Курсовая работа (т): Проектирование конструкций одноэтажного производственного здания
для колонн среднего ряда
МI- I = МII-II = М III-III = МIV-IV = 0 кН·м II-II = G6+G7 = 1065,6+44,3 = 1109,9 кН
N III-III = N II-II+ G9 = 1109,9+712,3 = 1822 кН
NIV-IV = N III-III+ G8 = 1822+69,4 = 1891,4 кН
.5.4 Загружение снеговой нагрузкой
Последовательность расчёта ни чем не отличается от вышеприведенной.
реакция верха колонн ряда А в
основной системе:
,
где M1 = S1·e1 = 259,2·0,015 = 3,88 кН2 = -S1·e2 = -259,2·0,11 = -28,5 кН
- реакция верха колонн ряда Б в основной системе:
Суммарная реакция в основной
системе:
Перемещение верха колонн в заданной
системе
сdim-коэффициент, учитывающий пространственный характер работы каркаса здания;
Упругие реакции верха колонн в заданной системе:
для колонн ряда А
для колонн ряда Б
Усилия в сечениях колонн:
для колонн крайнего ряда
МI- I = М1 = 3,88 кН·м
МII-II = М1+Вe,l·H1 = 3,88+1,015·4,8 = 8,76 кН·м
МIII-III = М II-II+ М2 = 8,76+(-28,5) = -19,74 кН·м
МIV-IV = М1+ М2+ Вe,l·H = 3,88+(-28,5)+1,015 ·12,61 = -11,83 кН·м
Проверка: (-19,74-(-11,83))/7,9 = -1,001 кН
для колонн ряда Б
Значение М
= 0
N I- I = N II-II = N III-III = NIV-IV = S2 = 518, 4 кН
3.5.5 Загружение крановой нагрузкой
Последовательно рассматриваем загружение крановой нагрузкой пролетов АБ и БВ при различном положении тележки с грузом в пролете.
Кран в пролете АБ
Давление Dmax,l на крайней колонне
Вертикальное давление Dmax,l = 1182,5 приложено с эксцентриситетом e3 = 0,45м, создавая момент Mmax = M2 = 1182,5·0,45 = 532,12 кН·м. Одновременно на средней колонне действует Dmin,l = 300 кН с эксцентриситетом e4 = 0,75м, создавая момент Mmin = M2 = -300·0,75 = -225 кН·м.
Реакция верха левой стойки
рамы-блока в основной системе
то же средней стойки
Суммарная реакция в основной системе
Перемещение верха колонн в заданной
системе
сdim = 3,4при шаге колонн 12 м
Упругие реакции верха колонн в заданной системе:
для колонн ряда А
для колонн ряда Б
для колонн ряда B
Усилия в сечениях колонн:
для колонн крайнего ряда
МI- I = 0 кН·м
МII-II = Вe,l·H1 = -45,8·4,8 = 219,84 кН·м
МIV-IV = М2+ Вe,l·H = -532,2+(-45,8)·12,6 = -44,96 кН·м
Проверка: (312,28+44,96)/7,9 = -45,2кН
для колонн ряда Б
М I- I = 0 кН·м
М II-II = Вe,m·H1 = 22,15·4,8 = = 106,32кН·м
М III-III = М II-II-+М2 = 106,32-225 = -118,68кН·м
МIV-IV = М2+ Вe,l·H = -532,2+(-45,8)·12,6 = -44,96 кН·м
Проверка: (-118,68-+44,96)/7,9 =
-20,71кН
N II-II = 0 кН
N
III-III = NIV-IV = Dmin,l = 300 кН
Горизонтальная тормозная сила Тl у ряда А
Реакция верха двух колонн ряда А в
основной системе
реакции 
;
Суммарная реакция в основной системе
Перемещение 
Упругие реакции верха колонн в заданной системе:
для колонн ряда А
для колонн ряда Б
для колонн ряда B
Усилия в сечениях колонн:
для колонн крайнего ряда
МII-II = М III-III = Вe,l·H1- Тl·hсв = ±22,45·4,8±43,23·1,4 = ±47,27кН·м
МIV-IV = Вe,l·H- Тl·(Н2 - hсв) = ±22,45·12,6±43,23(7,9-1,4) = ±119,08 кН·м
Проверка: (±47,27±119,08)/7,9 = -21,06кН
для колонн среднего ряда
МII-II = МIII-III = Вe,m H1в = ±5,59·4,8 = ±26,83кН·м
МIV-IV = Вe,m·H = ±5,59·12,6 = ±70,43кН·м
Давление Dmax,l на средней колонне
Момент в узле средней колонне от вертикального давления крана: Mmax = Dmax,l e4 = 1182,5·0,75 = 886,87 кН·м.Одновременно на крайней стойке действует давление
Dmin,l = 300 кН с эксцентриситетом e4 = 0,75м, создавая момент Mmin = M2 = 300·0,45 = 135 кН·м.
Реакция верха левой стойки
рамы-блока в основной системе
то же средней стойки
Суммарная реакция в основной системе
Перемещение верха колонн в заданной
системе
сdim = 3,4при шаге колонн 12 м
Упругие реакции верха колонн в заданной системе:
для колонн ряда А
для колонн ряда Б
для колонн ряда B
Усилия в сечениях колонн:
для колонн крайнего ряда
М II-II = -11,82*4,8 = -60,1кН·м
М III-III = М II-II+М2 = -60,1+135 = 74,9кН·м
МIV-IV = -12,52*12,6+135 = -22,75кН·м
Проверка:(74+22,75)/7,9 = 12,36кН
для колонн среднего ряда
МII-II = 32,445*4,8 = 155,74 кН·м
МIII-III = М II-II-М2 = 155,74-886,87 = -731,13кН·м
МIV-IV = 32,445·12,6-886,87 = -478,063кН·м
Проверка:(-731,3+478,063)/7,9 =
-32,03 кН
NII-II = 0 кН
N
III-III = NIV-IV = Dmax,l = 1182,5 кН
- Горизонтальная тормозная сила Тl у ряда А
Реакция верха двух колонн ряда А в основной
системе
реакции 
;
Суммарная реакция в основной системе
Перемещение 
Упругие реакции верха колонн в заданной системе:
для колонн ряда А
для колонн ряда Б
Усилия в сечениях колонн:
для колонн крайнего ряда
МII-II = МIII-III = Вe,l·H1 = ±0,313·4,8 = ±1,5кН·м
МIV-IV = Вe,l·H = ±0,313·12,6 = ±3,94 кН·м
NII-II
= N III-III = NIV-IV = 0 кН
- для колонн среднего ряда
М II-II = М III-III = ±9,218·4,8±42,23·1,4 = ±14,88 кН·м
МIV-IV = ±9,218·12,6±42,23(7,9+1,4) = ±276,58 кН·м
N II-II
= N III-III = NIV-IV = 0 кН
Кран в пролете БВ
Усилия в сечениях колонн при загружении крановой нагрузкой пролёта БВ определяется аналогично.
Загружение средней колонны от 4-х кранов.
Данное загружение предусмотрено для получения максимальной продольной силы в средней колонне когда на неё действует Dmax,l слева и справа от 2-х кранов в каждом пролёте.
Вертикальное давление кранов принимаем с коэффициентом сочетания ψ = 0,7
Dmax,l = (0,7/0,85)·1182,5 = 973,82 кНmin,l = (0,7/0,85)·300 = 247,05 кНmax,r = (0,7/0,85)·1947,7 = 1603,98 кНmin,r = (0,7/0,85)·494,25 = 407,02 кН
Узловой момент, создаваемый разностью вертикальных давлений:
М2 = -973,82·0,75+1603,98·0,75 = 472,68 кН·м
Одновременно на крайней левой колонне действует узловой момент, М2 = Dmin,l·e3 =
,05·0,45 = 111,17 кН·м, а на правой крайней- момент М2 = -Dmin,r ·e3 = -407,02·0,45 = -183,16 кН·м.
Реакции верха колонн рамы-блока в основной системе:
по ряду А
- по ряду Б
по ряду В
Суммарная реакция в основной системе
Перемещение 
Упругие реакции верха колонн в заданной системе:
для колонн ряда А
для колонн ряда Б
для колонн ряда B
Усилия в сечениях колонн:
для колонн крайнего ряда
М II-II = -9,37·4,8 = -45кН·м
М III-III = -45+111,7 = 66,17 кН·м
МIV-IV = -9,37·12,6+111,17 = -6,892кН·м
Проверка: (66,17+6,89)/7,9 = 9,25кН
NII-II
= NIII-III = NIV-IV = Dmin,l =
247,05 кН
для колонн среднего ряда
М II-II = -17,3·4,8 = -83,04кН·м
М III-III = -83,04+472,63 = 389,59кН·м
МIV-IV = -17,3·12,6+472,62 = -254,64кН·м
Проверка: (389,59-254,64)/7,9 =
17,08кН
NII-II = 0 кН
NIII-III = NIV-IV = Dmax,l+ Dmax,r = 973,2+1603,98 = 2577,8 кН
.5.6 Загружение ветровой нагрузкой
Давление ветра слева направо
Реакции верха колонн в основной системе:
по ряду А
- по ряду Б 
по ряду В 
Суммарная реакция верха колонн в
основной системе с учетом сосредоточенной силы: 
Перемещение верха колонн рамы-блока
Упругие реакции верха колонн в заданной системе:
для колонн ряда А
для колонн ряда Б
для колонн ряда B
Усилия в сечениях колонны рамы блока:
для колонн крайнего ряда
МII-II = МIII-III = Be,l·H1+(Wa·H2)/2 = -8.71·4,8+(2,375*4,82)/2 = -14,44
кН·м
МIV-IV = Be,l·H+(Wa·H2)/2 = -8.71·12,6+(2,375*12,62)/2 = 78,8кН·м
Проверка:(74+22,75)/7,9 = 12,36кН
для колонн среднего ряда
М II-II = 32,445*4,8 = 155,74 кН·м
М III-III = М II-II-М2 = 155,74-886,87 = -731,13кН·м
МIV-IV = 32,445·12,6-886,87 = -478,063кН·м
; N II-II = N III-III = NIV-IV = 0 кН
для колонн среднего ряда
М II-II = М III-III = 19,5·4,8 = 93,6 кН·м
МIV-IV = 19,5·12,6 = 245,7 кН·м
NII-II
= NIII-III = NIV-IV = 0 кН
Давление ветра справа налево
При изменение направление ветра
усилия в стойках рамы-блока будут обратно симметричны.
Таблица 2
|
Нагрузка |
Коэф. сочетан. |
Номер загр. |
Усилия в сечениях колонны при γf>1 |
||||||
|
|
|
|
II-II |
III-III |
IV-IV |
||||
|
|
|
|
M |
N |
M |
N |
M |
N |
Q |
|
постоянная |
1 |
1 |
23.6 |
560,85 |
-8,05 |
867,61 |
17,3 |
945,11 |
-3.25 |
|
снеговая |
1 |
2 |
8,76 |
518,4 |
-19,74 |
518,4 |
-11,83 |
518,4 |
-1.015 |
|
|
0,9 |
3 |
7,88 |
464,6 |
-17,76 |
464,6 |
-10,64 |
464,6 |
-0.91 |
|
Dmax,l на лев. кол. |
1 |
4 |
-219,84 |
0 |
312,28 |
118,25 |
-44,96 |
1182,5 |
45.8 |
|
|
0,9 |
5 |
197,82 |
0 |
281,07 |
1064,3 |
-40,46 |
1064,3 |
41.22 |
|
Tl у ряда А |
1 |
6 |
+/-47,27 |
0 |
+/-47,27 |
0 |
+/-119,08 |
0 |
+/-28 |
|
|
0,9 |
7 |
+/-42,54 |
0 |
+/-48,54 |
0 |
+/-107,17 |
0 |
+/-17.72 |
|
Dmax,l на сред. кол |
1 |
8 |
-60,1 |
0 |
74,9 |
0 |
-22,75 |
300 |
12,52 |
|
|
0,9 |
9 |
-54,09 |
0 |
67,41 |
0 |
-20,48 |
270 |
11,27 |
|
Tl у ряда Б |
1 |
10 |
+/-1,5 |
0 |
+/-1,5 |
0 |
+/-3,94 |
0 |
+/-0,313 |
|
|
0,9 |
11 |
+/-1,35 |
0 |
+/-1,35 |
0 |
+/-3,06 |
0 |
+/-0,28 |
|
Ветровая слева |
1 |
22 |
-14,44 |
0 |
-14,44 |
0 |
78,8 |
0 |
-21,215 |
|
|
0,9 |
23 |
-13,0 |
0 |
-13,0 |
0 |
70,92 |
0 |
-19,09 |
|
Ветровая справа |
1 |
24 |
14,44 |
0 |
14,44 |
0 |
-78,8 |
0 |
21,215 |
|
|
0,9 |
25 |
13,0 |
0 |
13,0 |
0 |
-70,92 |
0 |
19,09 |
|
Вариант 1 - основное сочетание с учетом крановых и ветровых нагрузок |
Mmax |
M |
N |
M |
N |
M |
N |
Q |
|
|
|
|
Номера загружений |
|||||||
|
|
|
1+3+23 |
1+3+23 |
1+3+23 |
|||||
|
|
|
18.48 |
1027.45 |
302,56 |
1931,91 |
77,59 |
1411,71 |
-23,25 |
|
|
|
Mmin |
N |
M |
N |
M |
N |
Q |
||
|
|
|
1+5+7+25 |
1+5+7+25 |
1+5+7+25 |
|||||
|
|
|
-276.96 |
560.85 |
22.71 |
1334,21 |
94,02 |
2009,41 |
75,78 |
|
|
|
Nmax |
M |
N |
M |
N |
M |
N |
Q |
|
|
|
|
1+3+23 |
1+3+5+7+23 |
1+3+5+7+25 |
|||||
|
|
|
18.48 |
1027.45 |
346.32 |
2398.51 |
83.38 |
2476.01 |
74.87 |
|
|
|
Вариант 2 то же, без учета крановых и ветровых нагрузок |
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
32.36 |
1079.25 |
-27.79 |
1386.01 |
5.78 |
1463.51 |
-4.26 |
|