3.1. Компоновка поперечной рамы.
Здание
неотапливаемое т.к. по заданию условия
эксплуатации Б2. Кровлю принимаем
рулонную по клеефанерным плитам и
металлодеревянными фермами (по заданию).
Уклон кровли i
= 0,1. Стеновые
панели –
клеефанерные трехслойные
общей толщиной (с обшивками)
hст.п
= 15,8 см =
0,158 м. Масса панели, без утеплителя ~ 25
кг/м2
(ориентировочная масса панелей 0,2 –
0,3(кН/м2)
без утеплителя, принимается по таблице
4.1, п. 7, с. 43 [10]. Расчетная нагрузка от
панелей (без утеплителя) gст.п=
gст.пн
γf
= 0,25
1,14
= 0,285 кН/м2
площади стены. Вес элементов крепления
стеновых панелей можно принять gэл.кр=0,1
кН/м2.
Металлодеревянные трапециевидные фермы
имеют пролет 36 м (по заданию). Высоту
таких ферм в пролете (коньке) рекомендуется
принимать h
=
(таблица
9.1 [10] и теоретическую часть занятия).
Принимаем высоту фермы в пролете
(коньке),
м., тогда высота фермы на опоре, при
уклоне кровли
i
= 0,1 составит
hоп
=
h
–
·i
= 6,00 –.
3.1.2 Предварительный подбор сечения клееной колонны.
Предельная гибкость для колонн равна λmax = 120, (таблица 14 [4]). При подборе размеров сечения колонн целесообразно задаваться гибкостью 100. Тогда при λ = 100,
; 
; 
При
высоте здания Н
= 7,5 м получим
м;
м.
Принимаем,
что для изготовления колонн будут
использованы доски шириной 275 мм и
толщиной 50 мм. После фрезерования
(острожки) толщина досок составит 50 –
7 = 43 мм. Ширина колонны после фрезерования
(острожки) заготовочных блоков по пласти
будет 275 – 15=260 мм. С учетом принятой
толщины досок после острожки высота
сечения колонн будет
hк=13·43=559
мм; ширина bк=260
мм, что лежит в рекомендуемых пределах
(
и
).
Определение нагрузок на колонны поперечной рамы.
Расчетная схема рамы приведена на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2 – Расчетная схема рамы
Определяем действующие на колонны расчетные вертикальные и горизонтальные нагрузки. Расчет нагрузок на 1 м2 горизонтальной проекции от покрытия, включая собственный вес фермы и снега выполним в табличной форме (таблица 5.1).
Нагрузки на колонну:
– от ограждающих конструкций покрытия
Gо.к.п.=γn·gо.к.п.·
,
где L=lp+hк+2hст.п+2ак,
здесь lp – расчетный пролет поперечной рамы, принят равным пролету стропильной конструкции; lp = 36 м; hк – высота сечения колонны, предварительно принята hк=0,559 м; hст.п – высота сечения стеновых панелей, hст.п=0,158 м; ак – вылет карниза, ак=0,5 м.
Таблица 5.1 – Нагрузки на 1 м2 от покрытия, включая собственный вес фермы и снега
№ п/п |
Нагрузка |
Нормативная, кН/м2 |
Коэффициент надежности по нагрузке γf |
Расчетная, кН/м2 |
1 |
Постоянная нагрузка от покрытия: трехслойный рулонный ковер клеефанерные утепленные плиты |
0,12 0,250 |
1,3 1,14 |
0,156 0,285 |
Итого от покрытия1 |
gно.к.п.=0,370 |
1,17 |
gно.к.п.=0,433 |
|
2 |
Собственный вес
металлодеревянной трапециевидной
фермы с нисходящим опорным раскосом
(при kсв=4)2
Итого по покрытию |
0,138
0,508 |
1,1 |
0,151
0,584 |
3 |
Снеговая для I снегового района – расчетная Sq=0,8 кН/м2; полное расчетное значение снеговой нагрузки S на горизонтальную проекцию покрытия при μ=1 S=Sq· μ=0,8*·1=0,8кН/м2;
|
Sн=0,448 |
|
S=0,8 |
L = 36+0,559+2·0,158+2·0,5 = 37,875 м
Gо.к.п. = 1,0·0,433·(37,875/2)·4,5 = 36,89 кН;
от веса ригеля (фермы)
Gриг = γn·gриг· = 1,0·0,151·(36/2)·4,5 ≈ 12,231 кН;
от снега
Sсн = γn·S· =1,0·0,8·(37,875/2)·4,5 ≈ 68,175 кН.
Нагрузка на колонну от стен (эта нагрузка была принята gст.п=0,285 кН/м2).
м
(высота панели покрытия принята
м).
к
Эту нагрузку Gст для упрощения определения изгибающих моментов, считаем приложенной с эксцентриситетом е на высоте, равной Н/2;
м.
Собственный вес колонны:
=
1,0*1,1*0,559*0,260*7.5*7 = 8.39 кН,
где
– плотность
древесины акации, при условиях эксплуатации
Б2,
= 7 кН/м3.
Ветровая
нагрузка действующая на раму:
= 0,38 кН/м2.
Для здания с двускатным покрытием и
размером в плане l
× b
= 36 × 45 м, где
b
= n·B
= 10*4,5 = 45 м,
аэродинамический коэффициент с
наветренной стороны се
= + 0,8;
,
се3=
− 0,6 (приложение 4[5] или таблица У.2,
приложение У).
При H' = H + 0,2 = 7.5 + 0,2 = 7,7 м и принятом типе местности А коэффициент ked=0,792 (таблица П.1, приложение П).
=1,0*1,4*0,38*0,8*0,792*4,5=1,52.
кН/м;
=1,0*1,4*0,38*0,6*0,792*4,5=1,14.
кН/м.
Ветровая нагрузка, передаваемая от покрытия, расположенного вне колонны:
=
4,358 м.; при
=12,058
м;
=0,903
=1,0*1,4*0,38*0,8*0,903*4,5=1,729
кН/м;
кН
;
=1,0*1,4*0,38*0,6*0,903*4,5=1.297
кН/м;
кН