Расчет и проектирование конструкции одноэтажного промышленного здания - файл n2.doc

Расчет и проектирование конструкции одноэтажного промышленного здания
Скачать все файлы (381.1 kb.)

Доступные файлы (2):
n1.dwg
n2.doc676kb.25.06.2011 20:08скачать

n2.doc

1   2   3   4
?y = 2,95

Dmax = ?с fmax ?у = 0,85*172,4*2,95 = 432,3 кН;

Dmin = ?с fmin ?у = 0,85*36,6*2,95 = 91,77 кН;

Горизонтальная нагрузка от поперечного торможения кранов:

Hmах – расчетная поперечная тормозная сила от одного колеса:

Hmах = (Q+Gn)/20*0,5*?f*?n = (150+53)/20*0,5*1,1*0,95 = 5,3 кН;

горизонтальная крановая нагрузка от двух кранов при поперечном торможении:

Н1 = Hmax*c*?y = 5,3*0.85*2.95 = 13,3 кН.
- Ветровая нагрузка

Нормативный скоростной напор ветра qo = 230 Н/м2. Коэффициенты k для

10 м – 1, для 20 м – 1,25.

q(10) = q0*к = 230*1 = 0,23 кН/м2

На отметке 13,2:

q(13,2) = [1+(1,25–1)/(20–10)*(13,2–10)]*230 = 0,232 кН/м2;

На отметке 15,0:

q(15,0) = [1+(1,25–1)/(20–10)*(15–10)]*230 = 0,231 кН/м2;

а) равномерно распределенная нагрузка с наветренной стороны:

с1 = 0,8; ?f = 1,2:

qw = k*c1*qo*l2* ?f*?n = 1*0,8*0,23*12*1,2*0,95 = 2,52 кН/м;

б) равномерно распределенная нагрузка с заветренной стороны:

qw1 = k*c2*qo*l2* ?f*?n = 1*0,6*0,23*12*1,2*0,95 = 1,89 кН/м;

в) сосредоточенная нагрузка в уровне верха колонны:

W = *12*1,2*0,95*(0,8+0,6) =

= 8,04 кН.

4.2 Статический расчёт

а) Определение реакции верха колонн от одиночного смещения ?1=1:

Прилагаем единичное перемещение и вычисляем реакции верхнего конца крайней и средней колонны R? по формуле:

R?=;

- для крайней колонны:

? = HB/l=4/12,35=0,32;

IH=2*b*h(c/2)2=2*50*25(120/2)2=900*104 см4;

IB =(50*603)/12=90*104 см4;

К=?3(IH/IB-1)=0,323(900*104/90*104-1)=0,29;

K1=(1–)3Iн/8n2Ic =(1–0,32)3 900*104/8*32*6,5*104=0,6;

Ic =50*253/12=6,5*104 см4;

R?==7,6*10–3 Eb.

- для средней колонны:

?=4/12,35=0,32;

IH=2*50*25(120/2)2=900*104 см4;

IB =(50*603)/12=90*104 см4;

К=0,323(900*104/90*104-1)=0,29;

K1=(1–0,32)3*900*104/8*32*6,5*104=0,6;

R?==7,6*10–3 Eb.

- суммарная реакция:

r11=? R?=(2*7,6*10–3*Eb+7,6*10–3 Eb)=22,8*10–3Eb.
б) Определение расчетных усилий в сечениях колонн:

- от постоянной нагрузки

Продольная сила приложена с эксцентриситетом:

еo= -hB /2+0,15+0,25=0,5*0,6+0,15+0,25=0,1 м;

Изгибающий момент:

М1=F1*eo=324*0,1=32,4 кН*м;

В подкрановой части в следствии изменения высоты сечения колонны с эксцентриситетом:

е1=(hн-hв)/2 = (1,2-0,6)/2 = 0,3 м;

Расчетная нагрузка от надкрановой части колонны:

FB1 – c e2=(1,2-0,6)/2=0,3;

Расчетная нагрузка от подкрановой балки:

FПБ – c e3=?+0,25-0,5*hн=0,75+0,25-0,5*1,2=0,4;

Суммарное значение момента относительно точки 2:

M2=-F1e1+FПБ*e3-FB1*e2=-324*0,3+105*0,4 – 31,35*0,3=–64,605 кН*м;

Вычисляем реакции верхнего конца левой колонны по формуле:

кН;

кН; R2=0;

R1P=Ri=5,2–5,2=0;

Упругая реакция: Re=R11=5,2 кН(-А ;+В).

кН;

ReII = R1II=5,5 кН(+А ;–В).

Суммарная реакция верха крайней колонны:

Re= Re1+ ReII=5,25,5=10,7 кН;
Расчетные усилия от постоянной нагрузки.

Для колонны по оси А:

МI 1=32,4 кН*м;

МIII+ReHB = 32,4-10,7*4=-10,4 кН*м;

МIIIII+ М2=-64,605–10,4= –72 кН*м;

МIVIII+ReHH =–72-10,7*8,35=-17,345 кН*м;

NI= F1=324 кН;

NII= NI+FВ=324+31,35=355,4 кН;

NIII=NII+FПБ=355,4+105=460,35 кН;

NIV=NIII+FН=460,35+75,5=535,85 кН;

Q=Re=-10,7 кН.

Для колонны по оси Б:

МI = МIIIIIIV =0 кН*м;

NI= F2=567 кН;

NII= NI+FВ2=567+31,35=598,35 кН;

NIII=NII+2FПБ=598,35+2*105=808,35 кН;

NIV=NIII+FН2=808,35+85,95=894,3 кН.
- от снеговой нагрузи:

Изгибающий момент в колонне по оси А в точке 1:

МСН1=FСН1о=143,64*0,1=14,364 кН*м;
в точке 2:

МСН2=–FСН11=–143,64*0,3=-43,1 кН*м.

Усилия на колонну от снеговой нагрузки передаются в той же точке, что и усилия от постоянной нагрузки, поэтому упругие реакции можно найти из соответствующих моментов:

МСН11=14,364/32,4=0,44;

МСН22=-43,1/–64,605=0,67;

Re1=R11*0,44=-5,2*0,44=-2,3 кН;

Re2=R12*0,67=5,5*0,67=3,7 кН;

Упругие реакции верха колонны:

Re= Re1+ Re2=-2,3+3,7=1,4;

Re=±1,4 (-B, +A).

Расчетные усилия от снеговой нагрузки:

МI СН1=14,364 кН*м;

МIII+ReHB =14,364-1,4*4=8,8 кН*м;

МIIIII+ МСН2=8,8-43,1=-34,3 кН*м;

МIVIII+ReHH =-34,3-1,4*8,35=-46 кН*м;

NI=NII=NIII=NIV=FСН1=143,64 кН;

Q=Re=-1,4 кН.

- от вертикальных крановых нагрузок:

на крайнюю колонну:

Мmax=Dmax*e3=432,3*0,4=172,92 кН*м;

Мmin=Dmin*e3=91,77*0,4=36,7 кН*м;

на среднюю колонну:

Мmax=-Dmax*e4=-432,3*0,75=-324,2 кН*м;

Мmin=-Dmin*e3=-91,77*0,75=-68,8 кН*м.

Упругие реакции верха колонн:

на колонне по оси А:

Мmax=172,92 кН*м;
на колонне по оси Б:

Мmin=-68,85.

Крайней:

кН.

Средней:

кН.

Суммарная реакция в основной системе:

R1P=?Ri=-14,6+3,97=-10,63 кН.

С учетом пространственной работы каркаса каноническое уравнение имеет вид:

Cdinr11?1+R1P=0;

?1=;

Упругая реакция левой колонны по оси А:

Re=R1+?1R?=-14,6+7,6*10-3 EB*133,2/EB=-13,6 кН;

Упругая реакция колонны по оси Б:

Re=R2+?1R?=3,97+7,6*10-3 EB*133,2/EB=4,98 кН;

Упругая реакция колонны по оси В:

Re=R3+?1R?=0+7,6*10-3 EB*133,2/EB=1,01 кН.

В сечении колонны по оси А:

МI =0;

МII =ReHB =-13,6*4=-54,4 кН*м;

МIIIII+ Мmax=-54,4+172,92=118,52 кН*м;

МIVmax+Rel =172,92-13,6*12,35=4,96 кН*м;

NI=NII=0;

NIII=NIV=Dмах=432,3 кН;

Q=Re=-13,6 кН (во всех сечениях).

В сечении колонны по оси Б:

МI =0;

МII =ReHB =4,98*4=19,92 кН*м;

МIIIII+ Мmax=19,92-68,8=-48,93 кН*м;

МIVmax+Rel =-68,8+4,98*12,35=-7,347 кН*м;

NI=NII=0;

NIII=NIV=Dмin=91,77 кН;

Q=Re=4,98 кН (во всех сечениях).

В сечении колонны по оси В:

МI =0;

МII =MIII = ReHB =1,01*4=4,04 кН*м;

МIV = Rel =1,01*12,35=12,47 кН*м;

NI=NII=0; NIII=NIV=0 кН;

Q=Re=1,01 кН (во всех сечениях).

На колонне по оси А:

Мmin= 36,7;

На колонне по оси Б:

Мmax=–324,2Н*м;

Крайней:

кН;

Средней:

кН;

Суммарная реакция в основной системе:

R1P=?Ri=–3,14+18,96=15,82 кН;

С учетом пространственной работы каркаса каноническое уравнение имеет вид:

Cdinr11?1+R1P=0;

?1=

Упругая реакция верха колонны по оси А:

Re=R1+?1R?=–3,14–198,2/EB*7,6*10–3=–4,65 кН;

Упругая реакция колонны по оси Б:

Re=R2+?1R?=18,96+7,6*10-3*EB*(-198,2/EB)=17,45 кН;

Упругая реакция колонны по оси В:

Re=R3+?1R?=0-7,6*10-3 EB *198,2/EB=-1,5 кН;

В сечении колонны по оси А:

МI =0;

МII =ReHB =-4,65*4=-18,6 кН*м;

МIIIII+ Мmin=-18,6+36,7=18,1 кН*м;

МIVmin+Rel =36,7-4,65*12,35=–20,73 кН*м;

NI=NII=0;

NIII=NIV=Dмin=91,77 кН;

Q=Re=-4,65 кН (во всех сечениях);

В сечении колонны по оси Б:

МI =0;

МII =ReHB =17,45*4=69,8 кН*м;

МIIIII+ Мmin=69,8-324,2=-254,4 кН*м;

МIVmin+Rel =-324,2+17,45*12,35=–108,7 кН*м;

NI=NII=0;

NIII=NIV=Dмin=432,3 кН;

Q=Re=17,45 кН (во всех сечениях);

В сечении колонны по оси В:

МI =0;

МII = MIII = ReHB =-1,5*4=-6 кН*м;

МIVmin+Rel = -1,5*12,35=–17,025 кН*м;

NI=NII=0;

NIII=NIV=0 кН;

Q=Re=-1,5 кН (во всех сечениях).
- от горизонтальных крановых нагрузок:

тормозная сила Н1=13,3 кН приложена к колонне по оси А.

Опорная реакция для колонны по оси А при R1=R1P:

R1=R1P= кН;

с учетом пространственной работы каркаса:

?1==–90,4/EB;

упругая реакция колонны по оси А:

Re=R1+?1R?=7,2–90,4/EB*7,6*10–3 EB =6,5 кН;

упругая реакция колонны по оси Б:

Re=R1+?1R?=0–90,4/EB*7,6*10–3 EB =-0,69 кН;

по оси В:

Re=R3+?1R?=0–90,4/EB*7,6*10–3 EB =-0,69 кН;

Расчетные усилия в сечениях колонны по оси А:

МI =0;

МII = МIII =ReHB –Н1В-2,8)=6,5*4-13,3(4-2,8)=10,04 кН*м;

МIV =Rel-Н1(l-1,8) =6,5*12,35-13,3(12,35-2,8)=-46,74 кН*м;

NI=NII= NIII=NIV=0;

Q=Re1=6,5-13,3=-6,8 кН;

В сечении колонны по оси Б:

МI =0;

МII =ReHB =-0,69*4=-2,76 кН*м;

МIVmin+Rel =-0,69*12,35=–8,5 кН*м;

NI=NII=NIII=NIV=0 кН;

Q=Re=-0,69 кН (во всех сечениях).

Расчетные усилия в сечениях колонны по оси В:

МI =0;

МII = МIII =ReHB=-0,69*4-13,3(4-2,8)=–18,72 кН*м;

МIV =Rel-H1*(l-2,8) =–0,69*12,35-13,3(12,35-2,8)=– 135,5 кН*м;

NI=NII=NIII=NIV=0;

Q=-0,69-13,3=-13,99.
Тормозная сила Н1=13,3 кН приложена к колонне по оси Б:

Опорная реакция для колонны по оси Б при R2=R1P:

R2=R1P= кН;

С учетом пространственной работы каркаса:

?1==115/EB;

Упругая реакция колонны по оси Б:

Re=R1+?1R?=-9,15+115/EB*7,6*10–3*EB =-8,276 кН;

Упругая реакция колонны по оси А и В:

Re=R1+?1R?=0+115/EB*7,6*10–3 EB =-0,874 кН;

Расчетные усилия в сечениях колонны по оси А и В:

МI =0;

МII = МIII =ReHB=0,874*4=3,496 кН*м;

МIV =Rel =0,874*12,35=10,79 кН*м;

NI=NII=NIII=NIV=0;

Q=Re =0,874 кН.

По оси Б:

МI =0;

МII = МIII =ReHB+H1(HB-2.8)=-0,83*4+13.3(4-2.8)=-17.24 кН*м;

МIV =Rel+H1(l-2.8)=-0.83*12,35+13.3(12.35-2.8)=24.5 кН*м;

NI=NII=NIII=NIV=0;

Q=Re+ H1=-0.83+13.3=5 кН.
- от ветра:

Ветровая нагрузка слева направо:

qw =2.52 кН/м;

qw1=1,89 кН/м;

W=8,04 кН;

При действии ветровой нагрузки слева реакция левой колонны от нагрузки qw =2,52 кН/м определяется по формуле:





Реакция связей от сосредоточенной силы W=8,04 кН равна R=–8,04 кН;

суммарная реакция в основной системе:

R1P=?Ri+W=–13.12-10.79-8,04=–31.95 кН;

с учетом пространственной работы каркаса каноническое уравнение имеет вид:

r11?1+R1P=0;

?1=- =1401/EB;

Результирующее упругое давление на уровне верха колонны по оси А:

Re=R1+?1R?=–13.12+1401/EB*7,6*10–3=–2.47 кН;

Результирующее упругое давление на уровне верха колонны по оси Б:

Re=R2+?1R?=0+1401/EB*7,6*10–3=10.65 кН;

Результирующее упругое давление на уровне верха колонны по оси В:

Re=R3+?1R?=-10.79+1401/EB*7,6*10–3=-0.14 кН;

Расчетные усилия в сечении колонны по оси А:

МI =0;

МII = МIII =ReHB +qwВ2/2=–2.47*4+2,52*42/2=10.28 кН*м;

МIV =Rel+ qw*l2/2=–2.47*12,35+2,52*12,352/2=161.7 кН*м;

NI=NII= NIII=NIV=0;

Q=Re+ qw*l=–2.47+2,52*12,35=28.65 кН;

Расчетные усилия в сечении колонны по оси Б:

МI =0;

МII = МIII =ReHB=10.65*4=42.6 кН*м;

МIV =Rel+ qw*l2/2=10.65*12,35=131.53 кН*м;

NI=NII= NIII=NIV=0;

Q=Re =10.65 кН;

В сечениях колонны по оси В:

МI =0; МII = МIII =ReHB +qw1В2/2=-0.14*4+1,89*42/2=14.56 кН*м;

МIV =Rel+ qw1*l2/2=-0.14*12,35+1,89*12,352/2=142.4 кН*м;

NI=NII= NIII=NIV=0;

Q=Re+ qw1*l=-0.14+1,89*12,35=23.2 кН.

Сочетания нагрузок и расчётные усилия в сечениях колонн таблица 4

Нагрузка

Номер

загру-

жения

К-т соче-

тания

Усилия в сечениях колонн по оси А

I-I

II-II

III-III

IV-IV

M

N

M

N

M

N

M

N

Q

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

постоянная

1

1

32.4

324

-10,4

355,4

-72

460,35

17,345

535,85

-10,7

снеговая

2

3

1

0,9

14,36

12,93

143,64

129,28

8,8

7.92

143,64

129,28

-34,3

-30.87

143,64

129,28

-46

-41.4

143,64

129,28

-1,4

-1.26

крановая от 2

кранов Mmax на лев. колонне

4
5

1
0,9

0
0

0
0

-54,4
-48.96

0
0

118.52
106.67

432,3
389,1

4,96
4.46

432,3
389,1

-13.6
-12.24

крановая от 2

кранов Mmax на ср. колонне

6
7

1
0,9

0
0

0
0

-18,6
-16.74

0
0

18,1
16.29

91,77
82,6

-20,73
-18.66

91,77
82,6

-4,65
-4.19

крановая H на

лев. колонне

8

9

1

0,9

0

0

0

0

10,04

9,04

0

0

10,04

9,04

0

0

-46,74

-42.07

0

0

-6,8

-6,12

крановая H на

ср. колонне

10

11

1

0,9

0

0

0

0

3.496

3,15

0

0

3,496

3,14

0

0

10,79

9,71

0

0

0,87

0,78

ветер слева

12

13

1

0,9

0

0

0

0

10,28

9,25

0

0

10,28

9,25

0

0

161,7

145,53

0

0

28,65

25,79

ветер справа

14

15

1

0,9

0

0

0

0

-14,56

-13,10

0

0

-14,56

-13,10

0

0

-142,4

-128,16

0

0

-23,2

-20,88

Осн. сочетание

(c = 1)

I


Mmax, N, Q

1+2

46,76

467,64

1+2

-1,6

499,04

1+4+8

56,56

892,65

1+12

179,05

535,85

17,95

II


Mmin, N, Q

-

-

1+4+8

-54,76

355,4

1+2

-106,3

603,99

1+14

-125,06

535,85

-33,9

III


Nmax, M, Q

46,76

1+2

467,64

-1,6

1+2

499,04

56,56

1+4+8

892,65

-24,43

1+4+8

968,15

-24,3

IV


Qmax, M, N

-

-

-

-

-

-

-24,43

968,15

1+4+8

-24,3

Осн. сочетание

(c=0,9)




Mmax, N, Q

-

-

-

-

1+5+9+13

53,96

849,45

1+5+9+13

125,27

924,95

-3,27

IIа


Mmin, N, Q

-

-

1+5+9+15

-63,42

355,4

1+3+15

-115,97

589,630

1+3+7+11+15

-161,17

747,73

-36,25

IIIа


Nmax, M, Q

-

-

-

-

1+3+5+9

12,84

1+3+5+9

978,73

1+3+5+9+15

-189,83

1+3+5+9+15

1054,23

1+3+5+9+15

-51,2

IVа


Qmax, M, N

-

-

-

-

-

-

1+3+5+9+15

-189,83

1+3+5+9+15

1054,23

1+3+5+9+15

-51,2

1   2   3   4
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации