- •Содержание
- •1. Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок
- •2. Проектирование стропильной конструкции
- •2.1 Сбор нагрузок.
- •2.2 Нормативные и расчетные характеристики.
- •2.3 Расчет элементов нижнего пояса фермы.
- •2.5 Расчет элементов верхнего пояса.
- •2.6 Расчет элементов решетки.
- •3. Статический расчет поперечной рамы.
- •3.1 Определение нагрузок.
- •3.2 Определение геометрических характеристик.
- •3.3 Определение усилий в стойках.
- •4. Проектирование внецентренно сжатой колонны.
- •4.1 Определение расчетных длин.
- •4.2. Расчет надкрановой части колоны.
- •4.3 Расчет подкрановой части колонны.
- •4.4 Расчет крановых консолей.
- •5. Расчет и конструирование монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну.
3.2 Определение геометрических характеристик.
Определяем геометрические характеристики стоек, необходимые для пользования табл. 16.1·16.9. /8/
Стойка по оси А:
момент инерции сечения надкрановой части стойки
момент инерции сечения подкрановой части стойки
отношение моментов инерции
отношение высоты надкрановой части стойки к полной высоте
смещение геометрических осей сечений подкрановой и надкрановой частей стойки – е=210 мм.
Стойка по оси Б:
момент инерции сечения надкрановой части стойки
момент инерции сечения подкрановой части стойки
отношение моментов инерции
отношение высоты надкрановой части стойки к полной высоте
смещение геометрических осей сечений подкрановой и надкрановой частей стойки – е=0 мм.
3.3 Определение усилий в стойках.
Расчетная схема поперечника и схема нагрузок показаны на рис. 4.
Рис. 4 Расчетная схема поперечника и схема нагрузок.
Статический расчет производится с помощью таблиц для расчета сборных железобетонных многопролетных поперечников с ригелями в одном уровне.
Для выявления наибольших возможных усилий в сечениях стоек расчет поперечника производится отдельно от каждого вида загружения производятся расчеты от снеговой и крановой нагрузок, что позволяет воспользоваться ими в расчетах от постоянной нагрузки.
Благодаря симметрии поперечника относительно оси среднего пролета в расчете достаточно определить усилия от всех видов нагрузок только в стойках по осям А и Б. При расчете на ветровую нагрузку, для определения усилий в стойках по осям А и Б при направлении ветра слева направо и справа налево, целесообразно определить усилия во всех стойках при каком-либо одном направлении ветра, чтобы воспользоваться ими для определения усилий в стойках при другом направлении ветра.
Поперечник рассчитывается на следующие виды загружения: 1 – постоянная нагдузка; 2 – снеговая нагрузка на покрытии пролета АБ; 3 – снеговая нагрузка на покрытии пролета БВ; 4 – крановая нагрузка Dмакс, действующая на стойку по оси А; 5 – крановая нагрузка Dмакс, действующая на стойку по оси Б, со стороны пролета АБ; 6 – крановая нагрузка Dмакс, действующая на стойку по оси Б, со стороны пролета БВ; 7 – крановая нагрузка Т, действующая на стойку по оси А слева направо и справа налево; 8 – крановая нагрузка Т, действующая на стойку по оси Б слева направо и справа налево; 9 – ветровая нагрузка действующая слева направо; 10 – ветровая нагрузка, действующая справа налево.
Для подбора сечений стоек определяются наибольшие возможные усилия (изгибающий момент и продольная сила) в четырех сечениях стоек: в верхнем, в сечениях непосредственно выше и ниже подкрановой ступени и в нижнем. Для нижнего сечения стоек определяется также поперечная сила, необходимая для расчета фундаментов под стойки.
Стойка по оси А
Загружение 2. Снеговая нагрузка.
При n=0.1 λ=0.3 ув=0, определяем по т. 16,1 /8/ k1=2.184 и =1.098
Величину горизонтальной реакции Rb находим по формуле:
Определяем усилия в сечениях стойки :
Изгибающие моменты:
М1=241,92·0,01=2,41 кН·м
М2=241,92·0,01+4,01·3,5=16,45 кН·м
М3=-241,92·0,2+4,01·3,5=-34,38 кН·м
М4=-241,92·0,2+4,01·10,95=-0,9 кН·м
Продольные силы N1=N2=N3=N4=-241.92 кН
Поперечная сила Q=4,01 кН.
Рис. 5 Загружение 2 и эпюра изгибающих моментов.
Загружение 4. Крановая нагрузка.
При n=0.1 λ=0.3 у=1,0Нн определяем по т. 16,2 /8/ k2=0,902
Величину горизонтальной реакции Rb находим по формуле:
Определяем усилия в сечениях стойки :
Изгибающие моменты:
М1=0
М2=-12,57·3,5=-44 кН·м
М3=471,9·0,35-12,57·3,5=121,17 кН·м
М4=471,9·0,35-12,57·10,95=16,21 кН·м
Продольные силы N1=N2=0 N3=N4=-471,9 кН
Поперечная сила Q=-12,57 кН.
Рис. 6 Загружение 4 и эпюра изгибающих моментов.
Загружение 1. Постоянная нагрузка.
Усилия в стойке от действия силы Рр.кр получаем умножением усилий в стойке от Рсн (загружение 2) на коэффициент:
k1.2=Рр.кр/Рсн.=790,56/241,92=3,27
Усилия М и Q от действия силы Рп.б получаем умножением усилий от Qмакс (загружение 4) на коэффициент:
k1.4=Рп.б/Dмакс=32,34/471,9=0,068
Для определения усилий в стойке от собственного веса стен находим величину горизонтальной реакции Rb . По табл. 16.1 /8/ для п = 0,1, λ = 0,3 и у = 0,2Hв
k1а=2,141 и =1.098
при п = 0,1, λ = 0,3 и у = 1Hв
k1б=1,098 и =1.098
Знак минус в данном случае показывает, что действительное направление усилия обратно обозначенному в табл. 16.1. /8/
Усилиями М и Q в стойке от собственного веса надкрановой части стойки пренебрегаем. Полные усилия в сечениях стойки от действия постоянной нагрузки находим как сумму усилий от отдельных воздействий:
Изгибающие моменты
М1=2,141·3,27=7,88 кН·м
М2=16,45·3,27-44·0,068+3,07·3,5-(20,95+31,1)·0,31=45,21 кН·м
М3=-34,38–3,27+121,17·0,068+3,07·10,95-(20,95+31,1)·(0,31+0,21)=-120,49 кН·м
М4=-0,9·3,27+0,068·16,21+3,07·10,95-(20,95+31,1)·(0,31+0,21)=7,46 кН·м
Продольная сила
N1=790,56 кН
N2=790,56+20,95+31,1+14,63=857,24 кН
N3=857,24+32,34=889,58 кН
N4=889,58+75,06=964,64 кН
Поперечная сила
Q=3.07 кН.
Рис. 7. Загружение 1 и эпюра изгибающих моментов.
Загружение 7. Крановая нагрузка T действует слева направо.
При n=0.1 λ=0.3 у=0,8Нв определяем по т. 16,3 /8/ k3=0,533
Величину горизонтальной реакции Rb находим по формуле:
Определяем усилия в сечениях стойки :
Изгибающие моменты:
М1=0
М2= М3=-8,1·3,5+15,2·0,95=-13,91 кН·м
М4=-8,1·10,95+15,2·8,4=38,99 кН·м
Изгибающие моменты в точке приложения силы Т
М=-8,1·2,7=-21,87 кН·м
Продольные силы
N1=N2=N3=N4=0 кН
Поперечная сила Q=-8,1+15,2=7,1 кН.
Рис. 8. Загружение 7 и эпюра изгибающих моментов.
Стойка по оси Б.
Загружение 2. Снеговая нагрузка на покрыии пролета АБ.
При n=0.4 λ=0.3 у=1,0Нн, е=0 определяем по т. 16,1 /8/ k1=1,312
Величину горизонтальной реакции Rb находим по формуле:
Определяем усилия в сечениях стойки :
Изгибающие моменты:
М1=241,92·(-0,2)=-5,67 кН·м
М2=М3=-241,92·0,2+5,67·3,5=-28,54 кН·м
М4=-241,92·0,2+5,67·10,95=12,5 кН·м
Продольные силы N1=N2=N3=N4=-241.92 кН
Поперечная сила Q=5,67 кН.
Рис. 9. Загружение 2 и эпюра изгибающих моментов.
Загружение 5. Крановая нагрузка действует со стороны пролета АБ.
При n=0.42 λ=0.3 е=0 у=1,0Нн определяем по т. 16,2 /8/ k2=1,312
Величину горизонтальной реакции Rb находим по формуле:
Определяем усилия в сечениях стойки :
Изгибающие моменты:
М1=0
М2=42,4·3,5=148,4 кН·м
М3=42,4·3,5-471,9·0,75=-205,52 кН·м
М4=42,4·10,95-471,9·0,75=110,35 кН·м
Продольные силы N1=N2=0 N3=N4=-471,9 кН
Поперечная сила Q=42,4 кН.
Рис. 10. Загружение 5 и эпюра изгибающих моментов.
Загружение 1. Постоянная нагрузка.
Благодаря симметрии точек приложения сил относительно Pp.cp оси стойки усилия М и Q возникают только от разности сил Рр.ср и Рр.кр.
Усилия М и Q от Рр.ср - Рр.кр.=0 следовательно М и Q =0
Продольная сила
N1=1581.12 кН
N2=1581.12+23.1=1604.22 кН
N3=1604.22+2·32.34=1668.9 кН
N4=1668.9+93.5=1762.4 кН
Рис. 11. Загружение 1 и эпюра изгибающих моментов.
Загружение 8. Крановая нагрузка Т действующая справа налево.
При n=0.42 λ=0.3 у=0,8Нв определяем по т. 16,3 /8/ k3=0,624
Величину горизонтальной реакции Rb находим по формуле:
Определяем усилия в сечениях стойки :
Изгибающие моменты:
М1=0
М2= М3=-9,5·3,5+15,2·0,95=-18,81 кН·м
М4-9,5·10,95+15,2·8,4=23,65 кН·м
Изгибающие моменты в точке приложения силы Т
М=-9,5·2,55=24,22кН·м
Продольные силы
N1=N2=N3=N4=0 кН
Поперечная сила Q=-9,5+15,2=5,7кН.
Рис. 12. Загружение 8 и эпюра изгибающих моментов.
Загружение 9. Ветровая нагрузка действует справа налево.
При n=0.1 λ=0,3 определяем по т. 16,7 /8/ k7=0,328
Величину горизонтальной реакции Rb по оси А находим по формуле:
Величину горизонтальной реакции Rb по оси Г находим по формуле:
Усилие в дополнительной связи
R=ΣRb+W=7.92+7.5=15.42 кН.
По т. 16,9 для n=0.1 λ=0,3 находим
k9кр=2,414 (для стоек по осям А и Г)
По т. 16,9 для n=0.4 λ=0,3 находим
k9ср=2,883 (для стоек по осям Б и В)
Горизонтальные силы, приходящиеся на стойки по осям А и Г.
Горизонтальные силы, приходящиеся на стойки по осям Б и В.
Определяем усилия в расчетных сечениях стоек.
Стойка по оси А.
Изгибающие моменты:
М1=0 кН·м
М2=М3=(7,03-4,53)·3,5+1,26·3,52 /2=16,47 кН·м
М4=(7,03-4,53)·10,95+1,26·10,952 /2=102,91 кН·м
Продольные силы N1=N2=N3=N4=0 кН
Поперечная сила Q=7,03-4,53+1,256·10,95=16,3 кН.
Стойки по осям Б и В.
М1=0 кН·м
М2=М3=8,39·3,5=29,37 кН·м
М4=8,39·10,95=91,87кН·м
Продольные силы N1=N2=N3=N4=0 кН
Поперечная сила Q=8,39 кН.
Стойка по оси Г.
Изгибающие моменты:
М1=0 кН·м
М2=М3=(7,03-3,39)·3,5+0,95·3,52 /2=18,5 кН·м
М4=(7,03-3,39)·10,95+0,95·10,952 /2=96,21 кН·м
Продольные силы N1=N2=N3=N4=0 кН
Поперечная сила Q=7,03-3,39+0,95·10,95=14,04 кН.
Рис. 13. Загружение 9 и эпюра изгибающих моментов.
Результаты статического расчета поперечной рамы представлены в таблице 3.