Металлические конструкции одноэтажного производственного здания (стр. 3 из 7)
Σyi – сумма ординат линии влияния
– коэффициент динамичности [3 п.4.9],M1=0,95*1,1*0,85*1,05*540*(5,245+6,755)*4,4/12*1,1=243800 кНсм
M2=0,95*1,1*0,85*1,05*540*(5,245+6,755)*5,244/12*1,1=290500431970 кНсм
M3=0,95*1,1*0,85*1,05*504*2*5,245/21,1=290600 кНсм
Мср=(243800+290500+290600)/3=275000 кНсм
Среднее значение перерезывающей силы в пределах рассчитываемого отсека определяется по эпюре перерезывающих сил (см. рис.) по формуле:
где Q1 – перерезывающая сила в пределах отсека, вычисленная только от действия подвижной крановой нагрузки Fк;
аi – участок эпюры с постоянными ординатами в пределах отсека;
ар=160 cм – расчетная ширина отсека стенки или участие отсека, равного hст.
Qcp=(540*84,5+0*75,5)*1,04/160=297 кН
Местные напряжения σм определены в пункте 5: σм=12,56 кН/см²
Касательные напряжения:
При отношении размеров отсека
потеря устойчивости стенки балки асимметричного сечения может произойти как по одной, так и по двум полуволнам, поэтому проверка производится дважды:I случай. Предполагая, что потеря устойчивости стенки происходит по одной полуволне, нормальные критические напряжения находятся по формуле:
где С2 = 37,825 – коэффициент, принимаемый по [4 табл.2.4]
hb – расстояние от нейтральной оси до верхней границы отсека
hb=Z1-tn=76,12-1,6=74,52 см
– условная гибкость стенки балки асимметричного сечения: 
σкр=84,7*23/3,56²=153,7 кН/см²
Касательные критические напряжения:
где Rs=13,26 кН/см²
μ=1,875 – отношение большей сторон отсека a=300 cм к меньшей d=hст=160 см
– условная гибкость стенки по размеру d 
τкр=10,3*(1+0,76/1,875²)*13,26/3,82²=11,38 кН/см²
Критические местные напряжения:
где С1 – коэффициент, принимаемый для сварных балок по [4, табл.2.3] в зависимости от степени упругого защемления стенки в поясах δ
где β – коэффициент, зависящий от условий работы сжатого пояса. При крановых рельсах, прикрепленных к поясу болтам, β=2.
δ=2*40*(1,6/1,4)³/160=0,75
Принимаем С1 = 41,8
– условная гибкость стенки по размеру а: 
σмкр=41,8*23/7,16²=18,75 кН/см²
II случай. Предполагая, что потеря устойчивости стенки балки происходит по двум полуволнам, местные критические напряжения определяем по формуле
с подстановкой а/2 вместо а в [4, табл.2.3] и формулу
: 
Принимаем С1 = 17
σмкр=17*23/3,58²=30,51 кН/см²
где С2 = 30 – коэффициент, принимаемый по [4 табл.2.4]
hb – расстояние от нейтральной оси до верхней границы отсека
hb=Z1-tn=76,12-1,6=74,52 см
– условная гибкость стенки балки асимметричного сечения: 
σкр=30*23/3,56²=54,44 кН/см²
Устойчивость стенки для полной длины волны:
0,81<0,9 – условие выполняется.Устойчивость стенки для полуволны:
, 0,78<0,9 –условие выполняется8. Расчет опорного ребра подкрановой балки
Опорные ребра балок обеспечивают устойчивость стенки, воспринимают опорную реакцию и через сварные швы передают её на стенку балки.
Ширина торцевого опорного ребра:
смгде bp=10 см – ширина промежуточного ребра жёсткости
По [1 пр.14 табл.5] принимаем bo.p.=22 см
Площадь поперечного сечения опорного ребра:
где F=2065 кН – опорная реакция подкрановой балки, численно равная Qmax
Rсм.т=Run/γm=38/1,05=36,2 кН/см² – расчётное сопротивление на смятие торцевой поверхности [2 табл.1].
Асм=2065/36,2=57,04 см²
Требуемая толщина ребра:
По [1 пр.14 табл.5] принимаем to.p.=2,8 см
Из условия устойчивости ребра, его толщина должна быть не менее:
to.p.=2,8 см>0,74 см – условие выполнено.
Т.к. опорное ребро выступает за крайнее волокно нижнего пояса на 20 мм и эта величина не превышает значение 1,5 to.p=1,5*28=42 мм, следовательно, выступающая часть не будет подвержена смятию.
Площадь поперечного сечения опорного стержня:
Ао.с.=22*2,8+0,65*1,4²*√(20600/23)=99,73 см²
Проверка устойчивости:
где φ=0,926 – коэффициент продольного изгиба опорного стержня с гибкостью λ определяется [2 табл.72]
где Jо.с – момент инерции сечения опорного стержня относительно оси Z
σ=2065/(0,926*99,73)=22,36 кН/см² <23 кН/см² – условие выполняется.
Сбор нагрузок на поперечную раму.
1. Постоянные нагрузки.
· Погонная нагрузка на ригель рамы
где gфер=0,2 кН/м2– вес несущих и ограждающих конструкций фермы [5 табл.1]
gплит=1,7 кН/м2 – вес железобетонных плит покрытия ПР.116-15 [5 табл.1]
gкров = 1,0 кН/м2– вес конструкций кровли [5 табл.1]
В=12м – шаг поперечных рам
Γf =1,05 [3 табл.1], γf =1,1 [3 табл.1], γf =1,3 [3 п.3.7] – коэффициенты надёжности по соответствующим нагрузкам.
qn=(0,2*1,05+1,7*1,1+1,0*1,3)*12=40,56 кН/м
· Вес стенового ограждения
где
– осреднённый нормативный вес 1м2 стенового и оконного ограждения [5 табл.1]γf =1,1 – коэффициент надежности по нагрузке [3 табл.1]
hст.верх.. = 9,26 м – высота стены
hст.низ.. = 11,84 м – высота стены
Gст.верх.=1,1*0,6*12*9,26=55,56 кН
Gст.низ.=1,1*0,6*12*11,84=109,5 кН
· Вес колонны
где
– вес колонны [5 табл.1]γf =1,05 – коэффициент надежности по нагрузке [3 табл.1]
Gk=1,05*0,4*12*34/2=85,7 кН
Gк.верх.=0,2*85,7=17,14 кН
Gк.низ.= 0,8*188,1=68,56 кН
· Вес подкрановых балок
где
- нормативная распределённая нагрузка от веса подкрановой балки [5 табл.1]γf =1,05 [3 табл.1]
Gп.б.=1,05*0,3*12*34/2=64,26 кН
2. Временные нагрузки.
· Снеговая нагрузка
При расчёте рамы снеговую нагрузку равномерно распределённой по длине ригеля.