Расчёт металлического каркаса многоэтажного здания

 (м2);

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 26К3;

 (м2),  (м4), iх=11,3см.

λ=l/ iх=3,6/0,113=31,85 =>φ=0,668

σ=<240*103кПа

4.1.5 Определяем вертикальную нагрузку, действующую на среднюю колонну I уровня:

Вертикальная нагрузка, действующая на среднюю колонну 1 уровня

 (м2);

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 40К4;

 (м2), (м4), iх=17,85см.

λ=l/ iх=3,6/0,1785=20,17=>φ=0,99

σ=<240Па

4.1.6 Определяем вертикальную нагрузку, действующую на крайнюю колонну I уровня:

 (м2);

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 35К2;

 (м2), (м4), iх=15,2см.

λ=l/ iх=3,6/0,158=23,68 =>φ=0,91

σ=<240Па

Расчёт на горизонтальные нагрузки. Определение ветровой нагрузки

В связи с тем, что скорость ветра достаточно резко меняется, эта нагрузка воздействует динамически. Давление ветра на высоте 10 м над поверхностью земли в открытой местности, называемое скоростным напором ветра gо, зависит от района строительства. Ветровая нагрузка меняется по высоте, но в нормах принято, что до высоты 10м от поверхности земли скоростной напор не меняется. Он принят за нормативный, а увеличение его при большей высоте учитывается коэффициентами k, разными при разной высоте. Нормативный скоростной напор ветра w0 =0,23 кПа. Тип местности B. Определим нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z:

,

где с – аэродинамический коэффициент, зависящий от расположения и конфигурации поверхности. Для вертикальных стен с=0,8 с наветренной стороны и с=-0,6 для откоса;

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте. Расчетная нагрузка, приходящаяся на часть здания по ширине

,

 - коэффициент надежности по нагрузке, 1,4;

 B – шаг рам, 6м.

Определим сосредоточенные силы:

Р1= (1,31+1,31)∙1,8+(0,98+0,98)∙1,8=8,26кН

Р2=(1,31+1,31)∙1,8+(0,98+098)∙1,8=8,26кН

Р3=(1,31+1,33)∙1,8+(0,98+0,99)∙1,8=8,31кН

Р4=(1,33+1,49)∙1,8+(0,99+1,11)∙1,8=8,89кН

Р5=(1,49+1,67)∙1,8+(1,11+1,25)∙1,8=9,97кН

Р6=(1,67+1,79)∙1,8+(1,25+1,34)∙1,8=10,92кН

Р7=(1,79+1,89)∙1,8+(1,34+1,42)∙1,8=11,62кН

Р8=(1,89+1,99)∙1,8+(1,42+1,49)∙1,8=12,26кН

Р9=(1,99+2,1)∙1,8+(1,49+1,58)∙1,8=12,93 кН

Р10=(2,1+2,22)∙1,8+(1,58+1,66)∙1,8=13,62 кН

Р11=(2,22+2,29)∙1,8+(1,66+1,72)∙1,8=14,21 кН

Р12=(2,29+2,38)∙1,8+(1,72+1,79)∙1,8=14,75 кН

Р13=(2,38+2,39)∙1,8+(1,79+1,799)∙1,8=15,07 кН

Р14=(2,39+2,41)∙1,8+(1,799+1,8)∙1,8=15,18 кН

Р15=(2,41+2,43)∙1,8+(1,81+1,83)∙1,8=15,3 кН

Р16=(2,43+2,46)∙1,8+(1,83+1,84)∙1,8=15,43 кН

Р17=(2,46+2,52)∙1,8+(1,84+1,89)∙1,8=15,68 кН

Р18=2,52∙1,8+1,89∙1,8=7,94 кН

расчет на горизонтальную нагрузку

ΣРIII=7,94+15,68+15,43+15,30+15,177+15,07=84,61 (кН).

ΣРII=14,75+14,21+13,62+12,93+12,25+11,62=79,39 (кН).

ΣРI=10,92 +9,97+8,89+8,32+8,25+8,25=54,61 (кН).

Рис. Схема действия нагрузок

Фактические изгибающие моменты:

,

где MЖ – момент в жестком узле;

 MШ – момент в шарнирном узле;

  - сумма нагрузок уровня;

 hЭТ – высота уровня;

 4– количество колонн;

K – коэффициент, определяющий жесткость узла.

; ,

,

где  - момент инерции ригеля;  - момент инерции колонны;  - длина колонны;  - длина ригеля;

III уровень крайняя колонна:

W=815,1/240*103=0,000625м3

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 23К2;

 (м2),  (м4), iх=10см.

σ=M/W=15,1/0,00661=2,28*103<240*103Па

II уровень средняя колонна:

W=39,59/240*103=0,000164м3

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 20К1;

 (м2),  (м4), iх=8,5см.

σ=M/W=39,59/0,00528=7,5*103кПа<240*103кПа

I уровень крайняя колонна:

W=10,01/240*103=0,000041м3

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 20К1;

 (м2),  (м4), iх=8,5см.

σ=M/W=10,01/0,00528=1,9*103кПа<240*103кПа

Вывод: был произведен расчёт колонн на вертикальные и горизонтальные нагрузки и подобранны номера двутавров типа колонные для обоих вариантов. Из сравнительного анализа видно, что для проектирования необходимо взять колонны сечением из расчёта на вертикальные нагрузки.

Страницы: 1, 2, 3, 4