Расчет поперечной рамы каркаса производственного здания

Расчетная схема рам

Рисунок 8 – Компоновочная расчетная схема поперечной рамы каркаса

При расчете рамы учитываем следующие допуски:

- Пролет рамы L в расчетной схеме принимаемравным пролету в конструктивной схеме;

- Заделку колонны в фундамент считают на уровне обреза фундамента;

- Решетчатый ригель заменяется эквивалентным, ось которого совмещается с осью нижнего пояса ригеля.

Нагрузки, действующие на раму

При сборе нагрузок на поперечную раму учитываютпостоянные нагрузки от массы ограждающих и несущих конструкций здания, временные – технологические от мостовых кранов, а также атмосферные от воздействия снега и ветра.

Усилия от постоянной нагрузки

Равномерно распределенная нагрузка от веса покрытия (шатра), приложенная к ригелю рамы:

где - расчетная нагрузка на покрытия в зависимости от принятогошага рам;

- шаг рам, .

Рисунок 9 – Схема загружения рамы постоянной нагрузки от веса кровли

При шарнирном сопряжении ригеля с колонной необходимо учесть внецентренноеприложение нагрузки от фермы на колонну, в результате чего возникает сосредоточенный момент.

где - опорная реакция ригеля.

е – эксцентриситет приложения опорной реакции.

В месте изменения сечения колонны возникает момент

где е₁- эксцентриситет приложения опорной реакции F_ш, равный смещению центров тяжести верхней и нижней части колонны

;

Рисунок 10 – Схема загружения рамы постоянной нагрузкой

Рисунок 11 – Грузовая эпюра

Определение усилий от снеговой нагрузки

Определяем погонную расчетнуюснеговую нагрузку приложенную

к ригелю рамы:

где -расчётная снеговая нагрузка. Снеговой район- II; ;

При шарнирном сопряжении ригеля с колонной из-за внецентренного опирания фермы на колонну возникает сосредоточенный момент от снеговой нагрузки:

где F_сн – опорная реакция ригеля;

е – эксцентриситет приложения нагрузки (0,225)

В месте изменения сечения колонны возникает момент

где е₁ – эксцентриситет в месте изменения сечения(0,275)

Рисунок 12 – Эпюра от снеговой нагрузки

Определение усилий от ветровой нагрузки

Распределённая расчётная ветровая нагрузка, приложенная к стойке рамы

где - коэффициент надёжности по ветровой нагрузке равен 1,4;

w₀ – нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от ветрового района: ;

к – коэффициент, учитывающий изменения ветрового давления по высоте, определяется в зависимости от типа местности.

при z=5 м, то к=к₅=0,5:

при z=10 м, то к=к₁₀=0,65:

при z=20 м, то к=к₂₀=0,85:

при z=H₀=14,1м, то к=к_Н0=0,732:

при z=H_0+3,15=17,25м, то к=к_Н=0,795;

с – аэродинамический коэффициент, равный 0,8 - с наветренной стороны и 0,5 – с подветренной стороны.

Определяем ветровую нагрузку с наветренной стороны:

1) на высоте 5 м ;

2) на высоте 10 м ;

3) на высотеНо м ;

4) на высотеНо+3,15м ;

Определяем ветровую нагрузку с подветренной стороны:

1) на высоте 5 м ;

2) на высоте 10 м ;

3) на высотеНо м ;

4) на высотеНо+3,15м .

Рисунок 13 – Эпюра отдействия ветровой нагрузки

Рисунок 14 – Расчетная схема действия ветровой нагрузки.

Различная интенсивность нагрузки учитывается эквивалентной равномерно-распределенной нагрузкой на уровне высоты фермы и от уровня земли до низа фермы.

где w₅ – расчётная ветровая нагрузка на высоте 5 м;

- коэффициент=1,1.

Нагрузка с наветренной стороны:

Нагрузка с подветренной стороны:

Ветровая нагрузка, действующая на участки от низа ригеля до наиболее высокой точки здания, заменяется сосредоточенной силой приложенной в уровне низа ригеля рамы.