2. Компоновка каркаса производственного здания

4.3.3 Расчет на вертикальную нагрузку от мостовых кранов






4.3.4 Расчет на горизонтальные воздействия мостовых кранов






4.3.5 Расчет на ветровую нагрузку




4.4 Составление комбинаций усилий в сечениях стойки рамы

После определения изгибающих моментов и нормальных сил каждой из нагрузок, необходимо найти их наиболее невыгодные сочетания. При составление сочетания нормами проектировании учитывается:

- постоянные нагрузки плюс временные длительные нагрузки плюс одна кратковременная (с коэффициентом сочетания );
- постоянные и временные нагрузки длительные нагрузки плюс не менее двух кратковременных, умноженных каждая на коэффициент сочетаний .
К кратковременным относятся: нагрузки от снега, кранов и ветра, при этом нагрузки от вертикального и горизонтального воздействия мостовых кранов рассматривается при учете сочетаний как одна кратковременная нагрузка. При составлении комбинаций усилий удобно все расчетные усилия сведем в таблицу. Так, как заранее не известно, при каких комбинациях нагрузок напряжения в расчетных сечениях колонны будут иметь наибольшую величину, то по длинам статического расчета составляют несколько комбинаций, так как нельзя рассматривать усилия от боковых сил крана без учета вертикальных усилий, нельзя учитывать постоянную нагрузку. Рама симметричная, поэтому составляем таблицу 4.2 для характерных сечений одной стойки.

Таблица 4.2 – Таблица расчетных усилий в сечениях левой стойки рамы (изгибающие моменты - кНм, нормальные и поперечные силы - кН).

	Нагрузки и комбинации усилий	nс	Сечения стойки
			1-1		2-2			3-3			4-4
			M	N		M	N		M	N		M	N	Q
1	2	3	4	5		6	7		8	9		10	11	12
1	Постоянная	1,0	235.52	-283.80		126.67	-455.32		12.84	-455.32		-188.28	-695.11	18.23
2	Снеговая	1,0	398.37	-469.35		185.76	-469.35		68.42	-469.35		-324.39	-469.35	35.61
		0,9	358.53	-422.41		167.18	-422.41		61.58	-422.41		-291.95	-422.41	32.05
3	Крановая верт-ая на левую стойку	1,0	26.47	7.26		-471.10	7.26		904.95	-1825.06		-14.34	-1825.06	83.34
		0,9	23.82	6.53		-423.99	6.53		814.46	-1642.55		-12.90	-1642.55	75.01
3*	Крановая верт-ая на правую стойку	1,0	-244.18	-7.26		253.39	-7.26		-536.44	-1062.77		382.85	-1062.77	-83.34
		0,9	-219.76	-6.53		228.05	-6.53		-482.79	-956.49		344.57	-956.49	-75.01
4	Крановая гор-ая на левую стойку	1,0	±5.54	±3.21		±115.41	±3.21		±114.60	±3.21		±431.78	±3.21	±49.54
		0,9	±4.98	±2.89		±103.87	±2.89		±103.14	±2.89		±388.60	±2.89	±44.58
4*	Крановая гор-ая на правую стойку	1,0	±90.90	±3.21		±18.98	±3.21		±19.78	±3.21		±222.78	±3.21	±18.40
		0,9	±81.81	±2.89		±17.08	±2.89		±17.80	±2.89		±200.50	-±2.89	±16.56
5	Ветровая слева	1,0	-122.57	8.32		2.21	8.32		4.29	8.32		444.84	8.32	-52.29
		0,9	-110.31	7.49		1.99	7.49		3.86	7.49		400.36	7.49	-47.07
5*	Ветровая справа	1,0	-127.05	-8.32		8.17	-8.32		10.25	-8.32		417.58	-8.32	-46.20
		0,9	-114.35	-7.49		7.35	-7.49		9.22	-7.49		375.82	-7.49	-41.58

Таблица 4.3 Неблагоприятное сочетание нагрузок.

Сочетание	Нагрузки и комбинации усилий	nc	Сечения стойки
			I-I		II-II		III-III		IV-IV
			M	N	M	N	M	N	M	N	Q
“+”Mmax Nсоотв.	№нагрузки	1	1,2		1,3*4		1,3,4		1,3*,4
	усилия		633.89	-753.15	495.46	-465.79	1032.39	-2283.59	626.35	-1761.09
	№нагрузки	0.9	1,2,3,4*		1,2,3^*,4,5^*		1,2,3,4,5*		1,3*,4,5
	усилия		699.68	-702.57	633.12	-894.64	1001.24	-2530.6	945.25	-1647
“-”Mmax Nсоотв.	№нагрузки	1	1,3*,4*		1,3,4		1,3*,4		1,3,4
	усилия		-99.56	-293.22	-459.84	-444.85	-638.2	-1521.3	-634.4	-2523.38
	№нагрузки	0.9	1,3*,4*,5^*		1,3,4		1,3*,4		1,2,3,4
	усилия		-180.4	-300.71	-459.84	-444.85	-573.1	-1414.7	-881.73	-2762.96
Nmax “+”Mсоотв.	№нагрузки	1	1,2		1,2		1,3,4		1,3,4
	усилия		633.89	-753.15	312.43	-924.67	1032.39	-2283.59	229.16	-2340.55
	№нагрузки	0.9	1,2,3*,4,5*		1,2,3^*,4,5^*		1,2,3,4,5*		1,2,3,4,5*
	усилия		254.96	-723.12	633.12	-894.64	1001.24	-2530.66	271.29	-2770.45
Nmax “-”Mсоотв.	№нагрузки	1	1,3*,4*		1,3,4		1,3*,4		1,3,4
	усилия		-66.05	-294.27	-401.19	-445.9	-638.2	-1521.3	-634.4	-2523.38
	№нагрузки	0.9	1,3^*,4*,5^*		1,2,3,4,5^*		1,2,3*,4,5^*		1,2,3,4,5*
	усилия		-180.4	-302.59	-226.66	-881.58	-501.26	-1844.6	-505.91	-2770.45
“-”Qmax	№нагрузки	0.9
	усилия

5 Расчет ступенчатой колонны
5.1 Исходные данные
Запроектируем сечения и элементы колонны при следующих условиях:
а) Расчетные усилия для верхней части колонны в сечении 1-1:
кН·м; кН;
В сечении 2-2:
кН·м; кН.
б) Расчетные усилия для нижней части колонны в сечении 3-3:
кН·м; кН;
В сечении 4-4 при том же сочетании нагрузок:
кН·м; кН.
Максимальная поперечная сила Q_max= -201,78кН (при сочетании нагрузок 1,2,3*,4*,5^*)
Соотношение жесткостей I_в/I_н=1/5=0,2. Материал колонны – сталь С255 по ГОСТ 27772-88. Бетон фундамента класса С12/15.


5.2 Определение расчетных длин колонны

Расчетные длины для верхней и нижней частей колонны в плоскости рамы определяем по формулам:

, (5.1)
, (5.2)
где =H_н=11,03м и =H_в=5,97м – длины нижнего и верхнего частей колонны;
и – коэффициенты расчетной длины;
Значения и в зависимости от параметров и .
Соотношение погонных жесткостей верхней и нижней части колонны
, (5.3)
.
, (5.4)
где - соотношение усилий в верхней и нижней частях колонны.
;
.
< 3. Принимаем .
Таким образом для нижней части колонны
м;
м.
Расчетные длины из плоскости рамы для нижней и верхней частей колонны равны соответственно:
м;
м.