Вес внецентренно-сжатой ступенчатой колонны складывается из веса верхней (надкрановой) Gкв и нижней (подкрановой) Gкн частей колонны. Так как в ступенчатых колоннах одноэтажных производственных зданий конструктивные решения и величина действующей нормальной силы в верхней и нижней частях колонны значительно отличаются, определение веса этих частей выполняют отдельно.
Нормативную величину собственного веса участка колонны постоянного сечения на стадии вариантного проектирования колонны определяют по формуле
Gк,i = (∑Fiρψкlк,i/кМ)/Ry,
где ∑Fi – расчетная продольная сжимающая сила, действующая в пределах рассматриваемого участка колонны и вызываемая совместным действием всех возможных i нагрузок;
ψк – конструктивный коэффициент (ψк = 1,2 – 1,6 для сплошного сечения надкрановой части колонны,
ψк = 1,7…2,4 для сквозного сечения подкрановой части колонны);
lк,i – длина (верхнего или нижнего) участка колонны определенной конструктивной формы, испытывающего воздействие постоянной по величине нормальной силы;
кМ – коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента на размеры поперечного сечения колонны. В ступенчатой колонне для сплошной надкрановой части кМ = 0,25 – 0,30; для сквозной подкрановой части, имеющей более развитое сечение, кМ = 0,4 – 0,5.
Для надкрановой части колонны наибольшую сжимающую продольную силу ∑Fв определяют от совместного действия:
– веса ограждающих конструкций покрытия gпк;
– веса прогонов gпр;
– веса стропильной фермы со связями gф;
– веса подстропильной фермы (при решении покрытия с подстропильными фермами) gпф;
– веса стенового ограждения, расположенного в пределах надкрановой части колонны и шатра, Gст,в;
– собственного веса надкрановой части колонны (на стадии сравнения вариантов этой величиной можно пренебречь);
– снеговой нагрузки Sg.
Для подкрановой части колонны наибольшую сжимающую продольную силу ∑Fн определяют от совместного действия:
– наибольшей сжимающей продольной силы в надкрановой части колонны ∑Fв;
– максимального вертикального давления на колонну от мостовых кранов Dmax;
– собственного веса подкрановой балки, включающего вес связей и рельса с креплениями, Gпб;
– веса стенового ограждения, расположенного в пределах подкрановой части колонны (от нулевой отметки до уступа), Gст,н;
– собственного веса надкрановой части колонны Gкв;
– собственного веса подкрановой части колонны (на стадии сравнения вариантов этой величиной можно пренебречь).
Вес ступенчатой колонны при шаге В = 6 м
1. Надкрановая часть колонны.
При шаге колонн 6 м высота подкрановой балки под краны грузоподъемностью Qmax = 100 т – h′б = В/6 = 6000 / 6 = 1000 мм (принята по табл. 6.3).
Высота верхней части колонны
Н′в = Н2 + h′б + hр = 4400 + 1000 + 200 = 5600 мм.
Продольная сжимающая сила
∑Fв = (gпк + gпр + gф + Sg)BL/2 + Gст,в =
= (1,43 + 0,0684 · 1,05 + 0,224 · 1,05 + 1,2) 6 · 30 / 2 + 94,5 = 358,85 кН,
где Gст,в – вес стенового ограждения, расположенного в пределах надкрановой части колонны и шатра.
Постоянные нагрузки от стенового ограждения определяют по весовым показателям принятых навесных панелей.
В рассматриваемом примере для отапливаемых зданий приняты панели из ячеистого бетона с условной расчетной нагрузкой от веса стен на 1 м2 поверхности стены gст = 250 – 330 кг/м2 и толщиной tст = 300 – 400 мм (большая величина для районов строительства с более низкими расчетными температурами воздуха); для неотапливаемых зданий приняты сборные железобетонные панели с расчетной нагрузкой от веса стен gст = 150 – 200 кг/м2 и толщиной tст = 150 – 200 мм (большая величина для большего шага колонн).
Приняв gст = 250 кг/м2 = 2,5 кН/м2, определяем вес стенового ограждения:
Gст,в = gстВ = 2,5 6 = 94,5 кН,
где α = 0,5 – коэффициент, учитывающий наличие в стене оконных проемов.
Вес надкрановой части колонны
Gк,в = (∑Fвρψкlк,в/кМ)/Ry =
= (358,85 · 78,5 · 1,5 · 5,6 / 0,25) / (24 · 104) = 3,94 кН = 394 кг,
здесь приняты: ψк = 1,5; lк,в = H′в = 5,6 м; кМ = 0,25.
2. Подкрановая часть колонны.
Рис. 7.2. Схемы расположения колес одного крана на рельсе
Продольная сжимающая сила
∑Fн = ∑Fв + Dmax + Gпб + Gст,н +Gк,в =
= 358,85 + 1246,65 + 25,34 + 101,25 + 3,94 = 1736 кН,
где вес стенового ограждения, расположенного в пределах подкрановой части колонны от нулевой отметки, равен:
Gст,н = gст(Hн – Hф) (1 – α)В = 2,5 (14,1 – 0,6) (1 – 0,5) 6 = 101,25 кН;
Dmax – вертикальное давление на колонну от двух сближенных мостовых кранов наибольшей грузоподъемности (в цехе, обслуживаемом одним краном, – от одного крана). Схема расположения колес одного крана на рельсе показана на рис. 7.2. Dmax определяется по линии влияния опорной реакции подкрановой балки (рис. 7.3).
Рис. 7.3. Схема загружения линии влияния опорной реакции подкрановых балок нагрузками от колес мостовых кранов:
а – при шаге колонн 6 м; б – при шаге колонн 12 м
Невыгодное расположение кранов на балке: одно колесо ставят на колонну, другие приближают на минимально возможное расстояние к колонне.
где γf = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок;
ψ – коэффициент сочетаний, равный ψ = 0,85 при учете двух кранов с режимами работы 1К – 6К; ψ = 0,95 при учете двух кранов с режимами работы 7К – 8К и ψ = 1 при учете одного крана.
Fk,max – максимальное нормативное давление на колесо крана, приводимое в стандартах на краны:
Fk1,max = 450 кН и Fk2,max = 480 кН для крана Q = 100/20 (см. табл. 6.2);
yi – ордината линии влияния опорной реакции подкрановой балки;
n – число колес двух кранов, передающих нагрузку через подкрановые балки на рассматриваемую колонну.
Вес подкрановой части колонны
Gк,н = (∑Fнρψкlк,н/кМ)/Ry =
= (1736 · 78,5 · 2 · 14,1 / 0,45) / (24 · 104) = 35,58 кН = 3558 кг,
здесь ψк = 2; lк н = Hн = 14,1 м; кМ = 0,45.
Вес ступенчатой колонны
Gк = Gк,в + Gк,н = 394 + 3558 = 3952 кг.
Расход стали на 1 м2 площади цеха
gк = 2Gк/(ВL) = 2 · 3952 / (6 · 30) = 43,91 кг/м2.
Вес ступенчатой колонны при шаге В = 12 м
1. Надкрановая часть колонны.
Продольная сжимающая сила
∑Fв = (gпк + gпр + gф + Sg)BL/2 + Gст,в =
= (1,43 + 0,119 · 1,05 + 0,167 · 1,05 + 1,2) 12 · 30 / 2 + 199,5 = 726,9 кН,
где вес стенового ограждения, расположенного в пределах надкрановой части колонны и шатра, равен:
Gст,в = gстВ = 2,5 12 = 199,5 кН.
Вес надкрановой части колонны
Gк,в = (∑Fвρψкlк в/кМ)/Ry =
= (726,9 · 78,5 · 1,5 · 6,3 / 0,25) / (24 · 104) = 8,99 кН = 899 кг,
где lк в = Hв = 6,3 м.
2. Подкрановая часть колонны.
Продольная сжимающая сила
∑Fн = ∑Fв + Dmax + Gпб + Gст,н + Gк,в =
= 726,9 + 2109,98 + 84,38 + 202,5 + 8,99 = 3132,75 кН,
здесь вес стенового ограждения, расположенного в пределах подкрановой части колонны от нулевой отметки, равен:
Gст,н = gст(Hн – Hф) (1 – α)В = 2,5 (14,1 – 0,6) (1 – 0,5) 12 = 202,5 кН;
Вес подкрановой части колонны
Gк,н = (∑Fнρψкlк,н/кМ)/Ry =
= (3132,75 · 78,5 · 2 · 14,1 / 0,45) / (24 · 104) = 64,21 кН = 6421 кг.
Вес ступенчатой колонны
Gк = Gк,в + Gк,н = 899 + 6421 = 7320 кг.
Расход стали на 1 м2 площади цеха
gк = 2Gк/(ВL) = 2 · 7320 / (12 · 30) = 40,67 кг/м2.
Вес ступенчатой колонны при шаге В = 12 м с применением подстропильных ферм
1. Надкрановая часть колонны.
Продольная сжимающая сила
∑Fв = (gпк + gпр + gф + Sg)BL/2 + Gст,в + Gпф =
= (1,43 + 0,0684 · 1,05 + 0,224 · 1,05 + 1,2) 12 · 30 / 2 + 199,5 + 15,55 · 1,05 =
= 744,49 кН.
Вес надкрановой части колонны
Gк,в = (∑Fвρψкlк,в/кМ)/Ry =
= (744,49 · 78,5 · 1,5 · 6,3 / 0,25) / (24 · 104) = 9,2 кН = 920 кг.
2. Подкрановая часть колонны.
Продольная сжимающая сила
∑Fн = ∑Fв + Dmax + Gпб + Gст,н + Gк,в =
= 744,49 + 2109,98 + 84,38 + 202,5 + 9,2 = 3150,55 кН.
Вес подкрановой части колонны
Gк,н = (∑Fнρψкlк,н/кМ)/Ry =
= (3150,55 · 78,5 · 2 · 14,1 / 0,45) / (24 · 104) = 70,69 кН = 6459 кг.
Вес ступенчатой колонны
Gк = Gк,в + Gк,н = 920 + 6459 = 7379 кг.
Расход стали на 1 м2 площади цеха
gк = 2Gк/(ВL) = 2 · 7379 / (12 · 30) = 41 кг/м2.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему