Смекни!
smekni.com

Стальной каркас одноэтажного промышленного здания (стр. 2 из 5)

γf = 1,4 – коэффициент надежности по нагрузке;

W0 = 0,23 кПа – нормативный скоростной напор, принимаемый в зависимости от места строительства;

с = 0,8 и с` = - 0,6 – аэродинамические коэффициенты зависящие от конфигурации здания;

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;

В – шаг рам и ширина расчетного блока В1 при наличии промежуточных стоек фахверка;

До 5.000 м k = 0,5

qвн = 1,4·0,23·0,8·0,5·12 = 1,16 кН/м;

qвот = 1,4·0,23·0,6·0,5·12 = 0,73 кН/м.

До 16.200 м k = 0,734

qвн = 1,4·0,23·0,8·0,734·12 = 1,8 кН/м;

qвот = 1,4·0,23·0,6·0,734·12 = 1,12 кН/м.

До 10.000 м k = 0,65

qвн = 1,4·0,23·0,8·0,65·12 = 1,5 кН/м;

qвот = 1,4·0,23·0,6·0,65·12 = 0,93 кН/м.

До 10.000 м k = 0,85

qвн = 1,4·0,23·0,8·0,85·12 = 1,97 кН/м;

qвот = 1,4·0,23·0,6·0,85·12 = 1,23 кН/м.

Скоростной напор возрастает с увеличением высоты. Следовательно , ветровая нагрузка на колонны рамы будет неравномерной. Для упрощения расчета в зданиях высотой более 5 м ветровую нагрузку можно заменить эквивалентной равномерно распределенной по высоте колонны. Величину эквивалентной нагрузки можно определить по формуле

qэкв = 2М/h2, где

М – изгибающий момент в защемлении стойки от эпюры фактического ветрового давления

h – высота стойки (колонны).

qэквн = 2·200,1/16,22 = 1,3 кН/м

qэквот = 2·132,1/16,22 = 0,82 кН/м.

qсрн =1,89кН/м

qсрот = 1,18 кН/м.

Рис.3 (Неравномерность ветрового давления в пределах высоты шатра)


Ветровая нагрузка, действующая в пределах шатра, заменяется сосредоточенной силой, приложенная на уровне низа ригеля рамы.

При наличии промежуточных стоек продольного фахверка сосредоточенные силы Wн и Wот можно определить по формулам

при одной промежуточной стойки фахверка

Wн = qсрн·hm= 3,2·1,89 = 6,05 кН

Wот = qсрн·hm= 3,2·1,18 = 3,78 кН


3. Статический расчет рамы

3.1 Составление таблицы расчетных усилий

Статический расчет производится методом конечных элементов с использованием программы SCAD «Расчет плоских стержневых систем»

В соответствующие графы записываем значения внутренних усилий для четырех сечений колонн на уровнях: заделки, верха нижней части колонны, низа верхней части колонны и сопряжения колонны с ригелем.

Таблица 2

Схема нагрузки и Вид Коэф.
схемы эпюры моментов нагрузки сочет. 1-1 2-2 3-3 4-4
М, кНм N, кН Q, кН М, кНм N, кН М, кНм N, кН М, кНм N, кН
1

Постоян

ная

1 205.7 559.6 20.8 38.1 559.6 159.3 484.6 269.8 484.6
2

Временная

Снеговая на ригель

1

0,9

68.3

61.5

151.2

136.1

-7.0

-6.3

-14.0

-12.6

151.2

136.1

-51.8

-46.6

151.2

136.1

-89.0

-80.1

151.2

136.1

3 Ветровая 1 192.0 4.3 25.2 12.8 4.3 12.8 4.3 47.4 4.3

(слева

направо)

0,9

172.8 3.9 22.7 11.5 3.9 11.5 3.9 42.7 3.9
3` Ветровая 1 178.1 4.3 20.7 -7.8 4.3 -7.8 4.3 -55.1 4.3

(справа

налево)

0,9

160.3 3.9 -18.6 -7.0 3.9 -7.0 3.9 -49.6 3.9
4 Попереч-ное тор-можениекранов(на лев.ст)

1

0,9

441.3

397.2

5.6

5

-49.3

-44.4

-135.4

-121.8

5.6

5

-135.4

-121.8

5.6

5

0.4

0.36

5.6

5

4`

Попереч-

ное тор-

можение

кранов

(на пр.ст)

1

0,9

-301

-270.9

5.6

5

-25.6

-23

-1.3

-1.2

5.6

5

-1.3

-1.2

5.6

5

134.4

121

5.6

5

5

Вертика-

льное

давление

кранов

(тележка

слева)

1

0,9

-59.8

-53.8

1346.8

1212.1

-74.9

-67.4

-936.8

-843.1

1346.8

1212.1

423.2

380.9

13.2

11.9

25.9

23.3

13.2

11.9

5`

Вертика-

льное

давление

кранов

(тележка

слева)

1

0,9

637.3

573.6

359.5

323.6

-74.9

-67.4

-239.5

-215.6

359.5

323.6

106.6

95.9

13.2

11.9

-290.8

-261.7

13.2

11.9

3.2 Составление таблицы сочетания усилий

Таблица 3

Коэф.

сочет.

Обозначение

данных

1- 1 2- 2 3- 3 4- 4
М, кНм N, кН Q, кН М, кНм N, кН М, кНм N, кН М, кНм N, кН
Номер схем 1,3* 1,3
загружения
1 усилия 383,8 563,9 -41,5 -25,3 563,9
Номер схем 1,23*,4,5* 1,3,4,5*
загружения 1398,3 1028,2 -157,5 -173,7 505,4
0,9 усилия
Номер схем 1,3 1,4,5 1,3* 1,3*
загружения
1 усилия 13,7 563,9 4,4 -1110,3 1912 -167,1 489 -324,9 489
Номер схем 1,3,4,5 1,2,3*,4,5 1,2,3* 1,2,3*,4*,5*
загружения
0,9 усилия 376,3 1780,6 -109,9 -1022,6 1916,7 -212,9 624,6 -540,2 641,5
Номер схем 1,4,5 1,3
загружения
1 усилия 587,2 1912 -1,45 -25,3 563,9
Номер схем 1,2,3*,4,5 1,3,4,5*
загружения 770,9 1916,7 -157,5 -173,7 505,4
0,9 усилия
Номер схем 1,3 1,4,5 1,2 1,2
загружения
1 усилия 13,7 563,9 4,4 -1110,3 1912 -211,1 635,8 -358,8 635,8
Номер схем 1,3,4,5 1,2,3*,4,5 1,2,3* 1,2,3*,4*,5*
загружения
0,9 усилия 376,3 1780,6 -109,9 -1022,6 1916,7 -212,9 624,6 -540,2 641,5

4. Расчет и конструирование подкрановой балки

4.1 Нагрузки на подкрановую балку

Наибольшее вертикальное усилие на колесе

Fmaxн = 470 кН.

Вес тележки и крана

G = 620 кН

Тип кранового рельса

КР-100

Нормативная горизонтальная нагрузка на колесо крана

Ткн = 0,5f(Qк + Gт)/n0 = 0,5·0,1(500 + 620)/4 = 28 кН

Расчетные значения усилий на колесе крана определяем с учетом коэффициента надежности по назначению γн = 0,95

Fк = γн·n·nc·k1·Fкн = 0,95·1,1·0,95·1,1·380 = 380,4 кН;

Tк = γн·n·nc·k2·Tкн = 0,95·1,1·1·0,95·28 = 28 кН.

4.2 Определение расчетных усилий

Максимальный момент возникает в сечении, близком к середине пролета. Загружаем линию влияния момента в среднем сечении, устанавливая краны невыгоднейшим образом.

Расчетный момент от вертикальной нагрузки

Мх = α·М = 1,05·2143 = 2250,5 кН·м, где

Мy = М(Tk/Fk) = 342 кН·м, где

α = 1,05 – учитывает влияние собственного веса подкрановых конструкций и временной нагрузки на тормозной площадке.

Расчетный момент от горизонтальной нагрузки

М = Тк·∑уi = 2143 кН·м.

Для определения максимальной поперечной силы загружаем линию влияния поперечной силы на опоре.

Расчетные значения вертикальной и горизонтальной поперечных сил:

Qх = α·Fк·∑уi = 685,6 кН·м, где

4.3 Подбор сечения балки

Принимаем подкрановую балку симметричного сечения с тормозной конструкцией в виде листа из рифленой стали t = 6 мм и швеллера № 36.

Значение коэффициента β определим по формуле

β = 1 + 2(Мух)·(hб/hт) = 1 + 2(342/2250,5)·(1,5/1,5) = 1,3,

где hб ≈ l/8 = 12/8 = 1,5 м – высота балки;

hт = hн = 1,5 м – ширина сечения тормозной конструкции.

Wхтр = Мх·β/γ·R = 2250,5·1,3/1,05·260 = 10716,7 см3.

Задаемся tст = 10

Оптимальная высота балки

hопт = k√(Wхтр/ tст) = 1.1√(10716.7/10) = 114 см.

Минимальная высота балки: