Расчет построения одноэтажных промышленных зданий (144629)

Посмотреть архив целиком

1. Обоснование расчетной схемы


Расчетные схемы позволяют учесть практически все факторы, играющие существенную роль при расчете каркасов на горизонтальные нагрузки:

- податливость диска покрытия в своей плоскости;

- неразрезность тормозных конструкций;

- влияние мостового крана на работу каркаса;

- податливость грунтового основания;

- влияние продольных вертикальных связей на крутильную жесткость здания;

В расчетной схеме выбирается оптимальное число степеней свободы, и учитываются только те смещения расчетных узлов, которые являются существенными при расчете каркасов на нагрузку от торможения крановой тележки.

При продольной раскладке плит покрытия и качественном замоноличивании швов покрытие мало податливо, и оно представляется в виде балки-стенки бесконечной жесткости, опорами для которой служат поперечные рамы (Рис.1). Жесткостью тормозных конструкций в этом случае пренебрегают, из-за небольшой величины отпора в уровне тормозных конструкций по сравнению с отпорностью в уровне покрытия и в качестве расчетной схемы при расчетах каркаса на нагрузку от торможения крановой тележки принимается расчетная схема колонны, имеющая две степени свободы (Рис.2). Горизонтальное смещение в плоскости колонны, в уровне тормозных конструкций Vp и горизонтальное смещение в уровне покрытия Vm. Влияние жесткости каркаса на смещения рассчитываемой колонны учитывается введением суммарной отпорности всех колонн каркаса ОПЗ (Рис. 2).

При расчете ОПЗ с жестким в своей плоскости покрытием на горизонтальные нагрузки в качестве расчетной схемы принимается трехмерная система, в которой расчетные точки расположены в узлах пересечения колонн и тормозных конструкций, центре масс покрытия. Кран рассматривается как шарнирная вставка, соединяющая соответствующие узлы перекрестного набора в уровне тормозных конструкций.


Рис. 2 Расчётная схема колонны с приложенной к ней крановой нагрузкой


Рис. 2 Расчётная схема колонны с приложенной к ней крановой нагрузкой



  1. Построение матрицы жёсткости


Данное промышленное здание имеет 15 пролётов по 12 м, 16 поперечных рам, центр тяжести находится между 9-ой и 10-ой рамой.

Матрица жесткости промежуточной рамы:



Матрица жёсткости имеет вид:



Для нахождения реакций в данной матрице необходимо вычислить коэффициенты жёсткости колонн.


Рис. 3 Схемы единичных перемещений тормозной колонны





причём

Рис. 4 Схема перемещения колонн рам без крана


(кН)


(кН);

(кН);


(кН), где y2 – расстояние от центра масс до второй рамы ( с краном);


(кН), где n – количество рам;


(кН), где y2 – расстояние от центра масс до предпоследней рамы;


(кН)


Определение жесткостных характеристик.

Надкрановая часть:


(см4)

(кН*м2)


Подкрановая часть


(см4)

(кН*м2)



Определение жесткостных характеристик.

Надкрановая часть:


(см4)

(кН*м2)


Подкрановая часть


(см4)

(кН*м2)


2.1. Определение коэффициентов матрицы жёсткости


, ,

,

(кН)

(кН)

(кН)


Составим матрицу жесткости промежуточной рамы:

, , , , ,

(кН)





  1. Построение матрицы масс


    1. Сбор нагрузок


Величина масс, расположенных в узлах пересечения колонн и тормозных балок, определяется весом конструкций и временной нагрузкой, расположенными между двумя горизонтальными плоскостями, проходящими по середине высот подкрановой и надкрановой частей колонн. В плоскости второй от торца поперечной рамы массы, расположенные в узлах пересечения колонн и тормозных балок, и масса крана, которая определяется по ГОСТ на краны, суммируются и сосредотачиваются во второй расчётной точке первого ряда колонн. Величина масс, расположенных в узлах пересечения поперечных рам и осевой линии покрытия, определяется весом конструкций и временной нагрузкой, расположенными выше горизонтальной плоскости, проходящей по середине высоты подкрановой части колонны.


Рис. 5 Поперечный разрез одноэтажного промышленного здания

Состав покрытия

Нормативная нагрузка qн, кПа

Коэффициент перегрузки n

Расчётная нагрузка qр, кПа

Защитный слой (гравий, втопленный в битумную мастику)

0,42

1,3

0,55

Гидроизоляция (4 слоя рубероида)

0,2

1,3

0,26

Утеплитель

0,03

1,2

0,04

Пароизоляция (1 слой рубероида)

0,04

1,3

0,05

Ребристые сборные железобетонные плиты покрытия

1,72

1,1

1,9

Собственный вес металлических конструкций шатра (фермы, фонари, связи)

0,3

1,05

0,32

Итого

2,71


3,12


Для построения матрицы масс необходимо, прежде всего, определить четыре вида масс:

а) нагрузка от конструкций, сосредотачиваемая в узле пересечения поперечной промежуточной рамы и осевой линии покрытия Мпп:

Расчётный вес колонны:

Верхняя часть составляет 20% от общего веса колонны:


Gв=n*0.2*G*B*L/2


G-расход стали на 1 м2;

n-коэффициент надёжности по нагрузке, для металлических конструкций равен 1,05


Gв=1,05*0.2*0,6*12*24/2=18,14 кН

Нижняя часть колонны составляет 80% веса всей колонны:


Gв=1,05*0.8*0,6*12*24/2=72,58 кН

S=hст*2b=5,4*24=129,6 (м2);

S=hост*2b=0,64*24=15,36 (м2);

Sпокр=b*L=12*24=288 (м2);


Наименование нагрузки

qн, кПа

n

qр, кПа

S, м2

Итоговая нагрузка, (т)

Покрытие

2,71

-

3,12

288

89,86

Верхняя часть колонны

-

1,05

-

-

1,81

Верхняя часть стены

2

1,2

2,4

129,6

31,104

Остекление

0,35

1,1

0,38

15,36

0,584

Итого





123,36


б) нагрузка от конструкций, сосредотачиваемая в узле пересечения торцевой рамы и осевой линии покрытия Мпт:


S=hст*b/2*2=64,8 (м2);

S=hост*b/2*2=7,68 (м2);

Sпокр=b/2*L=6*24=144 (м2);


Наименование нагрузки

qн, кПа

n

qр, кПа

S, м2

Итоговая нагрузка, (т)

Покрытие

2,71

-

3,12

144

44,93

Стена

2

1,2

2,4

64,8

15,552

Верхняя часть колонны

-

1,05

-

-

1,81

Остекление

0,35

1,1

0,38

15,6

0,29

Торцевая часть стены

-

-

2,4

144,96

34,79

Итого





81,82


в) нагрузка от конструкций, сосредотачиваемая в узле подкрановой балки и колонны для промежуточной рамы Мбп:


S=hст*b=3,6*12=43,2 м2;

S=hост*b=5,66*12=67,92м2;


Наименование нагрузки

qн, кПа

n

qр, кПа

S, м2

Итоговая нагрузка, (т)

Нижняя часть стены

2

1,2

2,4

43,2

10,37

Верхняя часть колонны

-

1,05

-

-

0,907

Нижняя часть колонны

-

1,05

-

-

3,63

Остекление

0,35

1,1

0,38

67,92

2,58

Подкрановая балка

0,45

1,05

0,47

144

6,77

Верхняя часть стены

-

-

2,4

129,6

31,104

Итого





55,36


г) нагрузка от конструкций, сосредотачиваемая в узле подкрановой балки и колонны для торцевой рамы Мбт


Таблица 5

Наименование нагрузки

qн, кПа

n

qр, кПа

S, м2

Итоговая нагрузка, (т)

Нижняя часть стены

2

1,2

2,4

21,6

5,184

Остекление

0,35

1,1

0,38

67,92

2,58

Верхняя часть колонны

-

1,05

-

-

0,91

Нижняя часть колонны

-

1,05

-

-

3,63

Подкрановая балка

-

-

-

-

6,77

Верхняя часть стены

2

1,2

2,4

32,4

7,78

Торцевая часть стены

-

-

2,4

216

51,84

Итого





78,69


Случайные файлы

Файл
3718-1.rtf
90468.rtf
179759.rtf
75954-1.rtf
32491.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.