Проектирование несущих конструкций

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Содержание

1. Компоновка поперечного сечения рамы

2. Конструирование и расчет асбестоцементной плиты с нижней обшивкой

2.1 Исходные данные

2.2 Компоновка рабочего сечения панели

2.3 Определение нагрузок на плиту покрытия

2.4 Расчетные характеристики материалов

2.5 Определение геометрических характеристик расчетного сечения плиты

2.6 Расчет элементов плиты по первой группе предельных состояний

2.7 Проверка прогиба плиты

2.8 Расчёт элементов соединений обшивок с каркасом

3. Статический расчет рамы

3.1 Определение нагрузок на раму

3.2 Нормативная постоянная нагрузка

3.3.1 Нормативная нагрузка от веса кровли

3.3.3 Нормативная нагрузка от веса асбестоцементной плиты покрытия

3.3.3 Нормативная нагрузка от веса утеплителя и пароизоляции

3.3.4 Нормативная нагрузка от собственного веса балки

3.3.5 Нормативная нагрузка от собственного веса колонн

3.4 Нормативная временная нагрузка

3.4.1 Нормативная снеговая нагрузка

3.4.2 Нормативная ветровая нагрузка

3.5 Расчетные нагрузки на раму

3.6 Статический расчет поперечной рамы

3.7 Составление расчетных сочетаний усилий для характерных сечений колонны и балки

3.7.1 Расчетные сочетания усилий

4. Конструирование клеефанерной балки

4.1 Конструирование клеефанерной балки

4.2 Определение геометрических характеристик балки

4.3 Расчет клеефанерной балки по первой группе предельных состояний

4.4 Расчет клеефанерной балки по второй группе предельных состояний

5. Конструирование и расчет колонны клеедеревянной постоянного сечения в соответствии с [8,9]

5.1 Расчет узла защемления колонны в фундаменте

6. Мероприятия по обеспечению пространственной жесткости и геометрической неизменяемости здания

7. Мероприятия по обеспечению долговечности основных несущих и ограждающих конструкций

Список литературы

Приложение



1. Компоновка поперечного сечения рамы

Основными несущими конструкциями являются клеефанерная двускатная балка Б1(высота балки на опоре: 1м, в коньке: 2,4м) и колонна постоянного сечения К1. Пролет здания 21 м, высота до низа стропильной конструкции составляет 5,29 м. Разрез рамы представлен на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Поперечный разрез здания

Угол наклона кровли составляет:

Уклон ската кровли:

Принимаем балку коробчатого сечения. Опирание балки на колонну - шарнирное, защемление колонны в фундаменте - жесткое.



2. Конструирование и расчет асбестоцементной плиты с верхней обшивкой

2.1 Исходные данные

Производится проектирование деревянного каркаса одноэтажного производственного здания в г.Барановичи. Класс условия эксплуатации - 3.

Основными несущими конструкциями являются клееная балка клеефанерная, колонна клееная постоянного сечения. Пролет здания 21 м, длина здания составляет 66,3 м, шаг несущих конструкций - 5,1 м.

Ограждающие конструкции покрытия выполняются из асбестоцементных плит с одной верхней обшивкой. Размер панели покрытия (рисунок 1) в плане 1200Ч5100 мм; обшивка из плоских асбестоцементных листов марки ЛП-НП по ГОСТ 18124-95 [1, табл.2.14]; ребра из досок второго сорта [1, стр.32], порода древесины - кедр сибирский, кроме Краснодарского края. Для соединения обшивок с каркасом используются шурупы диаметром 4 мм. Кровля по заданию мягкая черепица: кровельная плитка «Икопал», но так как по [1, табл.1.1] требуемый уклон составляет 26⁰90⁰, а у нас ?8,0⁰ (клеефанерная балка), тогда принимаем рулонную кровлю «Изопласт» с требуемым уклоном 1⁰14⁰, утеплитель - плиты минераловатные ПЖ толщиной 70мм. Пароизоляция - полиэтиленовая пленка. каркас балка фундамент утеплитель

2.2 Компоновка рабочего сечения панели

Ширину панели делаем равной ширине листа асбестоцемента с учетом обрезки кромок для их выравнивания 1480 мм. Толщина нижней асбестоцементной обшивки принимается конструктивно равной 8 мм. Для плиты пролётом 5,2 м принимается два асбестоцементых листа длиной 2210 мм и 3100 мм.

Для дощатого каркаса применены черновые заготовки сечением 75х150 мм [1]. После сушки и фрезерования черновых заготовок на склейку идут чистые доски сечением: продольные рёбра 69х147 мм и поперечные рёбра 75х147 мм. Величины припусков принимаются по 3 мм с одной стороны согласно таблице 1 [2].

Полная высота панели принята:

(2.1)

Каркас панели состоит из четырёх продольных рёбер. Шаг продольных рёбер 266 мм, что меньше 300 мм, обусловленных конструктивными требованиями. Для придания каркасу жесткости продольные рёбра соединены на клею с поперечными рёбрами. Шаг поперечных рёбер 1021 мм, что меньше 1500 мм, обусловленных конструктивными требованиями.

Рисунок 2.1 - Геометрические размеры асбестоцементной плиты



2.3 Определение нагрузок на плиту покрытия

На плиту покрытия действуют следующие нагрузки:

1) постоянные: кровля, утеплитель, пароизоляция и собственный вес плиты;

2) временные: снеговая и нагрузка от веса человека с грузом.

Сбор нагрузок представлен в таблице 2.1. Коэффициент надёжности по нагрузке принят согласно [1].

Таблица 2.1 - Нагрузки, действующие на 1 м² площади покрытия

№	Наименование нагрузок	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчётная нагрузка, кН/м2
Постоянная:
1	Металлочерепица «Каскад» m=4,5 кг/м2	0,045	1,3	0,0585
2	Утеплитель минватные плиты мягкие ПМ	0,140	1,2	0,168
3	Пароизоляция - пергамин; ,	0,002	1,2	0,0024
4	Каркас деревянный: древесина - лиственница;	0,411	1,1	0,452
5	Обшивка - асбестоцементные плиты плоские ЛП-П;	0,144	1,2	0,173
Всего	0,742		0,854
Временная:
6	Снеговая	1,45	1,5	2,18



Временная нагрузка на 1 м² от веса снегового покрова определяется в соответствии с п. 5.2 (3)[3]:

Город Щучин находится в 3 снеговом районе. Полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле согласно [4]:

(1.7)

где - коэффициент форм снеговых нагрузок,;

- коэффициент окружающей среды, =1,0 (условия местности-обычные)

- температурный коэффициент, =1,0

- характеристическое значение снеговых нагрузок на грунт, которое рассчитывается по формуле:

(1.8)

где А - высота местности от уровня моря (для Щучина А= 176 м).

Рисунок 1.2 - Коэффициенты формы снеговых нагрузок для двухскатных покрытий

Коэффициенты форм снеговых нагрузок будем принимать для двух случаев:

1) Без учета заносов снега:

2) С учетом заносов снега (при )

Тогда рассчитаем полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия для двух случаев:

1)

2)

Из двух случаев принимаем самый неблагоприятный т.е. случай 1 (без учета заносов снега)

Расчётное значение снеговой нагрузки определим по формуле:

(1.8)

где г_q=1,5 - коэффициент надёжности по нагрузке

Полная нагрузка от суммы постоянной и переменной

Линейно-распределительная нагрузка на расчетное среднее ребро (определение с учетом шага продольных ребер):

(1.9)

(1.10)

(1.11)

(1.12)

С учетом наклона кровли полная нагрузка, действующая на ребро плиты равна:

- нормативное значение:

(1.13)

- расчетное значение:

(1.14)

Нормальная составляющая полной нагрузки, действующая на ребро плиты:

(1.15)

(1.16)

Расчетные усилия в сечениях плиты:

- изгибающий момент:

(1.17)

- поперечная сила:

(1.18)

2.4 Расчетные характеристики материалов

Определение расчетных сопротивлений плоского прессованного асбестоцементного листа

Согласно заданию принят плоский асбестоцементный лист марки ЛП-П по ГОСТ 18124-2012 в качестве обшивки. В соответствии с табл. 2.15 [1] первый сорт прессованного плоского асбестоцементного листа имеет временное сопротивление изгибу 23 МПа. В соответствии с п. 2.3.2 [1] следует принимать временное сопротивление изгибу для расчета плиты, равное 0,9·23 = 20,7 МПа. Так как такого временного сопротивления изгибу в табл. 2.16 [1] нет, то следует принимать значения расчетных сопротивлений асбестоцемента, находящиеся в ближайшей графе, т.е. соответствующие временному сопротивлению изгиба 20 МПа.

Кроме того, расчетные сопротивления следует умножать на коэффициент условий работы в соответствии с п. 2.3.2 [1]. Коэффициент условий работы г_f = 0,9.

Следовательно, расчётное сопротивление сжатию листового

асбестоцемента:

(1.19)

Расчётное сопротивление растяжению листового асбестоцемента:

(1.20)

Расчётное сопротивление смятию листового асбестоцемента:

(1.21)

Модуль упругости листового асбестоцемента по [1, таблица 29]:

Расчётные характеристики древесины

Для изготовления каркаса плиты применяется древесина ІІ сорта, порода - лиственница арабская. Определим её расчетные характеристики:

Расчетное сопротивление древесины изгибу:

(2.19)

где - расчётное сопротивление древесины изгибу вдоль волокон, принимаемое по табл. 6.4 [5];

- коэффициент условий работы, принимаемый в зависимости от класса эксплуатации и длительности нагружения по табл. 6.3 [5];

- температурный коэффициент, учитывающий влияние изменения температуры окружающего воздуха, принимаемый согласно п. 6.1.4.7 [5];

- коэффициент, учитывающий глубокую пропитку антипиринами под влиянием, принимаемый согласно п. 6.1.4.7 [5].

(2.20)

где - расчётное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон, принимаемое по табл. 6.4 [5].

Модуль упругости древесины вдоль волокон:

(2.21)

где - модуль упругости древесины, принимаемый согласно п. 6.1.5.2 [5].

Модуль упругости древесины при расчёте по эксплуатационной пригодности:

(2.22)

где - модуль упругости древесины вдоль волокон, принимаемый согласно п. 6.1.5.1 [5].

2.5 Определение геометрических характеристик расчетного сечения плиты

Рисунок 1.4 - Геометрические характеристики расчетного сечения

Определим размеры расчетного поперечного сечения в соответствии с

требованиями [1, страница 104] (рисунок 1.4):

(1.27)

(1.28)

Условие выполняется.

Ширина продольного бруса b_w=69 мм, высота h_w= 147 мм.

Определим геометрические характеристики сечения:

1) Площади сечений:

Нижней растянутой обшивки:

(1.29)

Ребра:

(1.30)

2) Статические моменты обшивки и каркаса (, ):

(1.31)

(1.32)

3) Положение нейтральной оси сечения конструкции без учета податливости соединений обшивки с каркасом:

(1.33)

4) Приведенный (к материалу каркаса) статический момент нижней обшивки, относительно нейтральной оси, положение которой определяли без учета податливости:

(1.34)

- коэффициент приведения к обшивке

(1.35)

5) Момент инерции ребра относительно нейтральной оси без учета податливости:

(1.36)

6) Момент инерции поперечного сечения нижней обшивки, вычисленный относительно нейтральной оси у₀, положение которой определяли без учёта податливости:

(1.37)



7) Приведенный (к материалу каркаса) момент инерции сечения плиты, вычисленный относительно нейтральной оси у₀, положение которой определяли без учёта податливости:

(1.38)

8) Определяем коэффициент, учитывающий распространение усилий между каркасом и обшивкой:

(1.38)

где n_c' - число срезов элементов соединений в каждом шве на половине пролёта;

Асбестоцементную обшивку прикрепляют к каркасу оцинкованными шурупами, которые обладают податливостью, необходимой для соединения разнородных материалов. По п.4.6[1] подбираем длину и диаметр шурупов: d= 4 мм, l = 60 мм.

Расстояние от оси шурупа до края асбестоцементной обшивки должно быть не менее и не более .

Расстояние между осями шурупов не менее и не более .

Принимаем шаг шурупов 225 мм и расстояние от оси шурупа до края асбестоцементной обшивки 37 мм. Общее число шурупов на одно ребро плиты n=22, на половине пролета n_c'=11.

з - коэффициент, определяемый в зависимости от диаметра элемента соединения. При d=4 мм з=62·10^-5.

k_m - коэффициент, принимаемый для элементов соединения из стали равным 1,0.

9) Определяем ограничения на коэффициент m:

(1.38)

Коэффициент m следует принимать:

- при m > m₀ - равным m - для расчета прочности обшивок; m_о - для расчета прочности каркаса;

Для расчета каркаса принимаем m=0,45, для расчета обшивки m=0,854.

Определение геометрических характеристик сечения с учетом податливости (m=0,854) для расчёта обшивки:

10) Определение нового положения нейтральной оси с учетом податливости соединений обшивки с каркасом:

(1.38)

11) Момент инерции поперечного сечения относительно нейтральной оси y_t , положение которой определяется с учётом податливости соединений:

ребра:

(1.39)

обшивки:

(1.40)

12) Определяем коэффициент в:

2.6 Расчет элементов плиты по первой группе предельных состояний

1) Расчет нижней обшивки каркасной панели:

(1.42)

превышают расчётного сопротивления растяжению листового асбестоцемента.

Определение геометрических характеристик сечения с учетом податливости (m=0,19) для расчёта каркаса:

2) Определение нового положения нейтральной оси с учетом податливости соединений обшивки с каркасом:

(1.42)

Моменты инерции поперечного сечения относительно нейтральной оси y_w , положение которой определяется с учётом податливости соединений:

ребра:

(1.43)

обшивки:

(1.44)

3) Определяем коэффициент в:

(1.45)

Расчёт ребер каркасной панели.

4) Напряжения изгиба в каркасе определяем по формуле:

(1.46)

- напряжения в элементах каркасных плит не превышают расчётного сопротивления изгибу древесины.

5) Напряжения скалывания в каркасе при изгибе определяем по формуле:

(1.47)

где S_sd - статический момент сдвигаемой части поперечного сечения

конструкции, приведенный к древесине, относительно нейтральной оси y_w:

(1.48)

- момент инерции всего расчетного сечения, приведенного к древесине, относительно y_w c учетом податливости (m=0,19);

(1.49)

Так как , то напряжения

скалывания в ребре не превышают расчётного сопротивления скалыванию вдоль волокон древесины.

2.7 Проверка прогиба плиты

Отношение допустимого прогиба плиты к пролёту не должно превышать U₀/l=1/184, определенного по эстетико-психологическим требованиям путем интерполяцией по таблице 3.1 [1] исходя из пролета плиты.

Прогиб плиты покрытия определяем по формуле:

(1.50)

(1.51)

2.8 Расчёт элементов соединений обшивок с каркасом

Расчет элементов соединения обшивок с каркасом проводим, исходя из выполнения неравенства:

(1.52)

где m = 0,854- коэффициент, принятый для обшивок;

S_sd - статический момент сдвигаемой части поперечного сечения конструкции, приведенный к древесине, относительно нейтральной оси y_w:

(1.53)

I_ef^yw - момент инерции всего расчетного сечения, приведенного к древесине, относительно y_w c учетом податливости (при максимальном значении m = 0,882):

(1.54)

Расчетная несущая способность одного шурупа по п. 9.4.1.2 [1]:

(1.55)

где =27,45МПа - расчетное сопротивление смятию обшивки;

f _{h .2 d.} - расчетное сопротивление древесины смятию для более толстых элементов односрезных нагельных соединений, по таблице 9.3 [1] (с учетом коэффициентов k_mod, k_t, k_x):

f _{h .2 d.} =2,5•1,05•1•0,8=2,1МПа, (1.56)

f_n.d - расчетное сопротивление изгибу нагеля, по таблице 9.4 [1] (с учетом коэффициентов k_mod, k_t, k_x):

(1.57)

k_б =1 - коэффициент, учитывающий угол между силой и направлением волокон, принимается по таблице 9.5 [1];

t_1,t₂ - толщина обшивки и древесины каркаса.

d =4мм - номинальный диаметр шурупа;

в_n - коэффициент, зависящий от отношения толщины более тонкого элемента, к диаметру нагеля, определяемый по формуле п. 9.4.1.7 [1],

(1.58)

k_n =0,063 - коэффициент, зависящий от типа нагеля, таблица 9.4 [1]:

(1.59)

Значение коэффициента _n, определенного по формуле, не должно превышать значения _n,max=0,077, приведенного в таблице 9.4 [1]. Принимаем _n=0,077.

Тогда

(1.60)

(1.61)

(1.62)

(1.63)

(1.64)

Условие выполняется.



3. Статический расчет рамы

3.1 Определение нагрузок на раму

На раму здания действуют следующие нагрузки:

- постоянные:

- собственный вес плиты покрытия;

- собственные вес кровли;

- собственный вес утеплителя и пароизоляции;

- собственный вес балки;

- собственный вес колонн;

- временные:

- ветровая;

- снеговая.

3.2 Нормативная постоянная нагрузка

3.3.1 Нормативная нагрузка от веса кровли

В соответствие с п. 1.3 нормативная нагрузка от веса кровли составляет 0,055 кН/м².

3.3.3 Нормативная нагрузка от веса асбестоцементной плиты покрытия

В соответствие с п. 1.3 нормативная нагрузка от веса плиты покрытия составляет .

3.3.3 Нормативная нагрузка от веса утеплителя и пароизоляции

В соответствие с п. 1.3 нормативная нагрузка от веса утеплителя и пароизоляции составляет

3.3.4 Нормативная нагрузка от собственного веса балки

Нормативная нагрузка от собственного веса балки определяется по формуле:

, (3.1)

где - постоянная нормативная нагрузка от веса покрытия, в соответствие с п. 1.3 ;

- полное максимальное нормативное значение снеговой нагрузки, в соответствие с ТКП EN 1991-1-3-2009: ;

- расчетный пролет рамы, который вычисляется по формуле:

, (3.2)

где - пролет здания, исходя из исходных данных ;

- величина опирания балки покрытия на колонну, ;

- коэффициент собственного веса конструкции, по таблице 1.3 [4] принимаем: ;

.

.

3.3.5 Нормативная нагрузка от собственного веса колонн

Предварительно для расчетов зададимся геометрическими размерами колонны:

- высота:

, (3.3)

где - высота колонны, по заданию на курсовое проектирование принимаем ;

- ширина:

, (3.4)

Для минимизации влияния жесткости сечения, а следовательно увеличения изгибающих моментов принимаем ширину сечения .

Высоту же сечения для максимизации влияния собственного веса конструкции принимаем .

Таким образом, получим, что нормативная нагрузка от собственного веса колонны составит:

, (3.5)

где - плотность кедра сибирского (кроме Краснодарского края), принимаем по таблице 6.2 [1], ;

- ускорение свободного падения, ;

- шаг несущих конструкций здания, принимаем по заданию 5,1 м.

;

;

.



3.4 Нормативная временная нагрузка

3.4.1 Нормативная снеговая нагрузка

В соответствие с ТКП EN 1991-1-3-2009 п.5.2 и п.5.3.3 в данном случае возможно 3 варианта приложения снеговой нагрузки, которые представлены на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Коэффициенты формы снеговых нагрузок. Двухскатные покрытия

Причем, случай I - схема распределения снеговых нагрузок без учета заноса снега, а случай II и III - схемы распределения снеговых нагрузок с учетом заноса снега. Все три случая используются при расчетах.

Снеговые нагрузки на покрытия следует определять следующим образом для постоянных/переходных ситуаций:

s=м_i •C_e•C_t•s_k ,

где м_i -коэффициент формы снеговых нагрузок (таблицы 5.2 [5]);

s_k -характеристическое значение снеговых нагрузок на грунт;

C_e - коэффициент окружающей среды;

C_t - температурный коэффициент.

Коэффициент окружающей среды - C_e -следует использовать для определения снеговой нагрузки на покрытия. Принимаем C_e =1.

Температурный коэффициент- C_t -следует использовать в расчетах для снижения снеговых нагрузок на покрытие с повышенной теплопередачей (>1 Вт/м²К). Принимаем C_t =1.

Коэффициенты формы снеговых нагрузок для двускатных покрытий (в данном случае необходим только коэффициент м₁ (рисунок 3.1):

[3]

По заданию в качестве несущей стропильной конструкции принята двускатная клеефанерная балка коробчатого сечения, с углом наклона кровли б =8°, то значение м₁ =0,8.

Характеристическое значение снеговых нагрузок на грунт - s_k - определяем по карте снеговых районов для Республики Беларусь. Т.к. проектируемое здание находится в г.Барановичи, а это III-й снеговой район, то s_k =1,6 кПа.

Следовательно, s₁=м₁ •C_e•C_t•s_k =0,8•1•1•1,6=1,28 кПа - для м₁=0,8;

s₂=м₁ •C_e•C_t•s_k =0,5•1•1•1,6=0,96 кПа - для м₁=0,5•м=0,4. (3.6)

Схемы приложения снеговой нагрузки представлены на рисунке 3.2 (с учетом шага несущих конструкций и приведения нагрузки к горизонтальной плоскости).



Случай I

Случай II

Случай III

Рисунок 3.2 - Варианты схемы приложения снеговой нагрузки

3.4.2 Нормативная ветровая нагрузка

В соответствии с ТКП EN 1991-1-4-2009, общие ветровые воздействия на конструкции и конструктивные элементы следует определять с учетом внешнего и внутреннего ветрового давления.

Ветровое давление w_e , действующее на внешние поверхности конструкций здания, следует определять по формуле:

w_e=q_p(z_e)•c_pe , (3.7)

где q_p(z_e) - пиковое значение скоростного напора ветра;

z_e - базовая высота для внешнего давления;

c_pe - аэродинамический коэффициент внешнего давления.

Ветровое давление w_i , действующее на внутренние поверхности конструкций здания определяется как:

w_i=q_p(z_i)•c_pi , (3.8)

где q_p(z_i) - пиковое значение скоростного напора ветра;

z_i - базовая высота для внутреннего давления;

c_pi - аэродинамический коэффициент внутреннего давления.

Ветровое давление нетто на стены, кровлю или их элементы является результатом внутреннего и внешнего ветрового давления.

Пиковое значение скоростного напора q_p(z) на высоте z, включающее средние и кратковременные изменения (колебания) скорости.

q_p(z)= с₀(z) •q_b , (3.9)

где q_p - значение среднего (базового) скоростного напора;

с₀(z) - орографический коэффициент (для ровной местности с₀(z)=1);

Значение среднего (базового) скоростного напора определяется как:

q_b=0,5•с• v_b², (3.10)

где v_b - базовое значение скорости ветра;

с - плотность воздуха, которая зависит от высоты над уровнем моря, температуры и барометрического давления. Рекомендуемое значение 1,25 кг/м³;

Базовое значение скорости ветра равно:

v_b=c_dir•c_season• v_b,0 , (3.11)

где v_b,0 - основное значение базовой скорости ветра, определяемое в зависимости от положения проектируемого сооружения на территории РБ, в нашем случае г. Барановичи, v_b,0 =24 м/с ;

c_dir - коэффициент, учитывающий направление ветра, рекомендуется принимать равный 1,0;

c_season - сезонный коэффициент, рекомендуемое значение - 1,0.

Тогда v_b=1•1•24=24м/с, а q_b=0,5•1,25•24=0,36 кПа.

Для наветренных стен прямоугольных в плане зданий (зона D, рисунок 3.3) наружные давления по высоте здания допускается устанавливать дифференциально, согласно рисунку 3.4.

Рисунок 3.3 - К распределению давления для вертикальных стен

Принимается, что давление в горизонтальных полосах по высоте распределено равномерно. В качестве базовой высоты z_e для скоростного напора рассматриваемой полосы применяем высоту здания к его ширине h/b следующим образом:

Рисунок 3.4 - Базовая высота в зависимости от h и b

В нашем случае: h=8,16 м, b=21м. Значит, принимается одна полоса высотой h.

Аэродинамические коэффициенты внешнего давления (c_pe) для вертикальных участков здания (стены) определяем по таблице 7.1 [6] в зависимости от h/b=0,39, согласно рисунку 3.3 (т.е. для зон D и E). Для зоны D - c_pe10=0,78, для зоны E - c_pe10=-0,5.

Тогда внешнее ветровое воздействие для вертикальных конструкций будет равно:

Для зона D - w_e=0,78•0,36=0,281кН/м², для зоны E - w_e=-0,5•0,36=-0,18кН/м². а линейная нагрузка на вертикальные элементы: q(D)=0,281•5,1=1,43кН/м, q(E)=-0,18•5,1=0,92кН/м. Где 5,1м - шаг несущих конструкций (по заданию).

Двускатное покрытие (включая свесы) подразделяется на зоны (рисунок 3.5). базовую высоту в данной случае считаем равной h.

Рисунок 3.5 - К распределению ветрового давления для двускатных покрытий (направление набегающего потока и=0°)

e=b или 2h - определяющим является меньшее значение. В нашем случае: b=21м, 2h=16,32м. Угол наклона стропильной конструкции (двухскатная балка):б=8°.

Коэффициенты внешнего давления определяем по таблице 7.4 а [6] для каждой зоны - F,G,H,J,I (таблица 3.1).



Таблица 3.1 - Коэффициенты внешнего давления для двускатных покрытий (и=0°)

зоны	F	G	H	I	J
1	cpe10	-1,46	-1,08	-0,51	-0,54	0,11
2	cpe10	0,06	0,06	0,06	-0,42	-0,42

Определим внешнее ветровое воздействие (w_e= q_b•c_pe=0,36•c_pe10) для зон двускатного покрытия:

зоны	F	G	H	I	J
1	we	-0,526	-0,389	-0,114	-0,194	0,040
2	we	0,022	0,022	0,022	-0,151	-0,151

Линейная нагрузка на 1 метр зоны двускатного покрытия (с учетом шага несущих конструкций 5,1 м):

зоны	F	G	H	I	J
1	q, кН/м	-2,68	-1,983	-0,938	-0,989	0,204
2	q, кН/м	0,112	0,112	0,112	-0,770	-0,770

Для удобства расчета в программном комплексе Lira 9.0, приведем нагрузки к действию на горизонтальную плоскость (т.е. полученную нагрузку q умножаем на длину скатов балки(21,184м) и делим на пролет здания(21м)). Варианты нагружений представлены на рисунке 3.6.

1-й вариант нагружения:



2-й вариант нагружения:

Рисунок 3.6 - Варианты нагружений

3.5 Расчетные нагрузки на раму

Расчет произведем в табличной форме. Т.к. расчет производим по евронормам (еврокодам), то изначально нагружаем раму нормативными нагрузками. коэффициент надежности по нагрузке будем учитывать в расчетных сочетаниях нагружений. Коэффициенты надежности по нагрузке в соответствии с ЕВРОКОДОМ EN 1990 [7].

Таблица 3.2 - Определение расчетных нагрузок на погонный метр рамы

№ п/п	Наименование нагрузок	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке, гf	Шаг несущих конструкций, B, м	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная нагрузка
1	Вес кровли (п. 2.2.1)	0,055	1,35	5,1	0,074
2	Собственные вес плиты (п. 2.2.2)	0,365	1,35		0,493
3	Вес утеплителя и пароизоляции (п. 2.2.3)	0,143	1,35		0,193
4	Собственный вес балки покрытия (п. 2.2.4)	0,261	1,35		0,352
5	Собственный вес колонны (п. 2.2.5)	0,029	1,35		0,039
Всего		0,853			1,151
Временная нагрузка
6	Снеговая нагрузка (п. 2.4.1)	при м=0,8: 1,28 при м=0,4: 0,64	1,5	5,1	1,92 0,96
7	Ветровая нагрузка (п. 2.4.2) D E F G H I J	Ветровая нагрузка,кН/м (п. 2.4.2) 1,43 0,9 -2,68/0,112 -1,983/0,112 -0,938/0,112 -0,989/-0,770 0,204/-0,770	1,5		Ветровая нагрузка,кН/м (п. 2.4.2) 2,145 1,35 -4,02/0,168 -2,975/0,168 -1,407/0,168 -1,484/-1,155 0,306/-1,155

3.6 Статический расчет поперечной рамы

Расчет произведем при помощи программного комплекса LIRA 9.0, загружая последовательно двухшарнирную жестко защемленную раму всеми видами нагрузок. Эпюры изгибающих моментов моментов, поперечных и продольных сил от каждой из нагрузок представлены в приложении А.

3.7 Составление расчетных сочетаний усилий для характерных сечений колонны и балки

Расчетные значения усилий найдем по формуле:

, (3.12)

где - значение усилия в характерном сечении от действия постоянных нагрузок;

- доминирующее значение усилия в характерном сечении от действия временной нагрузки;

- значение усилия в характерном сечении от оставшихся временных нагрузок;

- коэффициент сочетания нагрузок, в соответствие с таблицей А1.1 [6] принимаем равным .

Составим следующие сочетания усилий:

1. постоянная нагрузка +снеговая 1;

2. постоянная нагрузка +снеговая 2;

3. постоянная нагрузка +снеговая 3;

4. постоянная нагрузка +ветровая 1;

5. постоянная нагрузка +ветровая 2;

6. постоянная нагрузка +снеговая 2+ветровая 1;

7. постоянная нагрузка +снеговая 3+ветровая 2.

3.7.1 Расчетные сочетания усилий

Составим таблицы значений М, N, V для каждого из сочетаний (п.2.7).

Таблица усилий 3.3-сочетание 1
		Усилия
№ элем	№ сечен	N (кН)	My (кН*м)	Qz (кН)	№ загруж
1	1	-164.999	0.000	0.000	1
1	2	-164.475	0.000	0.000	1
1	3	-163.951	0.000	0.000	1
1	4	-163.428	0.000	0.000	1
1	5	-162.904	0.000	0.000	1
2	1	-164.999	0.000	0.000	1
2	2	-164.475	0.000	0.000	1



2	3	-163.951	0.000	0.000	1
2	4	-163.428	0.000	0.000	1
2	5	-162.904	0.000	0.000	1
3	1	0.000	0.000	162.904	1
3	2	0.000	641.434	81.452	1
3	3	0.000	855.245	0.000	1
3	4	0.000	641.434	-81.452	1
3	5	0.000	0.000	-162.904	1

Таблица усилий 3.4-сочетание 2
		Усилия
№ элем	№ сечен	N (кН)	My (кН*м)	Qz (кН)	№ загруж
1	1	-126.443	0.000	0.000	2
1	2	-125.919	0.000	0.000	2
1	3	-125.395	0.000	0.000	2
1	4	-124.872	0.000	0.000	2
1	5	-124.348	0.000	0.000	2
2	1	-152.147	0.000	0.000	2
2	2	-151.623	0.000	0.000	2
2	3	-151.099	0.000	0.000	2
2	4	-150.576	0.000	0.000	2
2	5	-150.052	0.000	0.000	2
3	1	0.000	0.000	124.348	2
3	2	0.000	506.488	68.600	2
3	3	0.000	720.299	12.852	2
3	4	0.000	573.961	-68.600	2
3	5	0.000	0.000	-150.052	2

Таблица усилий 3.5-сочетание 3
		Усилия
№ элем	№ сечен	N (кН)	My (кН*м)	Qz (кН)	№ загруж
1	1	-46.152	32.350	-11.811	3
1	2	-45.628	17.263	-8.647	3
1	3	-45.104	6.842	-5.483	3
1	4	-44.581	1.088	-2.319	3
1	5	-44.057	0.000	0.845	3
2	1	-59.097	29.002	-8.987	3
2	2	-58.574	17.248	-6.951	3
2	3	-58.050	8.496	-4.916	3
2	4	-57.526	2.747	-2.880	3
2	5	-57.003	0.000	-0.845	3
3	1	-0.845	0.000	44.057	3
3	2	-0.845	191.461	25.890	3

3	3	-0.845	268.299	3.382	3
3	4	-0.845	216.099	-25.321	3
3	5	-0.845	0.000	-57.003	3
		Усилия
№ элем	№ сечен	N (кН)	My (кН*м)	Qz (кН)	№ загруж
1	1	-60.442	32.350	-11.811	4
1	2	-59.919	17.263	-8.647	4
1	3	-59.395	6.842	-5.483	4
1	4	-58.871	1.088	-2.319	4
1	5	-58.347	0.000	0.845	4
2	1	-53.371	29.002	-8.987	4
2	2	-52.847	17.248	-6.951	4
2	3	-52.323	8.496	-4.916	4
2	4	-51.799	2.747	-2.880	4
2	5	-51.276	0.000	-0.845	4
3	1	-0.845	0.000	58.347	4
3	2	-0.845	225.102	27.406	4
3	3	-0.845	287.761	-3.536	4
3	4	-0.845	206.539	-27.406	4
3	5	-0.845	0.000	-51.276	4

Таблица усилий 3.7-сочетание 5
		Усилия
№ элем	№ сечен	N (кН)	My (кН*м)	Qz (кН)	№ загруж
1	1	-152.147	0.000	0.000	5
1	2	-151.623	0.000	0.000	5
1	3	-151.099	0.000	0.000	5
1	4	-150.576	0.000	0.000	5
1	5	-150.052	0.000	0.000	5
2	1	-126.443	0.000	0.000	5
2	2	-125.919	0.000	0.000	5
2	3	-125.395	0.000	0.000	5
2	4	-124.872	0.000	0.000	5
2	5	-124.348	0.000	0.000	5
3	1	0.000	0.000	150.052	5
3	2	0.000	573.961	68.600	5
3	3	0.000	720.299	-12.852	5
3	4	0.000	506.488	-68.600	5
3	5	0.000	0.000	-124.348	5

Таблица усилий 3.8-сочетание 6
		Усилия
№ элем	№ сечен	N (кН)	My (кН*м)	Qz (кН)	№ загруж
1	1	-116.824	19.410	-7.087	6
1	2	-116.300	10.358	-5.188	6
1	3	-115.777	4.105	-3.290	6
1	4	-115.253	0.653	-1.392	6
1	5	-114.729	0.000	0.507	6
2	1	-150.296	17.401	-5.392	6
2	2	-149.772	10.349	-4.171	6
2	3	-149.248	5.098	-2.949	6
2	4	-148.724	1.648	-1.728	6
2	5	-148.201	0.000	-0.507	6
3	1	-0.507	0.000	114.729	6
3	2	-0.507	479.407	66.107	6
3	3	-0.507	692.002	14.881	6
3	4	-0.507	561.663	-65.766	6
3	5	-0.507	0.000	-148.201	6

Таблица усилий 3.9-сочетание 7
		Усилия
№ элем	№ сечен	N (кН)	My (кН*м)	Qz (кН)	№ загруж
1	1	-151.102	19.410	-7.087	7
1	2	-150.579	10.358	-5.188	7
1	3	-150.055	4.105	-3.290	7
1	4	-149.531	0.653	-1.392	7
1	5	-149.008	0.000	0.507	7
2	1	-121.155	17.401	-5.392	7
2	2	-120.632	10.349	-4.171	7
2	3	-120.108	5.098	-2.949	7
2	4	-119.584	1.648	-1.728	7
2	5	-119.061	0.000	-0.507	7
3	1	-0.507	0.000	149.008	7 <...

Подобные документы

• Конструирование и расчет основных несущих конструкций

  Конструирование и расчет основных несущих конструкций однопролетного одноэтажного промышленного здания, материалом которых является дерево. Расчеты: компоновка основных несущих конструкций, проектирование плиты покрытия, стропильной фермы, колонны.
  
  курсовая работа [756,6 K], добавлен 04.12.2007
  

• Расчет и конструирование основных несущих конструкций многоэтажного промышленного здания

  Расчет и конструирование балки настила. Подбор, компоновка основного сечения главной балки. Составление расчетной схемы и определение расчетных длин колонны. Монтажный узел главной балки, компоновка соединительных элементов. Проверки подобранного сечения.
  
  курсовая работа [2,9 M], добавлен 18.04.2018
  

• Покрытие зерносклада

  Проведение теплотехнического и статического расчета плиты для проектирования крыши зерносклада. Определение временных (снеговой, ветровой) и постоянных (собственного веса, утеплителя) нагрузок. Оценка геометрических характеристик расчетного сечения плиты.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 04.10.2010
  

• Расчёт многопустотной плиты перекрытия

  Конструирование плиты перекрытия. Определение грузовой площади для колонны. Проверка плиты на монтажные усилия. Определение расчётного пролёта плиты при опирании её на ригель таврового сечения с полкой в нижней зоне. Расчет фундамента под колонну.
  
  курсовая работа [528,4 K], добавлен 12.09.2012
  

• Расчёт и конструированием элементов балочной клетки и поддерживающих её конструкций

  Схема балочной клетки, ее компоновка. Расчёт стального настила. Определение погонной нагрузки на балки, ее конструктивный расчет. Особенности выполнения сварных швов. Определение поясных соединений для обеспечения жесткости, конструирование сопряжений.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 20.11.2013
  

• Расчет элементов железобетонных конструкций

  Конструирование сборной железобетонной плиты, назначение геометрических размеров, классов арматуры и бетона, определение потерь предварительного напряжения. Расчет прочности сплошной колонны среднего ряда фундамента и основных геометрических размеров.
  
  курсовая работа [318,7 K], добавлен 16.11.2009
  

• Расчет и конструирование ребристой плиты перекрытия 1,5х6 м

  Характеристика параметров плиты, условия ее эксплуатации. Определение усилий в элементах плиты и геометрических характеристик приведенного сечения плиты. Расчет продольных ребер плиты по образованию трещин. Конструирование арматуры железобетонного ригеля.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.06.2011
  

• Производственное здание в г. Калининграде

  Расчёт ограждающих конструкций. Расчётная ширина фанерных обшивок. Проверка панели на прочность. Подбор сечения балки. Проверка принятого сечения ригеля. Снеговая нагрузка на покрытие. Определение усилий в стойках рамы. Расчёт опорного и карнизного узла.
  
  контрольная работа [34,9 K], добавлен 23.05.2012
  

• Расчёт и проектирование конструкций балочной клетки

  Компоновка в балочной клетке. Расчёт и конструирование главной балки. Определение отношения пролёта настила к его толщине из условия обеспечения допустимого относительного прогиба. Расчёт и конструирование центрально-сжатой колонны, компоновка сечения.
  
  курсовая работа [681,2 K], добавлен 22.06.2009
  

• Проектирование гражданского здания с наружными самонесущими кирпичными стенами толщиной 510 мм

  Компоновка гражданского здания, его несущих конструкций и их сечений. Расчет нагрузок и конструирование монолитной плиты перекрытия, второстепенной и главной балок, колонны. Выбор расчётной схемы. Назначение поперечного и продольного армирования.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 15.04.2012
  

• Расчёт железобетонной плиты перекрытия

  Определение арматуры монолитной балочной плиты для перекрытия площади. Расчет и конструирование второстепенной балки, ребристой плиты перекрытия, сборной железобетонной колонны производственного здания и центрально нагруженного фундамента под нее.
  
  дипломная работа [798,0 K], добавлен 17.02.2013
  

• Конструирование и расчет железобетонных элементов ОПЗ

  Схема нагрузок на поперечную раму. Разделы конструирования, расчет железобетонной плиты покрытия. Установление геометрических размеров ребристой плиты покрытия. Геометрические размеры полки плиты. Установление геометрических размеров продольного ребра.
  
  курсовая работа [907,9 K], добавлен 11.12.2014
  

• Проектирование конструкций многоэтажного производственного здания

  Проектирование и расчёт монолитной плиты перекрытия балочного типа и второстепенной балки, предварительно напряженной плиты, неразрезного ригеля. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия. Расчёт и конструирование колоны первого этажа.
  
  курсовая работа [1,5 M], добавлен 03.04.2014
  

• Конструирование и расчет элементов железобетонных конструкций многоэтажного здания (без подвала) с наружными каменными стенами и внутренним железобетонным каркасом

  Элементы железобетонных конструкций многоэтажного здания. Расчет ребристой предварительно напряжённой плиты перекрытия; трехпролетного неразрезного ригеля; центрально нагруженной колонны; образования трещин. Характеристики прочности бетона и арматуры.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.06.2009
  

• Расчет главной балки автомобильного путепровода

  Методы расчёта дорожно-транспортных сооружений. Временные нагрузки путепровода от подвижного состава. Расчёт плиты проезжей части. Определение геометрических характеристик сечения. Расчёт главной балки: определение усилий, прочности и трещиностойкости.
  
  курсовая работа [2,5 M], добавлен 20.05.2015
  

• Проектирование металлической балочной клетки и центрально-сжатой колонны

  Подбор сечения балок: настила, главной, составной. Проверка их прочности, жесткости, общей и местной устойчивости. Расчет и конструирование узлов, соединений. Проектирование центрально-сжатой колонны и ее нижней опорной части. Выбор стали для конструкций.
  
  курсовая работа [221,5 K], добавлен 27.11.2015
  

• Железобетонные конструкции многоэтажного здания в монолитном исполнении (с неполным каркасом)

  Компоновка перекрытия, определение размеров и расчетных пролетов, их элементы. Расчет и конструирование плиты перекрытия, колонны, главной и второстепенной балки. Определение прочности нормальных и наклонных сечений. Построение эпюры материалов.
  
  курсовая работа [782,8 K], добавлен 30.01.2012
  

• Проектирование сварных конструкций

  Химический состав стали С345. Расчет плоского настила. Определение расчетных усилий и назначение схемы. Подбор сечения главной балки, конструирование опорного узла. Компоновка сечения сплошной колонны, расчет базы. Особенности конструирования оголовка.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.03.2013
  

• Конструирование стропильной фермы и ступенчатой колонны

  Компоновка конструктивной схемы каркаса. Поперечная и продольная система. Расчетная схема рамы: снеговая и ветровая нагрузка. Определение расчетных внутренних усилий. Расчет узлов и конструирование стропильной фермы. Стыка верхней части колонны с нижней.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 13.05.2014
  

• Проектирование плиты и второстепенной балки монолитного ребристого балочного перекрытия

  Рассмотрение структуры и характеритсик монолитного ребристого перекрытия. Расчет и конструирование балочной плиты, второстепенной балки, поперечной арматуры. Проектирование сборной железобетонной колонны, фундамента, наружной несущей стены здания.
  
  курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.01.2015
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам