Промышленное здание

 

Сумма ординат линий влияния:

Расчётное максимальное и минимальное давление от двух сближенных кранов в пролёте  А-Б:

Расчётная тормозная сила от двух кранов в  пролёте А-Б:

4. Ветровая  нагрузка

 

Для I района ветровой скоростной напор w₀ = 0,23 кПа (СНиП 2.01.07-85* табл. 5); коэффициент надёжности по нагрузке γ_f = 1,4;

Скоростной  напор ветра: w = k·w₀, где

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте:

- на  отметке 5,000 м: k = 0,5;

w₁ = 0,5·0,23 = 0,115 кПа;

- на  отметке 10,000 м: k = 0,65;

w₂ = 0,65·0,23 = 0,15 кПа;

- на  отметке 12,600 м:

w₃ = 0,702·0,23 = 0,161 кПа;

- на  отметке 14,400 м:

w₄ = 0,738·0,23 = 0,17 кПа;

Переменный  по высоте колонны скоростной напор  заменяем равномерно-распределённой эквивалентной  по моменту в заделке колонны:

Аэродинамические  коэффициенты для вертикальных стен:

- с наветренной  стороны с = 0,8;

- с заветренной  стороны с = 0,6;

Расчётная погонная нагрузка от ветра на отметке 12,600 м:

- с наветренной  стороны:

- с заветренной  стороны:

Нагрузку  от ветрового давления на надколонную  часть здания (шатёр покрытия) выше отметки 12,600 м приводим к сосредоточенной силе по формуле:

Сосредоточенная сила w условно считается приложенной на уровне верха колонны.

3. Статический расчет рамы-блока

 

Геометрические  характеристики сечений колонн: 

Моменты инерции сечения колонны ряда А или В:

- надкрановой  части

 - подкрановой части

Коэффициенты  для вычисления реакций:

α = а/l = Н₁/Н = 4,05/12,75 = 0,318;

k₁ = 0 – для сплошных колонн; 

Моменты инерции в сечении двухветвевой колонны ряда Б:

- надкрановой  части 

- подкрановой  части где - расстояние между осями ветвей;

Коэффициенты для вычисления реакций:

α = 0,318; k = 0,117;

где J_br – момент инерции сечения ветви колонны:

n = 3 – число панелей (отверстий) в подкрановой части двухветвевой колонны; 

Определение реакций верха  колонн рамы-блока от единичного смещения 

Верхним концам колонны придаем горизонтальное смещение Δ=1 и определяем реакции В_Δ в основной системе от этого смещения.

- для  колонны ряда А или В:

- для  средней колонны:

Суммарная реакция верха колонн:

 

Загружение  рамы-блока постоянной нагрузкой 

Реакции колонны ряда А или В:

где М₁ и М₂ – моменты в сечениях I – I и III – III от внецентренно приложенной постоянной нагрузки:

М₁ = G₁·e₁ = 806,5·0,035 = 28,23 кН·м;

М₂ = -G₁·e₂ – G₂·e₂ – G₄·e_w + G₅·e₃ = - 806,5·0,14 – 21,6·0,14 – 120·0,5 + 138,8·0,4 =

 - 120,41 кН·м;

Реакция средней колонны:

Суммарная реакция верха колонн в основной системе:

Перемещение верха колонн в заданной системе:

Упругие реакции верха колонн в заданной системе: 

- колонны  ряда А или В:

- колонны  ряда Б:

Определение усилий в сечениях колонн: 

- в колонне  ряда А или В:

М_{I – I} = М₁ = 28,23 кН · м;

М_{II – II} = М₁ + В_е,l · H₁ = 28,23 - 4,94 · 4,05 = 8,22 кН · м;

М_{III – III} = М_{II – II} + М₂ = 8,22 - 120,41 = - 112,19 кН · м;

М_{IV – IV} = М₁ + М₂ + В_е,l · H = 28,23 - 120,41 - 4,94 · 12,75 = -155,17 кН · м;

Q = - В_е,l = 4,94 кН;

Проверка: (М_{III – III} - М_{IV – IV}) / 8,7 = (- 112,19 – ( - 155,17)/8,7 = 4,94 кН;

N_{II – II} = G₁ + G₂ = 806,5 + 21,6 = 828,1 кН;

N_{III – III} = N_{II – II} + G₄ + G₅ = 828,1 + 120 + 138,8 = 1086,9 кН;

N_{IV – IV} = N_{III – III} + G₃ = 1086,9 + 93,6 = 1180,5 кН; 

- в колонне  по ряду Б:

М_{I – I} = М_{II – II} = М_{III – III} = М_{IV – IV} = М₁ = 0 кН;

Q = 0 кН;

N_{II – II} = G₆ + G₇ + G₈ = 1613 + 115,8 + 36,1 = 1750,4 кН;

N_{III – III} = N_{II – II} + G₁₀ = 1750,4 + 277,5 = 2027,9 кН;

N_{IV – IV} = N_{III – III} + G₉ = 2027,9 + 70 = 2097,9 кН. 

Загружение рамы-блока снеговой нагрузкой 

Реакции верха колонны ряда А в основной системе:

где М₁ = S₁ · e₁ = 307,8 · 0,035 = 10,77 кН;

М₂ = - S₂ · e₂ = - 307,8 · 0,14 = - 43,09 кН∙м;

Суммарная реакция в основной системе:

Перемещение верха колонн в заданной системе:

Упругие реакции верха колонн в заданной системе:

- колонны  ряда А или В:

- колонны  ряда Б:

Усилия  в сечениях колонн:

- в колонне  ряда А или В:

М_{I – I} = М₁ = 10,77 кН · м;

М_{II – II} = М₁ + В_е,l · H₁ = 10,77 - 1,51 · 4,05 = 4,65 кН · м;

М_{III – III} = М_{II – II} + М₂ = 4,65 + (-43,09) = - 38,44 кН · м;

М_{IV – IV} = М₁ + М₂ + В_е,l · H = 10,77 + (-43,09) - 1,51 · 12,75 = -51,57 кН · м;

Q = - В_е,l = 1,51кН;

Проверка: (М_{III – III} - М_{IV – IV}) / 8,7 = (-38,44+51,57)/8,7 = 1,51 кН;

N_{II – II} = N_{III – III} = N_{IV – IV}  = S₁ = 307,8 кН; 

- в колонне  ряда Б:

М_{I – I} = М_{II – II} = М_{III – III} = М_{IV – IV} = М₁ = 0 кН;

N_{II – II} = N_{III – III}  = N_{IV – IV}  = S₂ = 615,6 кН. 

Загружение рамы-блока крановой нагрузкой 

Давление  D_max,l на крайней колонне.

Вертикальное  давление D_max,l = 668,2 кН приложено с эксцентриситетом е₃ = 0,4 м, создавая момент М_max = M₂ = 668,2 · 0,4 = 267,3 кН · м. Одновременно на средней колонне действует давление D_min,l = 186,6 кН с эксцентриситетом е₄ = λ = 0,75 м, создавая момент М_min = M₂ = -186,6 · 0,75 = -140 кН · м.

Реакция верха левой стойки рамы-блока  в основной системе:

Реакция верха средней стойки рамы-блока  в основной системе:

Суммарная реакция в основной системе:

Перемещение верха колонн в заданной системе:

где с_dim = 3,4 – при шаге колонн 12 м;

Упругие реакции верха колонн в заданной системе:

- колонны  ряда А:

- колонны  ряда Б:

Усилия  в сечениях колонн:

- в колонне  по ряду А:

М_{I – I} = 0;

М_{II – II} = В_е,l · H₁ = -24,35 · 4,05 = -98,6 кН · м;

М_{III – III} = М_{II – II} + М₂ = -98,6 + 267,3 = 168,7 кН · м;

М_{IV – IV} = М₂ + В_е,l · H = 267,3 – 24,35 · 12,75 = -43,2 кН · м;

Q = - В_е,l = 24,35 кН;

Проверка: (М_{III – III} - М_{IV – IV}) / 8,7 = (168,7+43,2)/8,7 = 24,35 кН;

N_{II – II} = 0;

N_{III – III} = N_{IV – IV} = D_max,l = 668,2 кН; 

- в колонне  по ряду Б:

М_{I – I} = 0;

М_{II – II} = В_е,m · H₁ = 12,1 · 4,05 = 49 кН · м;

М_{III – III} = М_{II – II} + М₂ = 49 – 140 = -91 кН · м;

М_{IV – IV} = М₂ + В_е,m · H = -140 +12,1 · 12,75 = 14,3 кН · м;

Q = - В_е,m = -12,1 кН;

Проверка: (М_{III – III} - М_{IV – IV}) / 8,7 = (-91 – 14,3)/8,7 = -12,1 кН;

N_{II – II} = 0;

N_{III – III}  = N_{IV – IV}  = D_min,l = 186,6 кН. 

Горизонтальная  тормозная сила Т_l у ряда А: