Определение нагрузок от давления снега и ветра

Расчетная снеговая нагрузка на крайнюю колонну определяется по формуле:

где:

– нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, принимаемое по заданию;

– коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с пп. 5, 3-5, 6 СНиП 2.01.07-85;

– коэффициент надежности по нагрузке, для снега принимаемый в зависимости от отношения нормативной нагрузки от веса покрытия к нормативному значению веса снегового покрытия согласно п. 5, 7 СНиП 2.01.07-85.

Расчетная погонная снеговая нагрузка на ригель (балку) рамы составит:

Момент на верхнем участке колонны:

При расчете одноэтажных производственных зданий высотой до 36 м, и отношении высоты к пролету менее 1, 5, размещаемых в местностях типов А и B, учитывается только статическая составляющая ветровой нагрузки, соответствующая установившемуся напору на здание.

– нормативное значение ветрового давления, принимаемое по заданию;

– коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления в зависимости от высоты здания;

– аэродинамический коэффициент: - для наветренной стороны, для подветренной стороны.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки с наветренной стороны равно:

до 5 м, :

до 10 м, :

до 20 м, :

При высоте 12, 6 м:

При высоте 14, 75 м:

Для упрощения расчёта фактическую ветровую нагрузку заменяем эквивалентной, равномерно распределенной по высоте колонны. Величину эквивалентной нагрузки находим из условия равенства изгибающих моментов в защемлённой стойке от фактической эпюры ветрового давления и от равномерно распределённой нагрузки.

Найдем эквивалентную равномерно распределенную нагрузку на раму с наветренной стороны:

С подветренной стороны:

Найдем эквивалентную равномерно распределенную нагрузку на раму с наветренной стороны:

С подветренной стороны:

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отметки 12, 6 м:

3. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ

Статический расчет поперечной рамы выполняем с помощью программного комплекса «RADUGA 2.0.7».

Для выявления наибольших возможных усилий в сечениях колонн поперечную раму рассчитывают сначала на действие снеговой и крановой нагрузок, что позволяет использовать некоторые из этих данных при расчете рамы на действие постоянной нагрузки.

Размеры расчетной схемы назначаются следующим образом:

ü Пролет для подкрановой части – 15 – 0, 4*2 = 14, 2 м (0, 4 м – расстояние от разбивочной оси до середины подкрановой части колонны)

ü Пролет для надкрановой части – 15 – 0, 05*2 = 14, 9 м (0, 05 м – расстояние от разбивочной оси до середины надкрановой части колонны)

ü Расстояние от разбивочной оси до центра подкрановой балки – 0, 35 м

ü Узел 5 – расстояние от разбивочной оси до центра тяжести стеновой панели;

ü Узел 7 – находится вычислением эксцентриситета приложения нагрузки :

ü

Где:

300 – центр тяжести надкрановой части колонны;

350 – расстояние от разбивочной оси до внутренней грани надкрановой части колонны;

20 – монтажный зазор от разбивочной оси до торца стропильной конструкции.

Рисунок 3.1. Нумерация узлов и элементов расчётной схемы

Рисунок 3.2. Расчетная схема поперечной рамы с нумерацией узлов и элементов

Расчёт на постоянную нагрузку

Расчет на постоянную нагрузку осуществляем путем нагружения расчетной схемы нагрузками от собственного веса несущих элементов (стропильной фермы, колонн), а также от навесных стеновых панелей, веса подкрановой балки и крановых путей.

Рисунок 3.3. Расчетная схема поперечной рамы с нумерацией узлов и элементов

Рисунок 3.4(а). Эпюра M (кН·м) от действия постоянной нагрузки (экспорт из радуги)

Рисунок 3.4(б). Эпюра N (кН) от действия постоянной нагрузки (экспорт из радуги)

Усилия в стержнях

Расчёт на снеговую нагрузку

При расчете поперечной рамы снеговую нагрузку принимают равномерно распределенной во всех пролетах здания. Для расчета в программном комплексе «Raduga» снеговая нагрузка суммируется и прикладывается в крайних узлах.

Рисунок 3.5. Схема действия нагрузки от снега

Рисунок 3.6(а). Эпюра M (кН·м) от действия снеговой нагрузки (экспорт из радуги)

Рисунок 3.6(б). эпюра N (кН) от действия снеговой нагрузки (экспорт из радуги)

Расчёт на действие нагрузки от давления крана ( по оси А)

При работе мостовых кранов поперечная рама здания воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные крановые нагрузки. Схема приложения вертикальной нагрузки приведена на рис.3.7. и рис.3.9. Горизонтальная нагрузка показана на рис.3.11. и 3.13.

 

 

Рисунок 3.7. Схема действия нагрузки от давления крана ( по оси А)

 

 

 

Рисунок 3.8(а). Эпюра M (кН·м) от действия давления крана по оси А (экспорт из радуги)

 

 

Рисунок 3.8(б). Эпюра N (кН) от действия давления крана по оси А (экспорт из радуги)

 

 

Расчёт на действие нагрузки от давления крана ( по оси Б)

 

 

 

Рисунок 3.9. Схема действия нагрузки от давления крана ( по оси Б)

 

 

 

 

Рисунок 3.10(а). Эпюра M (кН·м) от действия давления крана по оси Б (экспорт из радуги)

 

 

 

Рисунок 3.10(б). Эпюра N (кН) от действия давления крана по оси Б пролёта АБ (экспорт из радуги)

 

Расчёт на действие горизонтальной крановой нагрузки (по оси А)

 

 

Рисунок 3.11. Горизонтальное давление от двух сближенных кранов по оси А

 

 

Рисунок 3.12. Эпюра M (кН·м) от действия горизонтального давления крана по оси А (экспорт из радуги)

 

 

 

Рисунок 3.12. Эпюра N (кН) от действия горизонтального давления крана по оси А (экспорт из радуги)

 

Расчёт на действие горизонтальной крановой нагрузки (по оси Б)

Рисунок 3.13. Горизонтальное давление от двух сближенных кранов по оси Б

Рисунок 3.14. Эпюра M (кН·м) от действия горизонтального давления крана по оси Б (экспорт из радуги)

Расчёт на действие ветровой нагрузки (слева)

 

Рисунок 3.15. Давление от ветровой нагрузки слева

Рисунок 3.16(а). Эпюра M (кН·м) от действия давления ветра слева (экспорт из радуги)

Расчёт на действие ветровой нагрузки (справа)

 

 

Рисунок 3.17. Давление от ветровой нагрузки справа

Рисунок 3.18(а). Эпюра M (кН·м) от действия давления ветра справа (экспорт из радуги)

 

 

Таблица 3.1 Расчетные усилия в сечениях стойки по оси А от каждого вида загружения

Расчетное сечение	Усилие	Постоянная нагрузка	Переменные (временные) нагрузки
Снеговая	Ветровая
по оси А	по оси Б	по оси А	по оси Б	Слева на ось А	Справа на ось Б
IV		-41, 642	-3, 592	-29, 26	60, 099	25, 029	-13, 253	-141, 68	128, 986
	-713, 586	-83, 03	-247, 76	-89, 2
III		78, 541	10, 426	-66, 82	0, 4	-7, 522	-4, 589	-3, 74	10, 673
	-603, 696	-83, 03	-247, 76	-89, 2
II		-90, 394	-17, 119	15, 836	25, 169	-11, 041	-3, 653	0, 924	5, 57
	-331, 056	-83, 03
I		-39, 722	-11, 209
	-294, 24	-83, 03

 

Для основной расчетной комбинации (таблица А.4 приложения А СНБ 5.03.01-02) получаем:

Таблица 3.2Расчетные комбинации усилий для каждого сечения крайней колонны
IV		1+3+5+8
		-41, 642-29, 26+25, 029+128, 986·0, 6 = 31, 51 кН·м
	713, 586+247, 76+0+0·0, 6 = 961, 346 кН
	1+2+4+6+7
		-41, 642-3, 592·0, 7+60, 099-13, 253-0, 6·141, 68 = -82, 32 кН·м
	713, 586+83, 03·0, 7+89, 2+0+0·0, 6 = 860, 907 кН
	1+2+3+5+8
		-41, 642-3, 592·0, 7-29, 26+25, 029+128, 986·0, 6 = 29 кН·м
	713, 586+83, 03·0, 7+247, 76+0+0·0, 6 = 1019, 467 кН
III		1+3+5+8
		78, 541-66, 82-7, 522+0, 6·10, 673 = 10, 603 кН·м
	603, 696+247, 76+0+0·0, 6 = 851, 456 кН
	1+2+4+6+7
		78, 541+10, 426·0, 7+0, 4-4, 589-0, 6·3, 74 = 79, 406 кН·м
	603, 696+83, 03·0, 7+89, 2+0+0, 6·0 = 751, 017 кН
	1+2+3+5+8
		78, 541+10, 426·0, 7-66, 82-7, 522+0, 6·10, 673 = 17, 9 кН·м
	603, 696+83, 03·0, 7+247, 76+0+0, 6·0 = 909, 577 кН
II		1+2+4+6+8
		-90, 394-17, 119·0, 7+25, 169-3, 653+0, 6·5, 57 = -77, 519 кН·м
	331, 056+83, 03·0, 7+0+0+0, 6·0 = 389, 177 кН
	1+4+6+7
		-90, 394+25, 169-3, 653+0, 924·0, 6 = -68, 33 кН·м
	331, 056+0+0+0, 6·0 = 331, 056кН
	1+2+3+5+8
		-90, 394-17, 119·0, 7+15, 836-11, 041+0, 6·5, 57 = -94, 24 кН·м
	331, 056+83, 03·0, 7+0+0+0, 6·0 = 389, 177 кН
I		1+2
		-39, 722-11, 209·0, 7 = -40, 383 кН·м
	294, 24+83, 03·0, 7 = 352, 36 кН
	1+2
		-39, 722-11, 209·0, 7 = -40, 383 кН·м
	294, 24+83, 03·0, 7 = 352, 36 кН

 

4 РАСЧЁТ СЕЧЕНИЙ КОЛОННЫ