Компановка поперечной рамы

1. Компановка поперечной рамы.

1.1. Определение высоты здания.

Высота (размер) от уровня верха фундамента до низа несущей конструкции покрытия

Н = Нв + Нt

Высота подкрановой части колонны (от уровня верха фундамента до верха консоли) Нв = Н1 – hr – hсв +а1

Имея ввиду, что Н1 = 8,12м; hr = 0,12м; hсв = 1м, а1 = 0,15м; получим

Нв = 8,12 – 0,12 – 1,0 + 0,15 = 7,15м.

Высота надкрановой части колонны (от уровня верха консоли до низа несущей конструкции)

Нt = hп.б. + hr + hсв +а2, имея ввиду, что hп.б.=1,0м; а2 = 0,20м (т.к. при пролете 36м) Нt = 1,0 + 0,12 + 2,4 + 0,20 = 3,72м; получим

Н = 7,15 + 3,72 = 10,87м.

Отметка низа несущей конструкции покрытия

Н – а1 = 10,87 – 0,15 = 10,72м.

С учетом модуля кратности 0,6м.принимаем отметку низа несущей конструкции покрытия (отметка верха колонны) 10,800. так как отметка уровня головки рельса задана технологическими требованиями, корректируем высоту подкрановой части колонны

Н = 10,72 + а1 = 10,72+0,15=10,87м 10,800 – 10,72 = 0,08

Нtфак = Нt + 0,08 = 3,72 + 0,08 = 3,8м.

Нф = 3,8 + 7,15 = 10,95м.

Назначаем высоту фермы Нф = 1/8*36 = 4,5м

Приняв толщину покрытия 0,6м получим отметку верха здания с учетом парапетной плиты: Нобщ = 10,80 + 4,5 + 0,6 + 0,2 = 16,100м.

1.2 Определение размеров сечения колонн каркаса.

Привязка грани крайней колонны к координационной оси здания а = 250мм (т.к. шаг колонн – 12,0м > 6,0м, грузоподъемность крана Q = 20/5т < 30т)

- надкрановая часть: ht = 60см. так как привязка а=250мм; в=50см. так как шаг 12м.;

- подкрановая часть из условия hв = (1 – 1 )*Нв hв = 0,715 – 0,511,

10 14

принимаем hв = 800мм.

- глубина заделки в фундамент определяется из условий:

hз > 0,5 + 0,33 hв; hз = 0,5 + 0s,33*0,8 = 0,764

hз > 1,5b; hз = 1,5*0,5 = 0,750

hз < 1,2м. принимаем hз = 800мм.

 

 

 

2. Определение нагрузок на поперечную раму.

 

2.1. Определение нагрузок

№№ п/п	Вид нагрузок	Нормативная нагрузка, Н/м		Коэф. надеж.по нагруз-ки	Расчетная нагрузка, Н/м2
1	2	3		4	5
	I.Постоянные
1.	Ж/б ребристые плиты покрытия размером в плане 3х6м с учетом заливки швов:	1350		1,1	1485
2.	Обмазочная пароизоляция:	50		1,3	65
3.	Утеплитель (готовые плиты):	400		1,2	480
4.	Асфальтовая стяжка толщиной 2см:	350		1,3	455
5.	Рулонный ковер:	150		1,3	195
	Итого:				2680
7.	Собственный вес стен. панелей с отм.12,6-16,2(d=25см), r=2,5кН/м3: 0,25*3,6*1,0*2,5=2,25кН/м=2250Н/м	2250		1,1	2500
8.	Собственный вес стен. панелей с отм.7,8-12,6 с учетом веса оконных переплетов с отм. 11,4-12,6, rп=2,5кН/м3, rо=0,4кН/м2: 0,25*3,6*1,0*2,5+1,2*1,0*0,4=2,73	2730		1,1	3000
9.	Собственный вес стен. панелей с отм.0,0-7,8 с учетом веса оконных переплетов с отм. 1,8-7,8, rп=2,5кН/м3, rо=0,4кН/м2: 0,25*1,8*1,0*2,5+0,6*1,0*0,4=3,52	3520		1,1	3900
	Итого:				9400

 

 

 

2.2 Расчетные нагрузки на элементы поперечной рамы.(при g_n = 0,95)

На крайнюю колонну

Постоянные нагрузки. Нагрузки от веса покрытия приведены в табл.1. Расчетное опорное давление фермы: от покрытия 3,45*12*36/2=745,2кН; от фермы (180/2)*1,1=99кН, где 1,1- коэффициент надежности по нагрузке gf. Расчетная нагрузка от веса покрытия с учетом коэффициент надежности по назначению здания gп<0,95 на крайнюю колонну F1=(745,2+99)*0,95=802кН., на среднюю F2 = 2F1 =1604 кН.

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления, передаваемая на колонну выше отметки 6,6м: F=(2,5*5,4+0,4*1,2)*12*1,1*0,95=175,31кН; Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления, передаваемая непосредственно на фундаментную балку: F=3,52*6*1,1*0,95=22,07кН; Расчетная нагрузка от веса подкрановых балок F=115*1,1*0,95=120,2кН, где Gn =115кН-вес подкрановой балки;

Расчетная нагрузка от веса колонн. Крайние колонны: надкрановая часть F=0,5*0,6*3,8*25*1,1*0,95=32,9кН; подкрановая часть F=0,5*0,7*6,75*25*1,1*0,95=61,72кН. Средние колонны соответственно: F=0,5*0,6*3,8*25*1,1*0,95=32,9кН;

F=[0,5*0,25*10,05*2+(0,9+3*0,4)0,5(1,2-2*0,25)]25*1,1*0,95=84,84кН.

 Временные нагрузки. Снеговая нагрузка. Вес снегового покрова на 1м2 площади горизонтальной проекции покрытия для III района, согласно главе СниП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», sо=1,0кПа, средняя скорость ветра за три наиболее холодных месяца V=4м/с>2м/с снижают коэффициент перехода m=1 умножением на коэффициент K=1,2-0,1V=1,2-0,1*4=0,8, т.е. Km=0,8. Расчетная снеговая нагрузка при km=1*0,8, gf =1,4, gп =0,95; на крайние колонны: F= sо*k*m*а (i / 2) gf*gп= =1,5*0,8*12*(36/2)*1,4*0,95=344,7кН.; на средние колонны F=2*344,7=689,4кН.

 Крановые нагрузки. Вначале строим линию влияния реакции опор подкрановой балки и определяем сумму ординат У.

К=500 М=6300

а = 12000 а = 12000

1,3

Вес поднимаемого груза Q=200кН. Пролет крана 36-2*0,85=34,3м. Согласно стандарту на мостовые краны база крана М=630см, расстояние между колесами К=500см, вес тележки Gп=8,5кН; Fn,max=220кН; Fn,min=60кН.

Расчетное максимальное давление на колесо крана при gf =1,1;gп =0,95 Fmax=220*1,1*0,95=229,9кН;

Fmin=60*1,1*0,95=62,7кН.

Расчетное поперечная тормозная сила на одно колесо:

Нmax=Нmin=200+85*0,5*1,1*0,95=7,45кН

20

Вертикальная крановая нагрузка на колонны от двух сближенных кранов с коэффициентом сочетаний gi =0,85; Dmax=229,9*0,85*2,95=576,47кН;

Dmin=62,7*0,85*2,95=157,22кН.,гдеSу=2,95-сумма ординат линии влияния давления двух подкрановых балок на колонну; то же от четырех кранов на среднюю колонну с коэффициентом сочетаний gI=0,7 равна 2Dmax = 2*229,9*0,7*2,95=949,49кН.

Горизонтальная крановая нагрузка на колонну от двух кранов при поперечном торможении Н=7,45*0,85*2,95=18,7кН.

Ветровая нагрузка. Нормативное значение ветрового давления по главе СниП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» для II района, местности типа Б wо=0,23кПа (230Н/м2). При условии Н/2L=16,8/(3*36)=0,156<0,5 значения аэродинамического коэффициента для наружных стен принято:

-     с наветренной стороной се= 0,8,

-     с подветренной стороны се= -0,5

 Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm с наветренной стороны равно:

-     для части здания высотой до 5м от поверхности земли при коэффициенте, учитывающем изменение ветрового давления по высоте, при К=0,5: wm1= 300*0,5*0,8=120Н/м2;

-     то же высотой до 10м, при К=0,65: wm2= 300*0,65*0,8=156Н/м2;

-     то же высотой до 20м, при К=0,85: wт3= 300*0,85*0,8=204Н/м2;

-      На высоте 16,8м в соответствии с линейной интерполяцией с наветренной стороны: wm4=wm2+(( wm3-wm2)/10)(Н1-10)= 156+((204-156)/10*(16,8-10)=189Н/м2;

-     то же на высоте 10,8м : wm5=wm2+(( wm3-wm2)/10)(Н1-10)= 156+((204-156)/10*(10,8-10)=160Н/м2;

 Переменную по высоте ветровую нагрузку с наветренной стороны заменяют равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке консольной балки длиной 10,8:

wm=2Масt = {2*[120*5² + 120+156 *(10-5)(10-5 + 5)+ 156+160(10,8-10)

Но² 2 2 2 2 *(10,8-10 +10)]}/10,8² =140,5Н/м2;

2

С подветренной стороны wms=(0,45/0,8)*140,5=79Н/м2.

Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отметки 13,8м при коэффициенте надежности по нагрузке gf =1,4, коэффициенте надежности по назначению здания gп=0,95:

- с наветренной стороны р=140,5*12*1,4*0,95=2242,4Н/м;

-     с подветренной стороны рs=79*12*1,4*0,95=1260,8Н/м.

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отм.10,8м:

W=wm4-wm5(Н1-Но)аgfgп(се-сеs)=0,189+0,160(16,8-13,8)*6*1,4*0,95(0,8+0,5)=21

2                                                         2

кН.

Комбинация нагрузок и расчетные усилия в сечениях

крайней колонны

Нагрузка	Эпюра изгибающих моментов		Номера загружений	Коэффициент сочетаний	сечения
					1 - 0		1 - 2		2 - 1
					M	N	M	N	M	N	Q
Постоянная			1	1	86,11	1041,8	-100,6	1162	38,24	1342,6	19,42
Снеговая			2 3	1 0,9	69,21 62,29	344,7 310,23	8,89 8,0	344,7 310,2	6,87 6,18	344,7 310,23	6,87 6,18
Ветровая слева			4 5	1 0,9	-53,18 -47,86	0 0	-53,18 -47,86	0 0	-65,56 -59,0	0 0	6,28 5,65
Ветровая справа			6 7	1 0,9	-34,29 -30,86	0 0	-34,29 -30,86	0 0	-148,1 -133,3	0 0	7,17 6,45
Dmax на левой стойке			8 9	1 0,9	-140,4 -126,4	0 0	205,5 184,9	576,5 518,8	-58,65 -52,79	576,5 518,8	-36,94 -33,25
Dmin на левой стойке			10 11	1 0,9	-54,79 -49,31	0 0	39,54 35,59	157,2 141,5	-63,56 -57,2	157,2 141,5	-14,42 -12,98
Т на крайней стойке			12 13	1 0,9	-6,48 -5,83	0 0	-6,48 -5,83	0 0	40,6 36,54	0 0	8,25 7,43
Т на второй стойке			14 15	1 0,9	-1,25 -1,13	0 0	-1,25 -1,13	0 0	-12,04 -10,84	0 0	-1,10 -0,99
Основное сочетание нагрузок с учетом крановых и ветровой		Соответствующие загружениям эпюры М приведены выше			Mmax	Ncoт	Mmax	Ncoт	Mmax	Ncoт	Qcoт
					1+2		1+3+9+13		1+2
					155,3	1386,5	86,51	1991	45,11	1687,3	26,29
					Мmin	Ncoт	Мmin	Ncoт	Мmin	Ncoт	Qcoт
					1+5+9+13		1+4		1+7+ 11+15		1+7+ 11+15
					-93,94	1041,8	-153,8	1162	-163,1	1484,1	11,9
					Мcoт	Nmax	Мcoт	Nmax	Мcoт	Ncoт	Qcoт
					1+3+7		1+3+9+13+7		1+3+9+13+5
					117,5	1352,0	55,65	1991	-30,83	2171,6	5,43
То же без учета крановых и ветровой		То же			М	N	М	N	М	N	Q
					1+2		1+2		1+2
					155,3	1386,5	-91,7	1506	45,11	1687,3	26,29