Конструктивного решения здания

 

В реальном проектировании – это едва ли не самый ответственный момент, во многом определяющий дальнейшую судьбу проекта. Параметров, по которым могут оцениваться преимущества и недостатки варианта, довольно много (экономические, технологические, архитектурные, эстетические и т. д.), а методы оценок, в том числе и экономических, весьма несовершенны.

Студент при выполнении учебного проекта производит выбор по двум-трем параметрам: расходу бетона и расходу стали и, желательно, стоимости конструкции. Когда в результате подсчета трудно определить, какой из вариантов выгоднее, необходимо привлечь к рассмотрению для обоснования выбора другие параметры.

Подсчет рекомендуется вести в табличной форме, например, в форме табл. 1.1.

Таблица 1.1

При расчете количества элементов нельзя забывать о температурных швах, в которых установлены спаренные конструкции.

 

НАГРУЗКИ НА НЕСУЩИЙ КАРКАС ЗДАНИЯ

В соответствии с [3] нагрузки и воздействия разделяются на постоянные и временные. Последние делятся на длительные, кратковременные и особые.

Нагрузками на поперечную раму, которую необходимо рассчитать в курсовом проекте, являются: 1) нагрузки от веса кровли и несущих конструкций покрытия, собственного веса верхней части стойки, веса подкрановой балки и подкранового пути, веса нижней части стойки (постоянные); 2) снеговая, ветровая и крановые (в проекте их учитываем в качестве временных кратковременных и не рассматриваем их как временные длительные в целях сокращения объема проекта).

Нагрузки собираются на одну поперечную раму каркаса и подсчитываются в зависимости от расстояния между рамами.

Расчетное значение нагрузки любого вида определяется как произведение «нормативного» значения на коэффициент надежности по нагрузке, выбираемый по [3], и коэффициент надежности по назначению зданий.

 

Постоянные нагрузки

 

Нагрузка от веса покрытия складывается из нагрузок от веса элементов покрытия: кровли, плит и ригеля. Нормативное значение слагаемых нагрузки – фактический собственный вес элементов покрытия. Коэффициенты надежности по нагрузке различных частей покрытия принимают согласно п. 2.2 [3].

Все нагрузки перед суммированием должны быть приведены к одной размерности.

Расчетная нагрузка, передаваемая ригелем (например, фермой) покрытия на крайнюю стойку в виде сосредоточенной силы, может быть рассчитана по формуле

(4)

где – вес ригеля, кН;

– коэффициент надежности по нагрузке согласно п. 2.2 [3];

q – расчетное значение распределенной на 1 м² нагрузки от собственного веса кровли и железобетонных плит, кН/м²;

S – площадь, с которой собирается нагрузка q для рассматриваемой стойки, м²;

– коэффициент надежности по назначению (см. приложение 7 [3]).

Нагрузка на среднюю колонну при равных пролетах равна

 

= 2 .

 

Нагрузку от кровли на 1 м² покрытия удобнее подсчитывать в табличной форме (табл. 1.2).

 

Таблица 1.2

 

Суммирование нагрузок в столбцах 2 и 4 дает полную нормативную и расчетные нагрузки. Сосредоточенная сила считается приложенной по вертикали, проходящей через середину площадки опирания.

Для стойки крайнего ряда в соответствии с унификацией принимается приложенной на расстоянии 150 мм от продольной разбивочной оси.

Для средней стойки при равных пролетах можно считать приложенной по оси надкрановой части стойки.

Нагрузка от собственного веса верхней и нижней частей стоек направлена по их осям. Величина нагрузки определяется по размерам колонны и объемному весу железобетона.

Нагрузка от веса стеновых панелей учитывается при расчете рамы, если выбраны панели навесной конструкции.

Нагрузка от веса подкрановой балки и подкранового пути действует по вертикали, проходящей через ось подкранового пути. Вес подкрановой балки определяется по справочной литературе. Вес подкранового пути при отсутствии данных можно принять равным 1,5 кН/м.

 

Временные нагрузки

Нагрузка от веса снега передается на стойки в тех же точках, что и . Величина ее определяется согласно [3].

При расчете рам производственных зданий с покрытием без перепадов высоты допускается учет только равномерно распределенной снеговой нагрузки.

При расчете элементов самого покрытия (ферм, балок, плит, прогонов), если покрытие имеет перепады высот или двускатное очертание, необходимо учитывать неравномерность распределения снеговой нагрузки.

Вертикальная нагрузка от кранов передается на стойки в тех же точках, что и постоянная нагрузка от веса подкрановых балок.

Расчетное максимальное давление на колонну от двух сближенных кранов определяется по линии влияния опорной реакции подкрановой балки (рис. 1.3).

 

Рис 1.3. Определение нагрузки от кранов по линиям влияния

 

, (5)

 

где = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке;

= 0,95 – коэффициент надежности по назначению зданий;

– наибольшее нормативное давление на колесо крана; определяется по приложению 2;

– коэффициент сочетаний, выбираемый согласно [3];

– ординаты линии влияния под колесами кранов (рис. 1.3) (одно из колес считается попавшим на максимальную ординату (по оси колонн)).

 

Расчетное минимальное давление определяется аналогично:

 

, (6)

 

 

при этом

, (7)

 

где Q – грузоподъемность крана; G – полный вес крана с тележкой.

Горизонтальные нагрузки от поперечного торможения кранов приложены к колонне на уровне верха подкрановой балки, точнее, в месте контакта колес крана с рельсом. Для кранов с гибким подвесом груза принимается нормативная горизонтальная нагрузка

 

, (8)

 

при жестком подвесе

 

, (9)

 

где – вес тележки.

На каждое колесо приходится одинаковая нагрузка, и если у крана с одной стороны два колеса, то нормативная нагрузка, приходящаяся на одно колесо, .

Горизонтальное давление на колонну Т от двух сближенных кранов определяется по линии влияния

 

(10)

 

Горизонтальная нагрузка от торможения крана в продольном направлении принимается равной 0,1 ; в курсовом проекте ее разрешается не учитывать.

Ветровая нагрузка на здание определяется как сумма статической и динамической составляющих. Однако при расчете поперечных рам одноэтажных зданий пульсационная составляющая учитывается только для однопролетных зданий высотой более 36 м при отношении высоты к пролету более 1,5 [3].

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на единицу площади определяется по формуле

 

, (11)

 

где принимается в зависимости от района строительства;

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, принимается по п. 6.5, табл. 6 [3];

с – аэродинамический коэффициент, назначаемый согласно приложению 4 [3].

Расчетное значение нагрузки определяется умножением нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке = 1,4.

Давление ветра на конструкции, расположенные выше верха колонн, заменяют сосредоточенной силой, приложенной на уровне верха колонн.

Ветровую нагрузку необходимо собрать с расстояния, равного шагу колонн (и привести тем самым к размерности кН/пог. м).

После подсчета всех нагрузок необходимо изобразить поперечник со всеми нагрузками и выписать отдельно эксцентриситеты приложенных сил относительно центров тяжести сечений подкрановой и надкрановой частей соответствующих стоек.