Автор: Пользователь скрыл имя, 20 Марта 2012 в 13:22, курсовая работа
Современные типовые здания и сооружения отличаются от своих предшественников тем, что они унифицированы – подготовлены для возведения методами строительной индустрии. Унификация проводится путем применения наиболее экономичных и универсальных с возможностями заводов – изготовителей, простотой перевозки, монтажа. В настоящее время особое значение для нашей страны имеет правильный учет, перспектив развития промышленного строительства, поэтому при создании архитектурно-строительных решений новых производственных зданий, промпредприятий, необходимо исходить из общих тенденций развития технологии, строительной и проектной техники и условий труда в их совокупности в нашей стране и за рубежом на основе достижения мирового НТП.
в надкрановой части h=60 см; b=50 см.
Чурук стр.58
Постоянная нагрузка.
Расчетное опорное давление фермы:
От покрытия 3,56۰12۰18/2=384,48 кН
От фермы (60/2)۰1,1=33 кН, где 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке γf, 60 кН – собственный вес фермы.
Расчетная нагрузка от веса покрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания γн=0,95
на крайнюю колонну F1=(384,48+33)۰0,95=396,6 kH
на среднюю колонну F2=2F1=793,22kH.
Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления, передаваемая на колонну выше отметки 6,6 м.
F=(q1Σh+q2h)aγf۰γn=(2,5۰8,1)۰1
То же передаваемая на колонну,
т.е. непосредственно на фундаментную
балку: F=(2,5۰1,8+0,4۰4,8)۰12۰1,1۰0,
Σh – суммарная высота полос стеновых панелей выше отметки 6,6 м.
q2=0,4 kH/м2 вес 1м2 остекления;
h – высота остекления.
Расчетная нагрузка от веса
подкрановых балок F=Gnγfγn=107
Расчетная нагрузка от веса колонн.
Крайние колонны:
надкрановая часть: F=0,5۰0,6۰3,6۰25۰1,1۰0,95=28,
подкрановая часть: F=0,5۰0,8۰6,78۰25۰1,1۰0,95=70,
Средние колонны:
надкрановая часть F=28,22 kH
подкрановая часть F=70,85 kH, так как сечение колонн и высота одинаковы с крайними колоннами.
Временные нагрузки
Снеговая нагрузка.
Вес снегового покрова на 1 м2 площади горизонтальной проекции покрытия для г.Шагонара. Sn=1500 н/м2.
Расчетная снеговая нагрузка
при с=1; γf=1,4; на крайние колонны F=SnCa(e/2)۰γf۰γn2=1,5۰1۰18/2۰
Крановые нагрузки.
Вес поднимаемого груза Q=100 kH, пролет крана 18-2۰0,75=16,5 м. Согласно стандарту на мостовые краны, база крана Н=630 см, расстояние между колесами к=440 см, вес тележки Cn=40 кН, Fn,max=110 kH; Fn,min=30 kH. Расчетное максимальное давление на колесо крана при γf=1,1; Fmax=Fn,max γfγn=110۰1,1۰0,95=114,95 kH. Fmin=30۰1,1۰0,95=31,35 kH.
Расчетная поперечная тормозная сила на одно колесо:
Hmax= 0,5γfγn= ۰0,5۰1,1۰0,95=3,66 kH.
Вертикальная крановая нагрузка
на колонны от двух сближенных кранов
с коэффициентом сочетаний γi=
Dmax=FmaxγiΣy=114,95۰0,85۰2,6=
Dmin=31,35۰0,85۰2,6=69,28 kH, где Σу=2,6 сумма ординат линии влияния давления двух подкрановых балок на колонну; то же от четырех кранов на среднюю колонну с коэффициентом сочетаний γi=0,7 2Dmax=2۰254,04۰0,7۰2,6=924,71 kH.
Горизонтальная крановая нагрузка на колонну от двух кранов при поперечном торможении Н=НmaxγiΣy=3,66۰0,85۰2,6=8,09 kH.
Чурук стр.61
Ветровая нагрузка.
Скоростной напор ветра для части здания высотой до 10 м. от поверхности земли wn1=450 H/м2; то же высотой до 20 м. при коэффициенте, учитывающем изменение скоростного напора по высоте R=1,25, wn2=Rwm=1,25۰450=562,5 H\м2.
В соответствии с линейной интерполяций на высоте 14,7 м. имеем: wn3=wn1+[(wn2-wn1)/10] (He-10)=450+[(562,5-450)/10] (14,7-10)=502,88 H/м2.
Переменный по высоте скоростной напор заменяем равномерно распределенным, эквивалентным по моменту в заделке консольной балки длиной 10,8 м.
Wn= = {2[ (10,8-10) ( +10) + 450 ]}/10,82=450,64 H/м2.
При условии Н/2l=14,7/2۰18=0,41<0,
Расчетная равномерно распределенная
ветровая нагрузка на колонны до отметки
10,8 м при коэффициенте надежности
по назначению γf=1,2: с наветренной стороны
v=wnaγfγn۰0,8=450,64۰12۰1,2۰0,
V=450,64۰12۰1,2۰0,95۰0,5=3082,
Расчетная сосредоточенность ветровая нагрузка выше отметки 10,8 м.
w= (He-Ho) aγfγn
(0,8+0,5)= x(14,7-10,8)۰12۰1,2۰0,95(0,8+
Сейсмическая нагрузка.
Расчетную сейсмическую нагрузку определяем для одного поперечника. Всю массу поперечника считаем сосредоточенной в двух уровнях – покрытия и подкрановых консолей.
В нижнюю массу Q1 включаем собственный вес кранов, подкрановые балки, нижние части колонн и часть веса стеновых панелей. В верхнюю массу Q2 включаем массу временной нагрузки, конструкции покрытия подкрановые ветви колонн и часть веса стеновых панелей.
Q1=(100+210)۰0,3+111,82+70,85+
Q2=396,61+253,94+28,22+215,46=
Соответствующие массы:
m1=3,56 mc2/м; m2=8,94mc2/м
жесткость поперченного сечения
колонн, подкрановых ветвей колонн
EY1=3,15۰106(0,6۰0,83/12)=8,
подкрановых ветвей колонн.
ЕY2=3,15۰106(0,5۰0,83/12)=2,84
Единичные перемещения рамы:
δ11= = 3,22۰10-4м/m
δ12=δ21=δ11[1+1,5(h1/h2)]=3,22
δ22= ( + +h2 +h1h22)= x ( ۰ + + 6,782۰3,6 + 6,78۰3,62) = 12,45۰10-4м/m
частоты собственных колебаний рамы:
A=m1δ11+m2δ22=(3,56۰3,22+8,94۰
2۰В=2m1m2(δ11δ22-δ122)=2۰3,56۰
P1,22 = = = c-2
P12 = 82,35c-2 P1=9,07
P22=5705c-2 P2=75,53
cоответствующие периоды колебаний:
Т1=2π/P1=2۰3,14/9,07=0,69 c
T2=2۰3,14/75,53=0,083 c
Формы собственных колебаний вычисляем, принимая ординату на уровне груза Q1, равной единице:
Первая форма колебаний
Х1=1,0
Х2= = =2,03
Вторая форма колебаний:
Х1=1,0
х2= = =-0,19
коэффициенты второй формы колебаний
η21=1 =1۰0,479=0,48
η22=-0,19۰0,48=-0,09
Коэффициенты первой формы колебаний
η11=1۰ =0,54
η12=2,03۰0,54=1,09
проверяем: Ση1=0,48+0,54=1
Ση2=1,09-0,09=1
Для первой и второй форм колебаний:
Т1=0,69 β=1,35
Т2=0,083 β=4,48
Сейсмические нагрузки:
Для первой формы колебаний:
S11=0,25۰1۰35,6۰0,5۰1,35۰0,54=
S12=0,25۰1۰89,4۰0,5۰1,35۰1,09=
Расчет рамы выполняется методом перемещений. Неизменным является ∆1 – горизонтальное перемещение верха колонны.
Каноническое уравнение метода перемещений имеет вид с din r11∆1+R1p=0, где R1p – реакция верха колонн от внешнего воздействия;
сdin – коэффициент, учитывающий пространственный характер работы каркаса здания, при действии постоянной, снеговой, ветровой нагрузок cdin=1, при действии крановой cdin>1.
Подвергаем основную систему единичному перемещению ∆1=1, вычисляем реакции верхнего конца крайней и средней колонны.
Для сплошной крайней колонны:
£=а\е=3,6\10,38=0,347, где
а=Н2=3,6 с l=H=10,38 м; k=£3(J1/J2-1)=(0,3473۰(213۰
J1=(50۰803/12)=213۰104 см4
J2=(50۰603/12)=90۰104 см4; k1=0
R∆= = = 5,39۰10-3Eb
Для сплошной средней колонны:
£=0,347 к=0,06; R∆=5,39۰10-3
Суммарная реакция
r11=ΣR∆=4۰5,39۰10-3Eb=21,56۰10
Усилия в колоннах рамы от постоянной нагрузки.
Продольная сила F1=396,61 kH на крайней колонне действует с эксцентриситетом lo.
В верхней части lo=0,25+0,175-0,
Чурук стр.65
Момент М1=F1 lo=3,96,61۰0,125=49,58 kH۰м,
Где 0,25 – привязка крайних колонн к
Разбивочным осям; 0,175 – расстояние
От продольной разбивочной оси до
Передачи продольной силы на
Колонну.
В подкрановой части колонны
Кроме силы F1, приложенной с
Эксцентриситетом lo=(h1-h)/2=
=(0,8-0,6)/2=0,1 м,
Действуют расчетная нагрузка от стеновых панелей толщиной 24 см, F = 253,94 кН с lo=0,24/2+0,8/2=0,52 м.
Расчетная нагрузка от подкрановой части колонны F=28,22 kH c lo=0,1 м.
Суммарное значение момента:
М2= -396,61۰0,1-253,94۰0,52+111,82
Вычисляем реакцию верхнего конца крайней левой колонны:
k1= - = =4,96 kH
реакция правой колонны R4= - 4,96 kH, средних колонн R=0 (т.к.загружение центральное). Суммарная реакция связей в основной системе R1p=ΣRi=4,96+0+0-4,96=0 при этом из канонического уравнения r11∆1+R1p=0 следует, что ∆1=0
упругая реакция левой колонны Re=R1+∆1R∆=4,96
чурук стр.66
Изгибающие моменты в сечениях колонны
М0-1=М1=49,58 кН۰м
М1-0=М1+ReH2=49,58+4,96۰3,6=
М1-2=67,44-107,44= -40 кН۰м
М2-1=49,58-107,44+4,96۰10,38= -6,38 кН۰м
Продольные силы в крайней колонне:
N1-0=396,61+28,22=424,83 kH
N1-2=424,83+253,94+111,82=790,
N2-1=790,59+70,85=861,44 kH
Поперечная сила Q2-1=4,96 kH
Продольные силы в средней колонне
N1-0=793,22+28,22=821,44 kH
N1-2=821,44+2۰111,82=1045,08 kH
N2-1=1045,08+70,85=1115,93 kH.
Усилия в колоннах от снеговой нагрузки
Чурук стр.67
Продольная сила F=215,46 кН на крайней колонне действует с эксцентриситетом lo=0,125 в верхней части.
Изгибающий момент М1=215,46۰0,125=26,93 кН۰м.
М2= -215,46۰0,1= -21,55 кН۰м.
Упругая реакция верха колонны от снеговой нагрузки.
R= - = = - 1,73 kH
Изгибающие моменты в сечениях колонны: М0-1=М1=26,93 кН۰м
М1-0=М1+Re۰H2=26,93-1,73۰3,6=
М1-2=20,70-21,55= -0,85 кН۰м
М2-1=26,93-21,55-1,73۰10,38= -12,58 кН۰м
Продольная сила во всех сечениях колонны N=215,46 kH.
Поперечная сила Q2-1=-1,73 kH
Продольные силы в средней колонне
N=430,92 kH
Усилия в колоннах от ветровой нагрузки.
Чурук стр.68
Рассматриваем давление ветра слева направо и справа налево. Для колонны с наветренной стороны равномерно распределенное давление ветра v1=4,932 кН\м.
Упругая реакция верха колонны
Rv1= - = = -18,49 kH.
Для колонны с заветренной
стороны эквивалентное
Упругая реакция верха колонн
Rv2= = = -11,55 kH
Суммарная реакция закрепленного верха колонн от нагрузок с учетом силы W=33,36 kH.
R1p=Rv1+Rv2+W= -18,49-11,55+33,36=3,32 kH
Горизонтальное перемещение верха рамы х=-R1p/r11= -3,32/(21,56۰10-3EbJb) = -153,7/EbJb
Упругая реакция колонны
с заветренной стороны Rl2=Rv2+
В сечении колонны с
наветренной стороны М1=0; М1-0=М1-2=Re1H1+0,5V1H12=
-19,32۰3,6+0,5۰4,932۰3,62=-37,
М2-1=Re1H+0,5V1H2=
-19,32۰10,38+0,5۰4,932۰10,382=
То же в сечении колонны
с заветренной стороны М1-0=М1-
М2-1= -12,38۰10,38+0,5۰3,082۰10,382= -37,53 кН۰м
Поперечные силы в сечении колонн с наветренной стороны Q1=-19,32 kH.
Q1-0=Q1-2=-19,32+4,932۰3,6=-1,
Q2-1=19,32-4,932۰10,38=31,87 kH
Для колонн с заветренной стороны