Стальний каркас одноповерхової промислової будівлі (стр. 2 из 7)

Вертикальні в’язі між колонами (рис.5) забезпечують загальну стійкість та незмінність споруди. А також сприймають зусилля від поздовжнього гальмування кранів і тиску вітру на торець будівлі. Нижні в’язі між колонами розміщують посередині температурного блоку або близько до неї в площині підкранової та зовнішньої вітки колони. Верхні в’язі між колонами, які розташовані вище підкранових балок влаштовують двоярусними (рис.5). Нижній ярус (між низом ферми і підкрановою балкою) виконують у вигляді хрестової або трикутної решітки. Роль в’язей верхнього ярусу виконують вертикальні в’язі між фермами. Верхні в’язі між колонами встановлюють посередині блоку та в його торцях.

3. Розрахунок рами

3.1 Визначення навантажень на раму

3.1.1 Постійне навантаження

В курсовому проекті постійне розрахункове навантаження на ригель рами

Розрахункове погонне постійне навантаження на ригель рами

де В=6м – поздовжній крок колон.

Опорний тиск ригеля від постійного навантаження відносно центру перерізу нижньої частини колони викликає момент М_q .

Опорний тиск ригеля від постійного навантаження

Ексцентриситет опорного тиску

Момент

Постійне навантаження від власної ваги верхньої та нижньої частини ступінчатої колони:

а) від нижньої частини колони

;

б) від верхньої частини колони

Навантаження на раму від власної ваги підкранових конструкцій

де

- дивись вихідні дані.

3.1.2 Снігове навантаження

Снігове навантаження приймають залежно від кліматичного району будівництва за нормами проектування СНиП 2.01.07-85 „Нагрузки и воздействия”. В курсовому проекті нормативне снігове навантаження

. Розрахункове погонне навантаження від снігу на ригель рами складає

де С=1 – коефіцієнт, що враховує нерівномірність снігового навантаження по довжині ригеля за складної конфігурації покрівлі;

– коефіцієнт надійності за навантаженням для снігового навантаження.

;

3.1.3 кранове навантаження

Вертикальне та горизонтальне кранове навантаження на раму визначають від двох найбільш несприятливих за впливом кранів. Кранове навантаження передається на раму підкрановими та гальмівними балками у вигляді вертикальних опорних тисків V_max і V_min та горизонтальної сили гальмування Т.

;

де ψ_С – коефіцієнт сполучень за сумісної роботи двох кранів легкого та середнього режимів роботи;

– коефіцієнт надійності за навантаженням для кранового навантаження;

F_max – нормативний максимальний тиск колеса крана, для кранів Q = 80 т F_max = 0,5×(350+370)= 360 кН;

Σy – сума ординат ліній впливу для опорного тиску на колону (МВ 051-53, рис.7 та табл.4);

G₃=21кН – навантаження від власної ваги підкранових конструкцій (див. п. 3.1.1);

F_min – нормативний мінімальний тиск колеса крана.

де Q=80 т – вантажопідйомність крана;

G =110 т – повна вага крана з візком;

n₀ = 4 – кількість коліс з одного боку крана.

Горизонтальний розрахунковий тиск гальмівних балок на колону

де

Підкранові балки встановлюють відносно осі нижньої частини колони з ексцентриситетом, тому в рамі від їх опорного тиску виникають зосереджені моменти .

;

де

3.1.4 Вітрове навантаження

Для розрахунку рами необхідно визначити вітрове навантаження як з навітряної сторони, так і з завітреної сторони. Вітрове навантаження по висоті будівлі розподіляється нерівномірно і його інтенсивність залежить від кліматичного району будівництва, типу місцевості, кроку рам і висоти будівлі.

Інтенсивність розрахункового вітрового навантаження на одиницю довжини на будь-якій висоті х над поверхнею землі:

а) з навітряної сторони

;

б) із завітреної сторони

де

– коефіцієнт надійності за навантаженням для вітрового навантаження;

– нормативний швидкісний напір вітру (див. завдання); С=0,8 і С′=0,6 – коефіцієнт аеродинаміки; К_Х – коефіцієнт, що враховує зміни швидкісного напору вітру залежно від висоти та типу місцевості; В=6м – крок рам.

В курсовому проекті інтенсивність розрахункового вітрового навантаження визначають на чотирьох рівнях:

q₁ – на висоті 5м від поверхні землі;

q₂ – на висоті 10 м від поверхні землі;

q₃ – на висоті низу ферми;

q₄ – на висоті верху ферми на опорі;

Відповідно:

k₁=0,75;

k₂=1,0;

k₃=1,25+0,015(х-20)=1,25+0,015(21-20)=1,265;

k₄=1,25+0,015(х-20)=1,25+0,015(23,2-20)=1,298;

q₁=1,4Ч0,7Ч0,8Ч0,75Ч6=3,53кН/м;

q₂=1,4Ч0,7Ч0,8Ч1,00Ч6=4,7 кН/м;

q₃=1,4Ч0,7Ч0,8Ч1,265Ч6=5,95 кН/м;

q₄=1,4Ч0,7Ч0,8Ч1,298Ч6=6,11 кН/м.

Інтенсивність вітрового навантаження із завітряної сторони отримують множенням інтенсивності вітрового навантаження з навітряної сторони на коефіцієнт

;

На підставі виконаних розрахунків складаємо схему вітрового тиску на виробничу будівлю.

Для спрощення розрахунку, фактичне вітрове навантаження на колону від рівня землі до низу ферми замінюємо рівномірно-розподіленим еквівалентним навантаженням, а від низу ферми до її верха – зосередженою силою.

Інтенсивність еквівалентного рівномірно-розподіленого вітрового навантаження визначається із умови рівності моментів в защемлені колони від фактичної епюри вітрового тиску і еквівалентного рівномірно-розподіленого навантаження М=М_w.

Момент від фактичного навантаження

Момент від еквівалентного навантаження

Із умови рівності моментів

;

Зосереджена сила

Вихідні дані для статичного розрахунку рами

Таблиця 1

№	Шифр варіанта	Одиниці Вимірю-вання	Позначення		Вели-чина
№	Шифр варіанта	Одиниці Вимірю-вання	в розрахунках	в програмі	Вели-чина
1	Висота підкранової балки з рейкою	м	h_В	H	1.2
2	Довжина нижньої частини колони	м	H₁	LH	16.8
3	Довжина верхньої частини колони	м	H₂	LB	5.2
4	Вага нижньої частини колони	кН	G_H	GH	42
5	Вага верхньої частини колони	кН	G_B	GD	11.44
6	Вага підкранової балки з рейкою	кН	G₃	G	21
7	Постійне навантаження на ригелі	кН/м	q_p	QP	24
8	Снігове навантаження на ригелі	кН/м	q_s	QS	15.96
9	Максимальний тиск кранів	кН	V_max	D1	985.70
10	Мінімальний тиск кранів	кН	V_msn	D2	329.17
11	Горизонтальний тиск кранів	кН	T	T	3.953
12	Вітрове навантаження на колону з навітряної сторони	кН/м	q_w	QB	4.8
13	Вітрове навантаження з завітряної сторони	кН/м	q”_w	QZ	3.6
14	Зосереджене вітрове навантаження	кН	W	W	23.22
15	Проліт рами	м	L	L	24
16	Момент від постійного навантаження	кН м	M_q	MP
17	Момент від снігового навантаження	кН м	M_s	MS	57.46
18	Момент від максимального тиску кранів	кН м	M_max	M1	542.135
19	Момент від мінімального тиску кранів	кН м	M_min	M2	164.59
20	Співвідношення моментів інерції перерізів верхньої та нижньої частини колони	-	I₂/I₁	R1	0.105
21	Співвідношення моментів інерції перерізів ригеля та нижньої частини колони	-	I₀/I₁	R2	3.0
22	Коефіцієнт просторової жорсткості	-	a	D	0.56

Результати статичного розрахунку рами на ЕОМ