Материал: Расчет поперечной рамы железобетонного промышленного здания с мостовыми кранами на ЭВМ. методические указания для подготовки студентов. Поликутин А.Э
2. СБОР НАГРУЗОК
На поперечную раму здания действуют постоянные и временные нагрузки. К постоянным нагрузкам относится собственный вес несущих и ограждающих конструкций. К временным нагрузкам: снеговая длительная и кратковременная, ветровая нагрузка, крановая от давления веса крана с грузом (вертикальная) и от торможения тележки крана (горизонтальная).
2.1.Постоянные нагрузки (Загружение 1)
На поперечную раму действуют следующие нагрузки: собственный вес стропильной конструкции, вес плит покрытия и кровли, собственный вес колонн. Данные нагрузки принимаем по табл. из курсового проекта (КП-2). Для примера, аналогичная таблица сбора постоянных нагрузок на покрытие приведена ниже (табл. 3).
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
Постоянные нагрузки от покрытия |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нормативная |
|
Коэффициент |
Расчетная |
|
|
Вид нагрузки |
|
нагрузка, |
|||
|
нагрузка, qн кН/м |
|
надежности, ɣf |
|||
|
|
|
qp кН/м |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Собственный вес стро- |
ɣ·V/ L0 |
1.1 |
|
qн * ɣf |
|
|
пильной конструкции |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2.Собственный вес плиты |
ɣ· hred·B |
1.1 |
|
qн * ɣf |
|
|
покрытия |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
3.Вес кровли |
|
|
|
|
|
|
3.1. Пароизоляция |
m·B·10/1000 |
1.2 |
|
qн * ɣf |
|
|
m= 110г/м2 |
|
|
|||
|
3.2. Утеплитель, |
ƍ·t·B·10/1000 |
1.2 |
|
qн * ɣf |
|
|
ƍ=50кг/м3, t=100мм |
|
|
|||
|
3.3. Цементно-песчаная |
ɣ·t·B |
1.3 |
|
qн * ɣf |
|
|
стяжка, ɣ=18кН/м3, t=50мм |
|
|
|||
|
3.4.Гидроизоляция |
m·B·10/1000 |
1.3 |
|
qн * ɣf |
|
|
m=5,5кг/м2 |
|
|
|||
|
Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечания к табл. 3. |
|
|
|
|
|
ɣ – удельный вес железобетона, 25 кН/м3, V – объем конструкции, м3,
L0 – расчетная длина фермы, м, hred – приведенная высота плиты, м,
пустотная плита с круглыми пустотами - hred=120 мм, пустотная плита с овальными пустотами - hred=95 мм,
9
ребристая плита - hred=105 мм, B – шаг стропильных конструкций, ƍ – плотность материала, кг/м3,
t – толщина конструкции, м.
При этом возможен учет собственного веса стропильной конструкции (фермы) в программном комплексе автоматически (в этом случае нагрузку от фермы из табл. 3 необходимо исключить).
Собственный вес колонны учитывается отдельно для верхней и нижней частей колонны. Определяется как произведение удельного веса железобетона (2500 кг/м3) и объема конструкции и прикладывается в виде сосредоточенной нагрузки в верхние узлы стержней, моделирующие соответствующие колонны (или равномерно-распределенной, определяемой путем отношения сосредоточенной нагрузки и высот соответствующих частей колонн).
Расчетная схема с действующими постоянными нагрузками на поперечную раму приведена на рис. 10.
Рис. 10. Постоянные нагрузки (Загружение 1)
2.2.Снеговая нагрузка (Загружения 2 и 3)
Расчет снеговой нагрузки производится согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» раздел 10.
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле:
|
|
покрова на 1 м2 |
|
, |
где |
– вес снегового |
горизонтальной поверхности зем- |
||
= 0.7 ∙ ∙ |
∙ |
|
||
ли, определяется по таблице 10.1 [1] в зависимости от снегового района Российской Федерации, определяемого по карте 1 приложения Ж [1];
10
–термический коэффициент, принимается в соответствии с 10.6 [1];
–коэффициент учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимается в соответствии с 10.5 [1];
–коэффициент перехода от веса снега на поверхности земли к весу на поверхности кровли, принимается в соответствии с 10.4, приложение Г [1].
Коэффициент надежности для снеговой нагрузки ɣf =1.4.
Для двухпролетного здания, варианты загружения снеговой нагрузкой приведены на рис. 11 (соответствует схеме Г.5 Приложения Г [1]). Для однопролетных зданий необходимо использовать схему снеговой нагрузки Г.1 Приложения Г [1].
Расчетные схемы рамы со снеговыми нагрузками в двух вариантах приведены на рис. 12 (Загружение 2) и рис. 13 (Загружение 3).
Рис. 11. Варианты загружения снеговой нагрузкой двухпролетного здания
Sg (при =1) |
Sg (при =1) |
|
|
Рис. 12. Снеговые нагрузки – вариант 1 (Загружение 2)
11
|
Sg( =1.4) |
Sg( =1.4) |
Sg( =0.6) |
|
Sg( =0.6) |
|
Рис. 13. Снеговые нагрузки – вариант 2 (Загружение 3)
2.3.Ветровая нагрузка (Загружения 4 и 5)
Расчет ветровой нагрузки производится согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» раздел 11.
Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на 1 м2 вертикальной поверхности стены определяют по формуле:
= ∙ ( )∙ ,
где w0 - нормативное значение ветрового давления, принимаемое по таблице11.1 [1], согласно ветровому району Российской Федерации, определяемому по карте 3 приложения Ж [1];
|
|
– коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по |
||
высоте, |
(определяется) |
по таблице 11.2 [1] в зависимости от типа местности |
||
|
промежуточное значение коэффициента |
определяется по интерполяции): |
||
( |
А – открытые побережья морей и, озер( ) |
и водохранилищ, сельские мест- |
||
ности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра;
В – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;
С – городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более
25м;
–эквивалентная высота, определяемая по п. 11.1.5 [1]. Для зданий, поперечный размер которых превышает его высоту, эквивалентную высоту принимают равной действительной;
с – аэродинамический коэффициент, принимаемый согласно приложению Д [1], в рамках курсового проекта допускается принимать аэродинамиче-
12
ский коэффициент одинаковым для вертикальных стен и покрытий, для наветренной стороны 0.8 и для подветренной -0.5 (знак «минус» соответствует направлению ветра от соответствующей поверхности).
На каждую раму действует ветровая нагрузка, собранная с ее грузовой площади, ширина грузовой площади равна шагу поперечный рам В.
Коэффициент надежности по ветровой нагрузке ɣf =1.4.
Расчетное значение погонной (на 1м/п высоту колонны) ветровой нагруз-
ки:
|
р |
|
В |
|
. |
Распределенная нагрузка, |
приходящаяся на конструкцию покрытия, при- |
||||
|
= |
∙ |
∙ |
|
|
водится к эквивалентной сосредоточенной.
Т.к. воздействие направление ветровой нагрузки может быть различным, необходимо рассмотреть минимум два варианта загружения, когда одна сторона наветренная другая подветренная и наоборот, см. рис. 14.
Рис. 14. Ветровые нагрузки (Загружения 4 и 5)
13