Постоянная нагрузка. Расчет поперечной рамы

Расчетная схема рамы

Расчет поперечной рамы

Поперечные рамы являются основными несущими конструкциями здания. Они воспринимают все нагрузки, действующие на здания, и передают их на грунт. Поперечная рама состоит из колонн и ригеля, которым является стропильная ферма.

Исходные данные данного курсового проекта:

- шаг колонн (длина подкрановой балки,) L1 =12 м;

-грузоподъемность кранов, Q=100т;

-группа режимов работы кранов – 8к;

-пролет здания L=30 м;

-длина здания – 156 м;

-высота фермы на опоре – 3,05 м;

-отметка оголовки кранового рельса Нкр=8,2 м;

-тип покрытия –стальной профилированный настил;

-уклон кровли – α=1/10;

-район строительства – г. Гомель.

Расчетная схема рамы является многократно статически неопределимой сквозной системой с жесткими узлами. Принято, что при использовании легких ферм можно пренебрегать жесткостью узлов при определении усилий (т.е. считать их шарнирными), а сквозные элементы рамы (колонны, фермы) заменять сплошными эквивалентной жесткости. Весьма малым углами поворота верхних узлов рамы при действии горизонтальных нагрузок и изгибающих моментов можно пренебречь, т.е. считать ригель бесконечно жестким.

В соответствии с конструктивной схемой и исходными данными курсового проекта принимаем расчетную схему однопролетной рамы с жестким защемлением ригеля в ступенчатых колоннах (рисунок 2.1). Оси стоек в расчетной схеме совпадают с центрами тяжести верхнего и нижнего сечений колонны. В ступенчатых колоннах центры тяжести верхней и нижней части расположены не на одной оси, и поэтому стойка рамы имеет горизонтальный уступ, равный расстоянию между геометрическими осями колонн.

Для определения размера уступа колонны и моментов инерции сечения нижнего и верхнего участков колонн и ригеля нужно знать их сечения, которые не известны нам в данный момент. Поэтому при установлении расчетной схемы рамы используют данные проектирования аналогичных сооружений, или делают упрощенный предварительный расчет рамы с подбором сечений, и на основе этого устанавливают требуемые величины.

Рисунок 2.1 – Расчётная схема поперечной рамы

По опыту проектирования производственных зданий известно, что расстояние между центрами тяжести сечения верхнего и нижнего участков колонны:

, (2.1)

где и - соответственно ширина сечения верхнего и нижнего участков колонны; принято ранее мм; мм, тогда

мм.

Для статического расчета рымы достаточно знать только соотношение моментов инерции элементов рамы, а не их абсолютные значения. Эти соотношения можно принять в пределах , ,

где , и - соответственно моменты инерции нижней и верхней части ступенчатой колонны и ригеля.

Принимаем , .

Рисунок 2.2 – Нагрузки, действующие на раму

Постоянная нагрузка складывается из нагрузки на ригель и нагрузки на колонну.

Постоянную нагрузку на ригель рамы принимаем равномерно распределенной по длине ригеля. В распределенную поверхностную нагрузку входят: нагрузка от кровли, фермы и связей.

Тип кровли производственного здания – плоский стальной лист.

Таблица 2.1 - Нагрузки от веса конструкций покрытия

Виды нагрузки	Нормативная, кПа	Коэффициент надежности	Расчётная, кПа
1. Стальной профилированный настил (0,8 – 1,0 мм)	0,16	1,05	0,17
2. Подложка под стальные плоские листы «Кровляэласт»	0,05		0,07
3. Стальные прогоны из непрофилированных швеллеров q =7,2-19 кН/м. пог.	0,12		0,13
4. Стропильная ферма длиной 30 м	0,3		0,315
5. Каркас фонаря	0,1		0,105
6. Связи	0,05		0,0525

Нормативная нагрузка составит

.

Расчетная нагрузка при этом будет

.

Расчетная равномерно распределенная линейная нагрузка на ригель рамы определяется по формуле:

, (2.2)

где - коэффициент надежности по назначению, .

- шаг колон; в нашем случае по заданию м;

- угол наклона кровли к горизонту; принимаем , тогда

Опорная реакция ригеля рамы

, (2.3)

где - пролет здания; м;

С учетом того, что на верхнюю часть колонны приходится примерно 20% веса всей колонны, а на нижнюю – 80%, т.е.

, (2.4)

, (2.5)

где - коэффициент перегрузки; для металлических конструкций;

- расход металла на колонну(),

;

.

Поверхностная масса стен принимается равной кН/м², переплетов с остеклением кН/м².

В верхней и нижней частях колонны (включая вес этих частей колонны):

, (2.6)

, (2.7)

где и - длина верхней и нижней части колонны;

- модуль оконных переплетов по высоте();

- количество модулей оконных переплетов по высоте().

,

.

Дата добавления: 2015-06-28