Стальной каркас одноэтажного промышленного здания (стр. 6 из 9)

Смещение с учетом пространственной работы

Строим эпюры:

Рис. 31. Эпюры M, Q, N от действия вертикальной крановой нагрузки

Горизонтальная нагрузка от мостового крана

Основная система, эпюра М₁, каноническое уравнение, коэффициент a_пр – такие же, как и при расчете на вертикальную нагрузку от мостовых кранов.

Моменты и реакции на левой стойке от нагрузки:

Смещение верхних концов с учетом пространственной работы

Используя те же формулы, строим эпюры:

Рис. 32. Эпюры M, Q, N от действия горизонтальной крановой нагрузки

Ветровая нагрузка

Основная система и эпюра М₁ – как для крановых воздействий.

Моменты и реакции на левой стойке от нагрузки:

На правой стойке усилия получаются умножением на коэффициент

Коэффициенты канонического уравнения:

Смещение рамы (ветровая нагрузка воздействует на всю раму, поэтому a_пр=1)

Эпюра Q на левой стойке:

Эпюра Q на правой стойке:

При правильном решении сумма поперечных сил внизу должна быть равна сумме всех горизонтальных нагрузок:

Строим эпюры:

Рис. 33. Эпюры M, Q, N от действия ветровой нагрузки

5. Расчет ступенчатой колонны

Расчетные длины верхней и нижней частей колонны:

где l₁=H_Н=15,130 м – длина нижнего участка колонны;

l₂=H_B=5,470 м – длина верхнего участка колонны;

– коэффициенты расчетной длины нижнего и верхнего участков колонны.

Т.к. условия

и соблюдается, то коэффициенты определяется по табл. 14.1 [2]. В однопролетной раме с жестким сопряжением ригеля с колонной верхний конец колонны закреплен только от поворота: .

Таким образом для нижней части колонны:

Находим расчетные длины из плоскости рамы:

5.1 Проектирование верхней части колонны

Выбираем наиболее невыгодную комбинацию усилий:

; N=-224 кН. Вычисляем требуемую площадь поперечного сечения верхней части колонны:

где

– коэффициент надежности по назначению;

– коэффициент снижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии по табл. 74 СНиП.

Для определения

вычисляем предварительные характеристики сечения:

Радиус инерции:

,

где h_B=70 см. – высота сечения верхней части колонны.

Ядровое расстояние:

Условная гибкость:

Относительный эксцентриситет:

Задаемся отношением

.

Приведенный относительный эксцентриситет:

,

где:

По табл. 74 СНиП

.

Высота стенки будет равна

(Принимаем толщину полок 1,6 см).

При

наибольшая условная гибкость (табл. 27 СНиП):

Из условия местной устойчивости находим толщину стенки:

Принимаем толщину стенки t_w=0,8 см. Стенка получается заведомо неустойчивой, потому в расчетную площадь сечения колонны будем включать только пояса и примыкающие к ним участки стенки

Определяем требуемую площадь одного пояса:

Из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости рамы:

Принимаем

Проверяем пояс из условия обеспечения местной устойчивости:

Рис. 34. Сечение верхней части колонны

Определяем фактические характеристики скомпонованного сечения:

Редуцированная площадь сечения:

Моменты инерции:

Радиусы инерции:

,

Момент сопротивления:

Ядровое расстояние:

Проверяем устойчивость верхней части колонны в плоскости рамы:

По приложению 8 СНиП:

.

Приведенный относительный эксцентриситет:

По табл. 74 СНиП

.

Устойчивость колонны в плоскости действия момента:

Оцениваем недонапряжение:

;

Проверяем устойчивость верхней части колонны из плоскости рамы:

Þ .

Найдем максимальный момент в пределах средней трети расчетной длины стержня:

где:

– расчетный момент, по которому проектируется колонна;

– соответствующий момент в сечении 2–2 при тех же номерах нагрузок, что и М_1-1.