Определение нагрузок на раму

Определение нагрузок на раму

 

На раму действуют следующие нагрузки:

- нагрузка от собственного веса покрытия и рамы;

- снеговая нагрузка в соответствии со снеговым районом;

- ветровая нагрузка, определяемая в соответствии с ветровым районом (на подветренную и заветренную стойки, на ригель рамы).

Все нагрузки рассматриваются в соответствии с коэффициентами надёжности.

Собственный вес рамы определяется по формуле:

, (3 [3])

g_k=0,312 кН/м² - постоянная нормативная нагрузка от плиты покрытия;

S = 1,3 кН/м² - полное нормативное значение снеговой нагрузки;

k_sw = 6 - коэффициент собственного веса конструкции (прил. 14 [3]);

l = 21 м - пролёт рамы;

Таблица 1 - Нагрузки, действующие на раму

 

Наименование нагрузок	Нормативная нагрузка кН/м 2	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка кН/м 2
Постоянная: - кровля - плита - собственный вес рамы Всего: Временная снеговая Кратковременная Постоянная и временная Ветровая	0,12 0,312 0,23 0,662 0,3 1,962 0,433	1,2 1,1 1,1   1,6 1,6   1,4	0,144 0,343 0,253 0,74 1,6 0,48 2,82 0,52

 

Город Витебск находится в I ветровом районе, для которого нормативное значение ветрового давления w₀ = 0,23 кПа (табл. 5 [2]), коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте k=0,535.

W = w₀RC = 0,23 × 0,535 × 0,8 = 0,098 кПа - для подветренной стойки.

W = 0,23 × 0,535 × 0,6 = 0,074 кПа - для заветренной стойки.

Так как угол наклона ригеля рамы a = 14°, то в соответствии со СНиП ²Нагрузки и воздействия², ветровая нагрузка на ригель действует в направлении, разгружая его. Следовательно, в последующих расчётах эту нагрузку не учитываем.

Нагрузки, действующие на 1 м рамы:

- постоянная:

g_d = 0,74 × 21/cos14° = 3,26 кН/м;

- снеговая:

q_d= 2,08 × 21/cos14° = 7,04 кН/м.

 

Для рамы рассматриваются следующие схемы нагружения:

а) постоянная и временная снеговая на всём пролёте;

б) постоянная на всем пролёте и временная снеговая на ½ пролета;

в) постоянная и временные (снеговая и ветровая) на всём пролете

q_w1 = 0,098 × 21 × 1,2 = 0,52 кН/м; q_w2 = 0,074 × 21 × 1,2 = 0,32 кН/м.

 

Рис.1 Схемы нагружения рамы

 

 

2. Геометрический расчёт

 

Длина полурамы:

l_m = 9,5 + 10,8 = 20,3 м.

Координаты и сечения полурамы:

x₀ = 0 y₀ = 0

x₁ = 0 y₁ = 0

x₂ = 0 y₂ = 2,375 м

x₃ = 0 y₃ = 4,75 м

x₄ = 0 y₄ = 7,125 м

x₅ = 0 y₅ = 9,5 м

x₆ = 0 y₆ = 9,5 м

x₇ = 2,625 м y₇ = 10,125 м

x₈ = 5,25 м y₈ = 10,75 м

x₉ = 7,875 м y₉ = 11,375 м

x₁₀ = 10,5 м y₁₀ = 12 м

 

 

 

Постоянная и временная снеговая нагрузки на всём пролёте

 

№ стержня	№ узла	Сила, кН	Момент, кН×м
N	Q	M
		-111,173 -111,173 -111,173 -111,173 -111,173	-48,638 -48,638 -48,638 -48,638 -48,638	-115,516 -231,032 -346,548 -462,063
		-73,066 -66,628 -60,191 -53,753 -47,316	98,884 69,847 42,809 15,772 -11,266	-462,063 -237,112 -85,117 -6,08
		-47,316 -53,753 -60,191 -66,628 -73,066	11,266 -15,772 -42,809 -69,847 -98,884	-6,08 -85,117 -237,112 -462,063
		-111,173 -111,173 -111,173 -111,173 -111,173	48,638 48,638 48,638 48,638 48,638	-462,063 -346,548 -231,032 -115,516

 

Постоянная на всём пролёте и временная снеговая на ½ пролёта

 

№ стержня	№ узла	N, кН	Q, кН	M, кН×м
		-111,173 -111,173 -111,173 -111,173 -111,173	-48,638 -48,638 -48,638 -48,638 -48,638	-115,516 -231,032 -346,548 -462,063
		-73,066 -66,628 -60,191 -53,753 -47,316	98,884 69,847 42,809 15,772 -11,266	-462,063 -237,112 -85,117 -6,08
		-14,976 -17,013 -19,051 -21,088 -23,126	3,566 -4,992 -13,549 -22,107 -30,664	-1,924 -26,94 -75,047 -146,245
		-35,187 -35,187 -35,187 -35,187 -35,187	15,394 15,394 15,394 15,394 15,394	-146,245 -109,684 -73,123 -36,561

 

Постоянная и временные снеговая и ветровая нагрузки.

 

№ стержня	№ узла	N, кН	Q, кН	M, кН×м
		-109,368 -109,368 -109,368 -109,368 -109,368	-44,074 -45,309 -46,544 -47,779 -49,014	-106,143 -215,219 -327,229 -442,17
		-73,014 -66,576 -60,139 -53,701 -47,264	97,041 68,004 40,966 13,929 13,109	-442,17 -222,193 -75,171 -1,107
		-48,1 -54,537 -60,975 -67,412 -73,65	9,597 -17,441 -44,478 -71,516 -100,553	-10,583 -94,123 -250,621 -480,075
		-112,978 -112,978 -112,978 -112,978 -112,978	49,014 49,774 50,534 51,294 52,054	-480,075 -362,765 -243,648 -122,727