Расчет строительных конструкций
3.1 Собственный вес
3.1.1 Расчет собственного веса стен
Нагрузка от собственного веса конструкции стены приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Собственный вес конструкции стены
Сэндвич панель состоит из трёх слоёв |
qн, кг/м2 |
ɣf |
qр, кг/м2 |
Облицовочный лист С18-1000-0.7, t=0,7мм, g=7850 кг/м3 |
5,5 |
1,05 |
5,78 |
Утепляющий слой пенополистирол t=120мм, g=130 кг/м3 |
15,6 |
1,3 |
20,28 |
Облицовочный лист С18-1000-0.7 t=0,7мм, g=7850 кг/м3 |
5,5 |
1,05 |
5,78 |
Итого: |
26,6 |
– |
31,84 |
Нагрузка на колонну от собственного веса сэндвич панелей будет ровна:
3.1.2 Расчет собственного веса покрытия купола
Нагрузка от собственного веса покрытия приведены в таблице 3.
Нагрузка на каждый прогон будет ровна:
Таблица 3 - Собственный вес конструкции покрытия
Сэндвич панель состоит из трёх слоёв |
qн, кг/м2 |
ɣf |
qр, кг/м2 |
Облицовочный лист С18-1000-0.7, t=0,7мм, g=7850 кг/м3 |
5,5 |
1,05 |
5,78 |
Утепляющий слой пенополистирол t=150мм, g=130 кг/м3 |
19,5 |
1,3 |
25,35 |
Облицовочный лист С18-1000-0.7 t=0,7мм, g=7850 кг/м3 |
5,5 |
1,05 |
5,78 |
Итого: |
30,5 |
– |
36,91 |
3.1.3 Расчет собственного веса остекления фонаря
В
среднем нагрузка на м2 от остекления
равна 10 кг. С учетом коэффициента
надежности
.
Нагрузка на стойку фонаря от собственного веса остекления будет ровна:
3.1.4 Расчет собственного веса покрытия фонаря
Нагрузка от собственного веса покрытия приведены в таблице 3.
В
вершине значение - 0, а в низу
3.2 Снеговая нагрузка
Нормативное значение снеговой нагрузки вычисляется по формуле
(1)
где
-
нормативное значение веса снегового
покрова на квадратный метр для 3 снегового
района [1];
— термический
коэффициент [1];
— коэффициент,
учитывающий снос снега с покрытий зданий
под действием ветра или иных факторов
[1];
— коэффициент
перехода от веса снегового покрова
земли к снеговой нагрузке на покрытие,
[1].
Значение нормативной нагрузки без учета коэффициента :
Значение расчетной нагрузки без учета коэффициента :
3.2.1 Расчет снеговой нагрузки на купольную часть
Опираясь
на [1], купольная часть кровли загружена
3-мя вариантами загружений, так как
и
.
Для расчета снеговой нагрузки на купольную часть, делим кровлю на отсеки, тем самым получаются 24 отсека, из которых 6 симметричны другим (Рисунок 2).
Рисунок 2 - Разделение купольной части кровли на отсеки
В каждом отсеке пронумеруем прогоны от 0 до 10 (Рисунок 3) и находим расстояния до краев грузовой площади для каждого прогона.
Рисунок 3 - Нумерация прогонов в отсеке.
Условно принимаем, что 18,27 м=18,47м.
1 вариант:
Для
кровли с
коэффициент μ1 постоянный и равен 1.
Далее коэффициент находится путем
интерполяции в зависимости от угла
наклона кровли
(Рисунок 4). Данные грузовой нагрузки
(кг/м2) в крайних точках для каждого
прогона приведены в таблице 4.
Рисунок 4 - Угол наклона кровли
Условно
принимаем, что у последнего прогона
.
Таблица 4 - Расчет грузовой нагрузки в точках
Градус β |
Радианы β |
Расстояние, м |
5,2 |
6,39 |
8,84 |
11,28 |
13,68 |
16,01 |
18,47 |
20,44 |
22,5 |
24,46 |
26,32 |
27,25 |
Градус α |
8 |
10 |
14 |
18 |
22 |
26 |
30 |
33 |
37 |
41 |
45 |
45 |
||
Радианы α |
0,14 |
0,17 |
0,24 |
0,31 |
0,38 |
0,45 |
0,52 |
0,58 |
0,65 |
0,72 |
0,79 |
0,79 |
||
0 |
0,00 |
|
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
15 |
0,26 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
|
30 |
0,52 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
|
45 |
0,79 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
|
60 |
1,05 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
|
75 |
1,31 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
|
90 |
1,57 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
|
105 |
1,83 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
|
120 |
2,09 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
|
135 |
2,36 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
|
150 |
2,62 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
|
165 |
2,88 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
|
180 |
0,00 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
178,5 |
160,65 |
136,85 |
113,05 |
89,25 |
89,25 |
Согласно данным таблицы 4, рассчитываем нагрузку на прогон каждого отсека. Расчет погонной нагрузки приведены в таблице 5.
Таблица 5 - Расчет погонной нагрузки
|
№ прогона |
|||||||||||||||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||||||||||||||
1 отсек |
Сред. знач. нагрузки кг/м2 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
169,58 |
148,75 |
124,95 |
101,15 |
89,25 |
|
|||||||||||
Значение нагрузки на прогон кг/м |
227,59 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
432,42 |
379,31 |
318,62 |
257,93 |
113,79 |
|
||||||||||||
2 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
169,58 |
148,75 |
124,95 |
101,15 |
89,25 |
|
|||||||||||
Значение нагрузки на прогон кг/м |
227,59 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
432,42 |
379,31 |
318,62 |
257,93 |
113,79 |
|
||||||||||||
3 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
169,58 |
148,75 |
124,95 |
101,15 |
89,25 |
|
|||||||||||
Значение нагрузки на прогон кг/м |
227,59 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
432,42 |
379,31 |
318,62 |
257,93 |
113,79 |
|
||||||||||||
4 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
169,58 |
148,75 |
124,95 |
101,15 |
89,25 |
|
|||||||||||
Значение нагрузки на прогон кг/м |
227,59 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
432,42 |
379,31 |
318,62 |
257,93 |
113,79 |
|
||||||||||||
5 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
169,58 |
148,75 |
124,95 |
101,15 |
89,25 |
|
|||||||||||
Значение нагрузки на прогон кг/м |
227,59 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
432,42 |
379,31 |
318,62 |
257,93 |
113,79 |
|
||||||||||||
6 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
178,50 |
169,58 |
148,75 |
124,95 |
101,15 |
89,25 |
|
|||||||||||
Значение нагрузки на прогон кг/м |
227,59 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
455,18 |
432,42 |
379,31 |
318,62 |
257,93 |
113,79 |
|
||||||||||||
2 вариант:
Расчет
второго варианта при
осуществляется по формуле
(2)
где
;
-
расстояние от центра до точки с уклоном
кровли
.
В
нашем случае
м.
.
Данные грузовой нагрузки (кг/м2) в крайних точках для каждого прогона приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Расчет грузовой нагрузки в точках
градус β |
радианы β |
Расстояние |
5,20 |
6,39 |
8,84 |
11,28 |
13,68 |
16,01 |
18,47 |
20,44 |
22,50 |
24,46 |
26,32 |
27,25 |
градус α |
8,00 |
10,00 |
14,00 |
18,00 |
22,00 |
26,00 |
30,00 |
33,00 |
37,00 |
41,00 |
45,00 |
45,00 |
||
радианы α |
0,14 |
0,17 |
0,24 |
0,31 |
0,38 |
0,45 |
0,52 |
0,58 |
0,65 |
0,72 |
0,79 |
0,79 |
||
0 |
0,00 |
|
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
15 |
0,26 |
8,96 |
13,54 |
25,91 |
42,18 |
62,04 |
84,97 |
113,09 |
104,34 |
92,66 |
80,98 |
69,30 |
69,30 |
|
30 |
0,52 |
17,32 |
26,15 |
50,05 |
81,49 |
119,85 |
164,16 |
218,48 |
201,56 |
179,00 |
156,44 |
133,88 |
133,88 |
|
45 |
0,79 |
24,49 |
36,98 |
70,78 |
115,24 |
169,50 |
232,16 |
308,98 |
285,05 |
253,14 |
221,24 |
189,33 |
189,33 |
|
60 |
1,05 |
30,00 |
45,29 |
86,69 |
141,14 |
207,59 |
284,33 |
378,42 |
349,11 |
310,03 |
270,96 |
231,88 |
231,88 |
|
75 |
1,31 |
33,46 |
50,52 |
96,69 |
157,43 |
231,54 |
317,13 |
422,07 |
389,39 |
345,80 |
302,21 |
258,63 |
258,63 |
|
90 |
1,57 |
34,64 |
52,30 |
100,10 |
162,98 |
239,71 |
328,32 |
436,96 |
403,12 |
358,00 |
312,87 |
267,75 |
267,75 |
|
105 |
1,83 |
33,46 |
50,52 |
96,69 |
157,43 |
231,54 |
317,13 |
422,07 |
389,39 |
345,80 |
302,21 |
258,63 |
258,63 |
|
120 |
2,09 |
30,00 |
45,29 |
86,69 |
141,14 |
207,59 |
284,33 |
378,42 |
349,11 |
310,03 |
270,96 |
231,88 |
231,88 |
|
135 |
2,36 |
24,49 |
36,98 |
70,78 |
115,24 |
169,50 |
232,16 |
308,98 |
285,05 |
253,14 |
221,24 |
189,33 |
189,33 |
|
150 |
2,62 |
17,32 |
26,15 |
50,05 |
81,49 |
119,85 |
164,16 |
218,48 |
201,56 |
179,00 |
156,44 |
133,88 |
133,88 |
|
165 |
2,88 |
8,96 |
13,54 |
25,91 |
42,18 |
62,04 |
84,97 |
113,09 |
104,34 |
92,66 |
80,98 |
69,30 |
69,30 |
|
180 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
Согласно данным таблицы 6, рассчитываем нагрузку на прогон каждого отсека. Расчет погонной нагрузки приведены в таблице 7.
Таблица 7 - Расчет погонной нагрузки
|
№ прогона |
||||||||||||||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|||||||||||||
1 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
5,63 |
9,86 |
17,02 |
26,06 |
36,75 |
49,52 |
54,36 |
49,25 |
43,41 |
37,57 |
34,65 |
|||||||||||
Значение нагрузки на прогон кг/м |
7,17 |
25,15 |
43,41 |
66,44 |
93,72 |
126,27 |
138,61 |
125,58 |
110,69 |
95,80 |
44,18 |
||||||||||||
2 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
16,49 |
28,91 |
49,91 |
76,39 |
107,76 |
145,18 |
159,37 |
144,39 |
127,27 |
110,15 |
101,59 |
|||||||||||
Значение нагрузки на прогон кг/м |
21,03 |
73,72 |
127,26 |
194,80 |
274,78 |
370,20 |
406,39 |
368,19 |
324,53 |
280,88 |
129,52 |
||||||||||||
3 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
26,24 |
45,99 |
79,39 |
121,52 |
171,42 |
230,94 |
253,52 |
229,69 |
202,45 |
175,22 |
161,60 |
|||||||||||
Значение нагрузки на прогон кг/м |
33,45 |
117,27 |
202,44 |
309,88 |
437,11 |
588,91 |
646,47 |
585,70 |
516,26 |
446,81 |
206,04 |
||||||||||||
4 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
34,19 |
59,94 |
103,46 |
158,37 |
223,40 |
300,97 |
330,39 |
299,34 |
263,84 |
228,35 |
210,60 |
|||||||||||
Значение нагрузки на прогон кг/м |
43,59 |
152,84 |
263,83 |
403,84 |
569,66 |
767,48 |
842,50 |
763,30 |
672,80 |
582,29 |
268,52 |
||||||||||||
5 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
39,82 |
69,80 |
120,48 |
184,43 |
260,15 |
350,49 |
384,75 |
348,58 |
307,25 |
265,92 |
245,25 |
|||||||||||
Значение нагрузки на прогон кг/м |
50,77 |
177,98 |
307,24 |
470,29 |
663,38 |
893,75 |
981,11 |
888,89 |
783,49 |
678,09 |
312,70 |
||||||||||||
6 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
42,73 |
74,90 |
129,30 |
197,93 |
279,17 |
376,12 |
412,89 |
374,08 |
329,72 |
285,37 |
263,19 |
|||||||||||
Значение нагрузки на прогон кг/м |
54,48 |
191,00 |
329,73 |
504,68 |
711,90 |
959,13 |
1052,86 |
953,89 |
840,79 |
727,68 |
335,57 |
||||||||||||
3 вариант:
Расчет третьего варианта осуществляется по формуле
(3)
Данные грузовой нагрузки (кг/м2) в крайних точках для каждого прогона приведены в таблице 8.
Согласно данным таблицы 8, рассчитываем нагрузку на прогон каждого отсека. Расчет погонной нагрузки приведены в таблице 9.
Таблица 8 - Расчет грузовой нагрузки в точке
градус β |
радианы β |
Расстояние |
5,20 |
6,39 |
8,84 |
11,28 |
13,68 |
16,01 |
18,47 |
20,44 |
22,50 |
24,46 |
26,32 |
27,25 |
градус α |
8,00 |
10,00 |
14,00 |
18,00 |
22,00 |
26,00 |
30,00 |
33,00 |
37,00 |
41,00 |
45,00 |
45,00 |
||
радианы α |
0,14 |
0,17 |
0,24 |
0,31 |
0,38 |
0,45 |
0,52 |
0,58 |
0,65 |
0,72 |
0,79 |
0,79 |
||
0 |
0,00 |
|
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
15 |
0,26 |
58,66 |
65,04 |
75,23 |
82,73 |
87,91 |
90,96 |
91,97 |
91,41 |
88,87 |
84,23 |
77,34 |
77,34 |
|
30 |
0,52 |
113,32 |
125,64 |
145,34 |
159,81 |
169,83 |
175,73 |
177,68 |
176,58 |
171,68 |
162,72 |
149,41 |
149,41 |
|
45 |
0,79 |
160,25 |
177,68 |
205,55 |
226,01 |
240,17 |
248,52 |
251,28 |
249,72 |
242,79 |
230,12 |
211,30 |
211,30 |
|
60 |
1,05 |
196,27 |
217,61 |
251,74 |
276,81 |
294,15 |
304,37 |
307,75 |
305,85 |
297,35 |
281,83 |
258,79 |
258,79 |
|
75 |
1,31 |
218,91 |
242,71 |
280,78 |
308,74 |
328,08 |
339,48 |
343,25 |
341,13 |
331,65 |
314,34 |
288,64 |
288,64 |
|
90 |
1,57 |
226,63 |
251,28 |
290,68 |
319,63 |
339,65 |
351,45 |
355,36 |
353,16 |
343,35 |
325,43 |
298,82 |
298,82 |
|
105 |
1,83 |
218,91 |
242,71 |
280,78 |
308,74 |
328,08 |
339,48 |
343,25 |
341,13 |
331,65 |
314,34 |
288,64 |
288,64 |
|
120 |
2,09 |
196,27 |
217,61 |
251,74 |
276,81 |
294,15 |
304,37 |
307,75 |
305,85 |
297,35 |
281,83 |
258,79 |
258,79 |
|
135 |
2,36 |
160,25 |
177,68 |
205,55 |
226,01 |
240,17 |
248,52 |
251,28 |
249,72 |
242,79 |
230,12 |
211,30 |
211,30 |
|
150 |
2,62 |
113,32 |
125,64 |
145,34 |
159,81 |
169,83 |
175,73 |
177,68 |
176,58 |
171,68 |
162,72 |
149,41 |
149,41 |
|
165 |
2,88 |
58,66 |
65,04 |
75,23 |
82,73 |
87,91 |
90,96 |
91,97 |
91,41 |
88,87 |
84,23 |
77,34 |
77,34 |
|
180 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
Таблица 9 - Расчет погонной нагрузки
|
№ прогона |
|||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
1 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
30,92 |
35,07 |
39,49 |
42,66 |
44,72 |
45,73 |
45,84 |
45,07 |
43,27 |
40,39 |
38,67 |
Значение нагрузки на прогон кг/м |
39,43 |
89,42 |
100,70 |
108,78 |
114,03 |
116,62 |
116,90 |
114,92 |
110,35 |
103,00 |
49,30 |
|
2 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
90,66 |
102,81 |
115,78 |
125,07 |
131,11 |
134,09 |
134,41 |
132,13 |
126,87 |
118,42 |
113,38 |
Значение нагрузки на прогон кг/м |
115,59 |
262,17 |
295,24 |
318,92 |
334,32 |
341,92 |
342,75 |
336,94 |
323,52 |
301,98 |
144,55 |
|
3 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
144,22 |
163,55 |
184,18 |
198,95 |
208,56 |
213,30 |
213,82 |
210,19 |
201,82 |
188,39 |
180,35 |
Значение нагрузки на прогон кг/м |
183,88 |
417,06 |
469,65 |
507,34 |
531,83 |
543,91 |
545,23 |
535,99 |
514,65 |
480,38 |
229,95 |
|
4 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
187,95 |
213,14 |
240,03 |
259,28 |
271,80 |
277,98 |
278,65 |
273,93 |
263,02 |
245,51 |
235,04 |
Значение нагрузки на прогон кг/м |
239,64 |
543,52 |
612,07 |
661,17 |
693,09 |
708,84 |
710,56 |
698,52 |
670,71 |
626,05 |
299,68 |
|
5 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
218,88 |
248,21 |
279,52 |
301,94 |
316,52 |
323,71 |
324,49 |
319,00 |
306,30 |
285,90 |
273,71 |
Значение нагрузки на прогон кг/м |
279,07 |
632,94 |
712,77 |
769,95 |
807,12 |
825,46 |
827,46 |
813,44 |
781,06 |
729,05 |
348,98 |
|
6 отсек |
Среднее значение нагрузки кг/м2 |
234,88 |
266,36 |
299,96 |
324,02 |
339,67 |
347,39 |
348,23 |
342,33 |
328,70 |
306,81 |
293,73 |
Значение нагрузки на прогон кг/м |
299,48 |
679,23 |
764,89 |
826,26 |
866,15 |
885,83 |
887,98 |
872,93 |
838,18 |
782,36 |
374,50 |
|