II. Расчет поперечной рамы здания

2.1. Компоновка поперечной рамы

В качестве основной несущей конструкции покрытия принята железобетонная сегментная ферма , с предварительно напряженным нижним поясом . Устройство фонарей не предусмотрено, здание оборудовано лампами дневного света. Плиты покрытия предварительно напряженные железобетонные ребристые размером 3×12 м.

Подкрановые балки предварительно напряженные высотой 1,4м. Наружные стены панельные навесные, опирающиеся на опорные столики колонн на отметке 9.0м. Стеновые панели и остекление ниже отметки 9.0м также самонесущие панели, опирающиеся на фундаментную балку. Колонны сквозные двухветвевые.

Колонна имеет длину от обреза фундамента до верха подкрановой консоли Н₁ = 11,7м; от верха подкрановой консоли до низа стропильной конструкции

Н₂ = 5,1м. Полная длина колонны .

Привязка колонн к разбивочным осям принята 250мм.

Соединение колонн с фермами выполняется на анкерных болтах и в расчетной схеме рамы считается шарнирным.

Размеры сечения колонн приняты следующие:

надкрановая часть 600×500мм

подкрановая часть 1300×500мм

сечение ветвей 300×500мм

сечение распорок 450×500мм.

2.2. Определение нагрузок на раму

Постоянная нагрузка

Расчетное опорное давление фермы F_R = 815,48кН

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления, передаваемая на колонну выше отметки 9,0м

, где 2,5кН/м² – вес 1м² стеновых панелей; 0,4кН/м² – вес 1м² остекления.

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления, передаваемая на фундаментную балку

,

Собственный вес надркрановой части

Собственный вес подркрановой части

Расчетная нагрузка от веса подкрановых балок

Полная постоянная нагрузка:

Подкрановая ветвь F₁ = 100.45 + 110.9 = 211.35кН

Надкрановая ветвь F₂ = 287.8 + 39.97 = 327.77кН

Эксцентриситет вследствие разной ширины сечения ветвей

Эксцентриситет передачи нагрузки от фермы

Момент в консоли, вызванный разной шириной сечения ветвей

Момент в консоли, вызванный внецентренностью передачи нагрузки от фермы

Снеговая нагрузка

Расчетное значение равномерно распределенной по ригелю рамы снеговой нагрузки .

Снеговая нагрузка на колонны рамы

Момент в консоли, вызванный разной шириной сечения ветвей

Момент в консоли, вызванный внецентренностью передачи нагрузки от фермы

Ветровая нагрузка

Нормативное значение ветрового давления w₀ = 0,3 кПа, расчётная линейная ветровая нагрузка определяется по формулам:

С наветренной стороны

С заветренной стороны

Где =1,4 коэффициент надёжности по ветровой нагрузке;

- нормативное значение ветрового давления, принимаемого по СНиП «Нагрузки и воздействия»;

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте берется по СНиП “Нагрузки и воздействия”;

с и с’ – соответственно 0,8 и 0,6.

С наветренной стороны

До 5 м:

До 10 м:

_{До 20 м:}

До 40 м:

Методом линейной интерполяции находим значение ветровой нагрузки на следующих отметках:

16,8м q^наветр.=3,17 кН/м

20.7м q^наветр.=3,47 кН/м

Расчётное значение сосредоточенной ветровой нагрузки:

W= =23,97кН

Величина эквивалентной равномерно распределенной по высоте нагрузки q_э определяется из выражения

= =2,69 кН

= =3,07 кН/м, = =1,92 кН/м

Крановые нагрузки

Вес поднимаемого груза Q = 500кН. Пролет крана 18 – 2· 0,75 = 16,5м. База крана 6650мм, расстояние между колесами 5250мм, вес тележки G_Т = 18кН,

F_n,max = 465кН.

Расчетное максимальное давление на колесо крана

Нормативное минимальное давление на колесо крана

Расчетное минимальное давление на колесо крана

Расчетная поперечная тормозная сила на одно колесо:

Горизонтальная крановая нагрузка на колонну от двух кранов при поперечном торможении

Вертикальная крановая нагрузка на колонны от двух сближенных кранов с коэффициентом сочетаний

Эксцентриситет приложения крановой нагрузки

Моменты в консоли, вызванные эксцентриситетом приложения крановой нагрузки

Учет пространственной работы каркаса

Каркас промышленного здания представляет собой пространственное сооружение, все рамы которого связаны между собой продольными элементами. Эти элементы при загружении отдельных рам местными нагрузками вовлекают в работу соседние рамы.

Поэтому при действии нагрузок, приложенных к одной или нескольким поперечным рамам, необходимо учитывать пространственную работу каркаса здания.

Коэффициент пространственной работы при жесткой кровле

n – число рам в температурном блоке

n₁ – число колёс кранов на одной нитке подкрановых балок

a_i – расстояние между симметрично расположенными относительно середины блока рамами

a₂ – расстояние между вторыми от торцов рамами

- сумма ординат линии влияния реакции рассматриваемой рамы.

n = 6, n₁ = 4.