Расчёт металлического каркаса многоэтажного здания (стр. 2 из 8)
По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 26К3;
(м2), 
(м4), iх=11,3см.λ=l/ iх=3,6/0,113=31,85 =>φ=0,668
σ=
<240*103кПа4.1.5 Определяем вертикальную нагрузку, действующую на среднюю колонну I уровня:
Вертикальная нагрузка, действующая на среднюю колонну 1 уровня
| Состав нагрузок | Нормативная нагрузка | Коэффиц. надёжности | Расчётная нагрузка | Грузовая площадь | Усилие |
| 2 уровень | 3530,788 | ||||
| Плита перекрытия | 1,661 | 1,1 | 1,8271 | 216 | 394,6536 |
| Покрытие пола | 0,65 | 0,82 | 216 | 177,12 | |
| Ригели перекрытия | 0,48 | 1,05 | 0,504 | 18 | 9,072 |
| Перегородки и внутренние стены | 1,5 | 1,1 | 1,65 | 49,248 | 81,2592 |
| Колонна | 0,42 | 1,05 | 0,441 | 21,6 | 9,5256 |
| Временная нагрузка | 4 | 1,2 | 4,8 | 216 | 1036,8 |
| Итого: | 5239,219 |
(м2);По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 40К4;
(м2), 
(м4), iх=17,85см.λ=l/ iх=3,6/0,1785=20,17=>φ=0,99
σ=
<240Па4.1.6 Определяем вертикальную нагрузку, действующую на крайнюю колонну I уровня:
| Д | |||||||||||||||
| Состав нагрузок | Нормативная нагрузка | Коффиц. Надёжности по нагрузке | Расчётная нагрузка | Грузовая площадь | Усилие | ||||||||||
| 2 уровень | 1857,464 | ||||||||||||||
| Плита перекрытия | 1,661 | 1,1 | 1,8271 | 108 | 197,3268 | ||||||||||
| Покрытие пола | 0,65 | 0,82 | 108 | 88,56 | |||||||||||
| Ригели перекрытия | 0,48 | 1,05 | 0,504 | 15 | 7,56 | ||||||||||
| Перегородки и внутренние стены | 1,5 | 1,1 | 1,65 | 49,248 | 81,2592 | ||||||||||
| Колонна | 0,42 | 1,05 | 0,441 | 21,6 | 9,5256 | ||||||||||
| Временная нагрузка | 4 | 1,2 | 4,8 | 108 | 518,4 | ||||||||||
| Итого: | 2760,096 | ||||||||||||||
(м2);По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 35К2;
(м2), 
(м4), iх=15,2см.λ=l/ iх=3,6/0,158=23,68 =>φ=0,91
σ=
<240ПаРасчёт на горизонтальные нагрузки. Определение ветровой нагрузки
В связи с тем, что скорость ветра достаточно резко меняется, эта нагрузка воздействует динамически. Давление ветра на высоте 10 м над поверхностью земли в открытой местности, называемое скоростным напором ветра gо, зависит от района строительства. Ветровая нагрузка меняется по высоте, но в нормах принято, что до высоты 10м от поверхности земли скоростной напор не меняется. Он принят за нормативный, а увеличение его при большей высоте учитывается коэффициентами k, разными при разной высоте. Нормативный скоростной напор ветра w0 =0,23 кПа. Тип местности B. Определим нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z:
,где с – аэродинамический коэффициент, зависящий от расположения и конфигурации поверхности. Для вертикальных стен с=0,8 с наветренной стороны и с=-0,6 для откоса;
k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте. Расчетная нагрузка, приходящаяся на часть здания по ширине
, 
- коэффициент надежности по нагрузке, 1,4;B – шаг рам, 6м.
| Z,м | к | В,м | Wm | Wm(p) | ||
| 0,8 | 0,6 | 0,8 | 0,6 | |||
| 1,8 | 0,65 | 6 | 0,156 | 0,117 | 1,3104 | 0,9828 |
| 5,4 | 0,65 | 6 | 0,156 | 0,117 | 1,3104 | 0,9828 |
| 9 | 0,65 | 6 | 0,156 | 0,117 | 1,3104 | 0,9828 |
| 12,6 | 0,66 | 6 | 0,1584 | 0,1188 | 1,33056 | 0,99792 |
| 16,2 | 0,74 | 6 | 0,1776 | 0,1332 | 1,49184 | 1,11888 |
| 19,8 | 0,83 | 6 | 0,1992 | 0,1494 | 1,67328 | 1,25496 |
| 23,4 | 0,89 | 6 | 0,2136 | 0,1602 | 1,79424 | 1,34568 |
| 27 | 0,94 | 6 | 0,2256 | 0,1692 | 1,89504 | 1,42128 |
| 30,6 | 0,99 | 6 | 0,2376 | 0,1782 | 1,99584 | 1,49688 |
| 34,2 | 1,046 | 6 | 0,25104 | 0,18828 | 2,108736 | 1,581552 |
| 37,8 | 1,099 | 6 | 0,26376 | 0,19782 | 2,215584 | 1,661688 |
| 41,4 | 1,14 | 6 | 0,2736 | 0,2052 | 2,29824 | 1,72368 |
| 45 | 1,183 | 6 | 0,28392 | 0,21294 | 2,384928 | 1,788696 |
| 48,6 | 1,19 | 6 | 0,2856 | 0,2142 | 2,39904 | 1,79928 |
| 52,2 | 1,2 | 6 | 0,288 | 0,216 | 2,4192 | 1,8144 |
| 55,8 | 1,21 | 6 | 0,2904 | 0,2178 | 2,43936 | 1,82952 |
| 59,4 | 1,22 | 6 | 0,2928 | 0,2196 | 2,45952 | 1,84464 |
| 63 | 1,25 | 6 | 0,3 | 0,225 | 2,52 | 1,89 |
Определим сосредоточенные силы:
Р1= (1,31+1,31)∙1,8+(0,98+0,98)∙1,8=8,26кН
Р2=(1,31+1,31)∙1,8+(0,98+098)∙1,8=8,26кН
Р3=(1,31+1,33)∙1,8+(0,98+0,99)∙1,8=8,31кН
Р4=(1,33+1,49)∙1,8+(0,99+1,11)∙1,8=8,89кН
Р5=(1,49+1,67)∙1,8+(1,11+1,25)∙1,8=9,97кН
Р6=(1,67+1,79)∙1,8+(1,25+1,34)∙1,8=10,92кН
Р7=(1,79+1,89)∙1,8+(1,34+1,42)∙1,8=11,62кН
Р8=(1,89+1,99)∙1,8+(1,42+1,49)∙1,8=12,26кН
Р9=(1,99+2,1)∙1,8+(1,49+1,58)∙1,8=12,93 кН
Р10=(2,1+2,22)∙1,8+(1,58+1,66)∙1,8=13,62 кН
Р11=(2,22+2,29)∙1,8+(1,66+1,72)∙1,8=14,21 кН
Р12=(2,29+2,38)∙1,8+(1,72+1,79)∙1,8=14,75 кН
Р13=(2,38+2,39)∙1,8+(1,79+1,799)∙1,8=15,07 кН
Р14=(2,39+2,41)∙1,8+(1,799+1,8)∙1,8=15,18 кН
Р15=(2,41+2,43)∙1,8+(1,81+1,83)∙1,8=15,3 кН
Р16=(2,43+2,46)∙1,8+(1,83+1,84)∙1,8=15,43 кН
Р17=(2,46+2,52)∙1,8+(1,84+1,89)∙1,8=15,68 кН
Р18=2,52∙1,8+1,89∙1,8=7,94 кН
расчет на горизонтальную нагрузку
ΣРIII=7,94+15,68+15,43+15,30+15,177+15,07=84,61 (кН).
ΣРII=14,75+14,21+13,62+12,93+12,25+11,62=79,39 (кН).
ΣРI=10,92 +9,97+8,89+8,32+8,25+8,25=54,61 (кН).
Рис. Схема действия нагрузок
Фактические изгибающие моменты:
,где MЖ – момент в жестком узле;
MШ – момент в шарнирном узле;
- сумма нагрузок уровня;hЭТ – высота уровня;
4– количество колонн;
K – коэффициент, определяющий жесткость узла.
; 
, 
,где
- момент инерции ригеля; 
- момент инерции колонны; 
- длина колонны; 
- длина ригеля;III уровенькрайняя колонна:
W=815,1/240*103=0,000625м3
По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 23К2;
(м2), 
(м4), iх=10см.σ=M/W=15,1/0,00661=2,28*103<240*103Па
II уровень средняя колонна:
W=39,59/240*103=0,000164м3
По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 20К1;
(м2), 
(м4), iх=8,5см.