Нагрузка от веса покрытия

Нагрузка	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Слой изопласта К qк1 = 5,0 кг/м2(ТУ 5774-005-05766480-95)	qк1 * q * 10-3 * γn = 5.0 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.047	1.3	0.064
Слой изопласта П qк2 = 5,5 кг/м2(ТУ 5774-005-05766480-95)	qк2 * q * 10-3 * γn = 5.5 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.051	1.3	0.070
Цементно-песчаная стяжка dст = 0,02 м, rст = 1800 кг/м3	rст * dст * q * 10-3 * γn = 1800 * 0.02 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.336	1.3	0.459
Минераловатные плиты dо = 0,14 м, rо = 125 кг/м3 (ГОСТ 9573-96)	rо * dо * q * 10-3 * γn = 125 * 0.14 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.163	1.2	0.206
Слой рубероида qр = 5,0 кг/м2(ГОСТ 10923-93)	qр * q * 10-3 * γn = 5 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.047	1.3	0.064
Ж/б ребристые плиты покрытия размером 3 * 6 м qпл = 157 кг/м2(с заливкой швов)(ГОСТ 28042-89)	qпл * q * 10-3 * γn = 157 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 1.463	1.1	1.694
ИТОГО	qн = 2.106	-	qр = 2.429

 

Массу стропильной фермы пролетом 18 м при шаге колонн 6 м примем Gр = 6000 кг.

Нормативное значение снеговой нагрузки на 1 м2 горизонтальной поверхности земли:

 

Sn = S0 * γf,

 

где S0 - расчетное значение снеговой нагрузки на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, город Хабаровск находится во II снеговом районе, S0 = 120 кг/м2;

γf = 0.7 - коэффициент надежности по снеговой нагрузке.

Sn = 120 * 0.7 = 84 кг/м2.

Хабаровск находится в III ветровом районе, нормативное значение ветрового давления - w0 = 38 кг/м2.

Максимальное и минимальное давления колеса крана Fmax = 170 кН, Fmin = 71.5 кН.

СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ

Определение усилий

Статический расчет поперечной рамы проведем в программе «Poperechnik», исходные данные для которой собраны в таблице 2.

Таблица 2

Исходные данные для расчета программы «Poperechnik»

№ п/п	Исходная величина для расчета	Обозначение и размерность	Численное значение
1	Фамилия и номер варианта	-	276
2	Пристройка слева здания	-	нет
3	Пристройка справа здания	-	нет
4	Высота сечения надкрановой части крайней колонны	hвк, м	0.38
5	Высота сечения подкрановой части крайней колонны	hнк, м	0.8
6	Высота надкрановой части крайней колонны	Hвк, м	3.5
7	Высота подкрановой части крайней колонны	Hнк, м	11.05
8	Ширина сечения крайней колонны	bк, м	0.4
9	Высота сечения надкрановой части средней колонны	hвс, м	0
10	Высота сечения подкрановой части средней колонны	hнс, м	0
11	Высота надкрановой части средней колонны	Hвс, м	0
12	Высота подкрановой части средней колонны	Hнс, м	0
13	Ширина сечения средней колонны	bc, м	0
14	Расчет усилий в расчетном сечении средней колонны	-	Нет
15	Модуль упругости бетона колонн	Ев, МПа	32500
16	Размер привязки	δ, м	0
17	Расчетная нагрузка от веса покрытия и кровли	qp, кН/м2	2.43
18	Масса ригеля	Gр, кг	6000
19	Масса снегового покрова на 1 м2 поверхности земли	S0, кг/м2	120
20	Напор ветра на высоте 10 м	w0, кг/м2	38
21	Грузоподъемность основного крюка крана	Q, т	20
22	Максимальное давление колеса крана	Fmax, кН	170
23	Минимальное давление колеса крана	Fmin, кН	71.5
24	Шаг крайних колон здания	а, м	6
25	Пролет здания	L, м	18
26	Высота здания до верха стенового ограждения	Hl, м	16.95
27	Суммарная высота остекления в надкрановой части	Σhoc, м	1.8
28	Суммарная высота панелей в надкрановой части	Σhсп, м	4.2

 

Сочетание усилий в расчетных сечениях крайней колонны

Таблица 3

Сочетание усилий в расчетных сечениях крайней колонны однопролетной рамы

Коэффициент сочетания	Сочетание усилий	Сечение
		1-1	2-2	3-3	4-4
0.9	загружения	1+3	1+3+15	1+5+7+15	1+3+5+7+15
	Mmax Nсоот Qсоот	-9.2 231.5 -	41.2 245.1 -	62.6 567.9 -	322.5 734.7 38.9
	загружения	1+3	1+5+7+17	1+3+17	1+5+7+17
	Mmin Nсоот Qсоот	-9.2 231.5 -	-57.7 169.0 -	89.8 201.9 -	-186.6 658.6 -33.6
	загружения	1+3	1+3+15	1+3+5+7+15	1+3+5+7+15
	Nmax Mсоот Qсоот	231.5 -9.2 -	245.1 41.2 -	644.0 49.9 -	734.7 322.5 38.9
1	загружения	1+2	1+2	1+4	1+4
	M N Q	-9.6 239.9 -	18.5 253.5 -	36.3 600.1 -	2.3 690.8 -3.1
	загружения	1	1	1	1
	Ml,max Nl,соот Ql,соот	-6.2 155.4 -	14.9 169.0 -	-44.6 278.0 -	22.0 368.7 6.0

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ

Исходные данные для расчета

 

Пролет фермы – L = 18 м;

Шаг колонн – a = 6 м;

Плиты покрытия – 3 * 6 м;

Район строительства – г. Хабаровск.

Материалы

 

Принимаем в качестве предварительно напрягаемой арматуры канаты класса К1500, в качестве ненапрягаемой арматуры горячекатаную стержневую арматуру класса А400 и бетон класса В30. В качестве конструктивной арматуры принимаем стержневую арматуру А240 и проволочную арматуру В500.

Характеристики напрягаемой арматуры - канатов класса К1500:

Rsp.ser = 1500 МПа; Rsp = 1250 МПа; Esp = 180000 МПа.

Характеристики ненапрягаемой арматуры класса А400:

Rs = 355 МПа; Rsc = 355 МПа; Rsw = 285 МПа; Es = 200000 МПа.

Характеристики бетона класса В30:

Rbt.ser = 1.75 МПа; Rb.ser = 22 МПа; Rbt = 1.15 МПа; Rb = 17 МПа; γb2 = 0.9; Eb = 32500 МПа.

Статический расчет

Нормативные нагрузки

Нормативная нагрузки от веса покрытия рассчитана в таблице 1 и равна qn = 2.11 кН/м2.

Принимаем ферму марки 2ФС18-2.

Нагрузка от собственного веса фермы:

 

qф.ser = Gр * g / (L * a),

qф.ser = 6000 * 10-3 * 9.81 / (18 * 6) = 0.55 кН/м2.

Нормативная кратковременная снеговая нагрузка на 1 м2 поверхности покрытия:

 

Sser = S0 * 0,7 * μ1,

 

где μ1 = 1 – коэффициент.

Sser = 1.2 * 0.7 * 1 = 0.84 кН/м2.

Нормативная длительная снеговая нагрузка:

 

Sl,ser = Sser * k,

Sl,ser = 0.84 * 0.5 = 0.42 кН/м2.

Расчетные нагрузки

Расчетная нагрузки от веса покрытия рассчитана в таблице 1 и равна q = 2.43 кН/м2.

Расчётная нагрузка от собственного веса фермы:

 

qф = qф.ser * γf,

qф = 0.55 * 1.1 = 0.61 кН/м2.

Расчётная нагрузка от снегового покрова:

 

S = S0 * μ1,

S = 1.2 * 1 = 1.2 кН/м2.

Расчётная длительная снеговая нагрузка:

 

Sl = S * 0.5,

Sl = 1.2 * 0.5 = 0.6 кН/м2.

Узловые (сосредоточенные) нагрузки:

- нормативные:

Рn,ser = 2.11 * 6 * 3 = 37.98 кН;

Рф,ser = 0.55 * 6 * 3 = 9.90 кН;

Рs,ser = 0.84 * 6 * 3 = 15.12 кН;

Рsl,ser = 0.42 * 6 * 3 = 7.56 кН;

- расчётные:

Рn = 2.43 * 6 * 3 = 43.74 кН;

Рф = 0.61 * 6 * 3 = 10.98 кН;

Рs = 1.2 * 6 * 3 = 21.6 кН;

Рsl = 0.6 * 6 * 3 = 10.8 кН.

Нормативная и расчетная нагрузки от собственного веса покрытия с учётом веса фермы:

 

Рser = Рn,ser + Рф,ser,

Р = Рn + Рф,

Рser = 37.98 + 9.90 = 47.88 кН,

Р = 43.74 + 10.98 = 54.72 кН.

Геометрическая схема фермы изображена на рисунке 6, расчёт усилий в элементах фермы от постоянной и временной (снеговой) нагрузок приведен в таблице 4.

Рисунок 6. Геометрическая схема фермы

Нормативные полное и длительное усилия определяем только в наиболее растянутых элементах для расчёта по второй группе предельных состояний:

- нижний пояс:

U2,ser = Nser = (37.98 + 9.90 + 15.12) * 5.33 = 335.79 кН,

U2l,ser = Nl.ser = (37.98 + 9.90 + 7.56) * 5.33 = 295.50 кН;

- раскос:

D2,ser = Nser = (37.98 + 9.90 + 15.12) * 0.78 = 49.14 кН,

D2l,ser = Nl,ser = (37.98 + 9.90 + 7.56) * 0.78 = 43.24 кН.

 

Таблица 4