонны знаки моментов меняются на обратные:

;

кН·м;

кН·м;

кН·м;

кН кН.

Проверка: кН.

4. Усилия от поперечного торможения кранов

Горизонтальная тормозная сил передается на колонну через подкрановую балку на высоте м от уровня заделки колонны в фундамент и на расстоянии 3,6 м от низа фермы.

Сила кН приложена к левой колонне

кН;

;

- определяется с учетом пространственной работы каркаса.

Упругая реакция левой колонны:

кН.

Изгибающие моменты в сечениях левой колонны:

;

кН·м;

кН·м;

кН·м;

; кН.

Проверка: кН.

Упругая реакция правой колонны:

кН.

Изгибающие моменты в сечениях правой колонны:

;

кН·м;

кН·м;

; кН.

Проверка: кН.

1. 
   Усилия от ветровой нагрузки
   

Давление ветра слева направо:

кН;

кН;

кН;

кН;

;

кН;

кН.
Изгибающие моменты в сечениях левой колонны:

;

кН·м;

кН·м;

; кН.

То же, в сечениях правой колонны:

;

кН·м;

кН·м;

; кН.
При давлении ветра справа налево значения моментов для левой колонны принимаются по правой колонне с обратными знаками.

Таблица 12 Комбинация нагрузок и расчетные усилия в сечениях левой колонны	Сечение колонны	IV-IV	Q	11	-1,65	0,741 0,667		35,1 31,59
			N	10	770,2	215,46 193,91		720,66 648,59
			M	9	-9,5	-9,89 -8,901		-36,2 -32,58
		III-III	N	8	686,7	215,46 193,91		720,66 648,59
			M	7	-23,265	-3,703 -3,333		256,9 231,21
		II-II	N	6	385,2	215,46 193,91		0 0
			M	5	42,85	17,84 16,06		-175,5 -157,95
	Коэффи-циент сочетаний			4	1		1 0,9	1 0,9
	Номер загру-жения			3	1		2 3	4 5
	Эпюры моментов от различных нагрузок			2
	Нагрузка и комбинации			1	Постоянная		Снеговая	Крановая (Mmax на левой колонне)

---

Продолжение табл. 12	11	15,31 13,78	±13,44 ±12,1	±2,18 ±1,96	-32,43 -29,19	25,94 23,35
	10	209,63 188,67	0 0	0 0	0 0	0 0
	9	-78,61 -70,75	81,94 73,75	±29,1 ±26,2	239,66 215,7	-219,92 -197,93
	8	209,63 188,67	0 0	0 0	0 0	0 0
	7	49,23 44,3	±30,29 ±27,26	±10,9 ±9,81	45,91 41,32	-54,96 -49,46
	6	0 0	0 0	0 0	0 0	0 0
	5	-76,55 -68,9	±30,29 ±27,26	±10,9 ±9,81	45,91 41,32	-54,96 -49,46
	4	1 0,9	1 0,9	1 0,9	1 0,9	1 0,9
	3	6 7	8 9	10 11	12 13	14 15
	2
	1	крановая (Mmax на правой колонне)	крановая Н на левой колонне	крановая Н на правой колонне	ветровая слева	ветровая справа

Продолжение табл. 12	1, 5, 9, 13	-11,34	1,3, 7, 9, 15	48,25	1, 3, 5, 9, 15	66,01	1, 2	-0,909
		1418,8		1152,8		1612,7		985,66
		247,37		-360,83		-322,66		-19,39
	1, 5, 9, 13	1335,3	1, 3, 15	880,61	1, 3, 5, 9, 13	1529,3	1, 2	902,16
		276,51		-76,06		273,18		-26,97
	1, 3, 13	579,11	1, 5, 9, 15	385,2	1, 3, 13	579,11	1, 2	600,66
		100,23		-191,82		100,23		60,69
	Mmax Nсоотв. Qсоотв.		Mmin Nсоотв. Qсоотв.		Nmax Mсоотв. Qсоотв.		то, же без учета крановых и ветровой нагрузок
	Основное сочетание усилий с учетом крановых и ветровой нагрузок

---