Материал: Разработка проекта здания производственно-эксплуатационного блока со встроенными бытовыми помещениями

Постоянная расчетная погонная нагрузка по ригелю рамы:

, кН/м,                                                                      (2.1)

где g1 - расчетная нагрузка от массы кровли, несущих конструкций покрытия по таблице 2.1;

Встр.к. - шаг стропильных конструкций (ригелей).

Постоянная расчетная погонная нагрузка на перекрытие 1-го этажа:

, кН/м,                                                                     (2.2)

где g2 - расчетная нагрузка от перекрытия по таблице 2.2;

Узел 5= 0

М=0

Узел 4

= - (GB +GCT.В)                                                                   (2.3)

где GB - собственный вес верхней части колонны, принимаемый как 50 % от всего веса колонны

= 0,5 × GК, кН,                                                                     (2.4)К =  , кН,                                                            (2.5)

где - переходный коэффициент;

γf - коэффициент надежности по нагрузке, для стальных конструкций

γf = 1,05;

qкол - нагрузка от массы 1 погонного метра предварительно принятого сечения колонны в кН/м;

 - длина колоны в м,

.К = = 0.5 × 1,38 = 0,69 кН

.В = gст x hВ x B x γf , кН,                                                    (2.6)

.В = 0,27 x 2,25 x 6 x 1.2 = 4,37 кНст =27 кг/м2= -(0,69+4,37) = -5,06 кН

М4 = GCT.В× e, кН·м,                                                                   (2.7)

М4 = 4,37 × (0,25/2 + 0,15/2) = 0,87 кН·м

Узел 3

N = 0

М=0

Узел 2

= - (GН + GСТ.Н)                                                                           (2.8)

где GН = 0,5GК - собственный вес нижней части колонныК = Н = 0,5×2,39 = 1,2 кН.Н = 0.27 x 2,99 x 6 x 1.2 = 5,81 кН= -(1,2+5,81) = -7,01 кН

М2 = 5,81 × (0,25/2 + 0,15/2) = 1,16 кН·м

Узел 1= 0

М = 0

Узел 7К = Н = 0,5×3,76 = 1,88 кН.Н = 0.27 x 5,25 x 6 x 1.2 = 10,21 кН= -(1,88+10,21) = -12,09 кН

М7 = 10,21 × (0,25/2 + 0,15/2) = 2,04 кН·м

В узлах 6, 8 продольные силы такие же, как и у соответствующих им узлах левой стойки, а моменты меняют знаки на противоположные.

Рисунок 2.1 - Расчетная схема поперечной рамы от постоянной нагрузки

Определение снеговой нагрузки

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяется по формуле (10.1) [2]:

S0 = 0,7 ce ct m Sg, кПа,                                                                          (2.9)

где се - коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов (10.6) [2]:

ct = 1 - термический коэффициент

m = 1 - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие

Sg = 2,4 кПа - вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли (для 4 снегового района).

Для скатных кровель 2 варианта загружения.

S01 = 0,7  0,85  1  1  2,4  103 = 1,428 кПа= 0,7  0,85  1  0,6  2,4  103 = 0,857 кПа= 0,7  0,85  1  1,4  2,4  103 = 1,999 кПа

S = S0  γf , кПа,                                                                                     (2.10)

= 1,428  1,4 = 1,999 кПа= 0,857  1,4 = 1,2 кПа= 1,999  1,4 = 2,799 кПа

сн = S  B, кН/м,                                                                                     (2.11)

сн1 = S  B = 1,999  6 = 11.99 кН/мсн2 = S  B = 1,2  6 = 7,2 кН/мсн3 = S  B = 2,799  6 = 16,79 кН/м

Рисунок 2.2 - Загружение снеговой нагрузкой

Определение ветровой нагрузки

Ветровая нагрузка будет состоять из двух загружений:

ветер слева - направо

ветер справа - налево

Интенсивность распределенной ветровой нагрузки определяется по формулам:

с наветренной стороны (активное давление)

w = γf x c x w0 x к x Bк, кН/м,                                                        (2.12)

с заветренной стороны (отсос)

w/ = γf x c/ x w0 x к x Bк, кН/м,                                                      (2.13)

где с и с/ - аэродинамические коэффициенты

w0 = 0,23 кПа - нормативный скоростной напор ветра для высоты над поверхностью земли до 5 м;

Bк = 6 м - шаг рам;

к - коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора в зависимости от высоты и типа местности для городской застройки к5.000 = 0,5.

w5.0 = 1,4 x 0,8 x 0,23 x 0,5 x 6 = 0,773 кН/м

w/5.0 = 1,4 x 0,6 x 0,23 x 0,5 x 6 = 0,58 кН/м

Выше отметки верха ригеля распределенная нагрузка заменяется сосредоточенной силой W , приложенной в уровне нижнего пояса ригеля.

W/. = W = 0.

Рисунок 2.3 - Загружение ветровой нагрузкой

Определение временной эксплуатационной нагрузки

Нормативное значение временной эксплуатационной нагрузки от людей и оборудования на перекрытие:

Pn = 2,0 кH/м2

p = Pn × B × γf , кН/м2                                                                   (2.14)

p = 2,0 × 6 × 1,2 = 14,4 кН/м2

Рисунок 2.4 - Загружение эксплуатационной нагрузкой

Выполняем статический расчёт рамы в программе SCAD Office.

Поперечная рама имеет 6 загружений:

1.       от действия постоянной нагрузки;

2.       от действия снеговой нагрузки(I вариант);

.        от действия снеговой нагрузки(II вариант) - для двускатных кровель;

.        от действия ветровой нагрузки слева направо;

.        от действия ветровой нагрузки справа налево.

.        от действия эксплуатационной нагрузки.

Рисунок 2.5 - К статическому расчету поперечной рамы

Таблица 2.3 - Усилия и напряжения, Т, м

Рисунок 2.6 - Рассматриваемые сечения колонн

Таблица 2.4 - Усилия и их сочетания в сечениях колонны

Таблица 2.5 - Определение невыгодных сочетаний усилий в сечениях крайней колонны

Таблица 2.6 - Расчетные усилия в сечениях крайней колонны