Сбор нагрузок на металлическую площадку
Нагрузки, действующие на несущие конструкции, собираются последовательно сверху вниз от всех расположенных на них слоев и опирающихся на них элементов, а также учитывают все возможные временные нагрузки и собственный вес несущей конструкции.
Как уже отмечалось, нагрузки разделяют на постоянные и временные, а при необходимости временные нагрузки, в свою очередь, разделяют на временные длительные и кратковременные. Это необходимо для того, что длительное действие нагрузок, в некоторых материалах, вызывает такое же длительное увеличение пластических деформаций.
Вначале определяют нагрузки, приходящиеся на один квадратный метр покрытия, чердачного перекрытия, междуэтажных перекрытий и т. п., затем определяют нагрузки от собственного веса несущих конструкций и собирают на конструкции все действующие нагрузки, включая и их собственный вес.
Нагрузки, действующие на ригели, балки, стены и другие вытянутые в плане конструкции, собирают и прикладывают на один погонный метр их длины. На колонны, стойки, столбы, опоры и т. п. нагрузки собирают и прикладывают в виде сосредоточенных сил.
На планах здания можно выделить площадь, с которой нагрузка будет передаваться на рассчитываемую конструкцию. Площадь, с которой нагрузка передается на рассматриваемый элемент (конструкцию), называется грузовой - Агр. Определение грузовых площадей и сбор нагрузок рассмотрены в приведенных ниже примерах.
Примеры к параграфу 1.5
Пример 1.4. Определить нагрузку от собственного веса железобетонной балки по следующим данным: балка прямоугольного сечения: шириной b = 200 мм, высотой h = 400 мм, длиной l = 6000 мм.
1. Находим объем балки, подставляя все размеры в метрах
V = bhl = 0,2· 0,4· 6,0 = 0,48 м 3 .
2. Определяем удельный вес железобетона (табл. 1.6 Приложение 1) и находим нормативную нагрузку от собственного веса балки Fn б = V γжб = 0,48 · 25 = 12,0 кН.
3. Определяем расчетную нагрузку от собственного веса балки. Коэффициент надежности по нагрузке γf = 1,1 (см. табл. 1.3 Приложение 1)
F б = Fn б γf = 12,0 ·1,1 = 13,2 кН.
Пример 1.5. В соответствии с данными каталога сборных железобетонных конструкций, железобетонная балка имеет массу m = 3,5 т, необходимо определить нагрузку от собственного веса балки. Ускорение свободного падения тела g = 9,81≈ 10 м/сек 2 .
1. Определяем нормативную нагрузку Nn б = m g = 3,5·10 = 35 кН (если вместо тонн, при решении подставить килограммы, то нагрузку получим в ньютонах).
2. Определяем расчетную нагрузку N б = Nn б γf = 35·1,1 = 38,5 кН. Значения коэффициентов условий работы γf устанавливаем по табл. 1.3 Приложение 1.
Пример 1.6. Определить нагрузку от веса прогона выполненного из швеллера № 14у, длиной l = 6,0 м. Ускорение свободного падения тела g ≈ 10 м/сек 2 .
1. Определяем массу одного метра швеллера (табл. 2.8. Приложение 2) G = 12,30 кг/м. Нормативная нагрузка от веса швеллера
Nn = Ggl = 12,30 · 10 · 6,0 = 738 Н = 0,738 кН.
2. Расчетная нагрузка от веса швеллера N = Nnγf = 0,738 · 1,05 = 0,775 кН. Коэффициент надежности по нагрузкам γf = 1,05 (табл. 1.3 Приложение 1).
Пример 1.7. Определить полное значение временной нагрузки на перекрытие квартир.
1. Выписываем нормативное значение временной нагрузки установленное нормами (табл. 1.2 Приложение 1). Полное нормативное значение нагрузки соответствует всей временной нагрузке на перекрытие квартиры pn = 1,5 кПа; пониженное значение pl,n = 0,3 кПа соответствует длительной части временной нормативной нагрузки.
2. Расчетное значение всей временной нагрузки
р = pn γf = 1,5·1,3 = 1,95 кПа.
Пример 1.8. Определить нагрузку на 1 м 2 покрытия от веса стальных прогонов, выполненных из швеллеров № 14у, длиной 6,0 м, расположенных на верхних поясах ферм с шагом а = 3,0 м (рис.1.2). Вес прогонов определен в примере 1.6. Шаг ферм В = 6,0 метров.
Для нахождения нормативного и расчетного значений нагрузки приходящейся на 1м 2 покрытия, следует, сосредоточенную нагрузку от веса прогона разделить на грузовую площадь, с которой нагрузки от покрытия передаются на один прогон.
Рис.1.2. План здания. К примеру 1.8
Мысленно представив, что по прогонам уложен настил, с которого и передается распределенная нагрузка, можно сделать вывод, что ширина грузовой площади равна шагу прогонов а = bгр = 3,0 м (на рис. 1.2 стрелками показано распределение нагрузок).
1. Грузовая площадь Агр = аВ = 3,0·6,0 = 18 м 2 .
2. Нормативная нагрузка на 1м 2 покрытияот веса прогонов qn = Nn/Агр= 0,738/18 = 0,041 кПа, т.е. мы распределили вес прогона по всей грузовой площади.
3. Расчетная нагрузка на 1 м 2 покрытия от веса прогонов q = N/Агр = 0,775/18 = 0,043 кПа; или q = qn γf = 0,041·1,05 = 0,043 кПа.
Пример 1.9. Определить снеговую нагрузку на 1 м 2 покрытия здания. Здание строится в городе Волгограде. Угол наклона кровли α = 35°.
1. По карте № 1 Приложения 1 к СНиП 2.01.07-85* определяем снеговой район, в котором расположен г. Волгоград (для некоторых городов России снеговые районы приведены в табл. 1.4 Приложения 1 Практикума). Снеговой район - II. Второму снеговому району соответствует расчетное значение веса снегового покрова приходящегося на 1 м 2 горизонтальной поверхности земли sg = 1,2 кПа.
2. Определяем значение коэффициента μ, учитывающего, что вес снега на покрытии может отличаться от веса снега на поверхности земли (см. Приложение 3* схему 1 СНиП 2.01.07-85*). Для угла наклона кровли α = 25° -значение коэффициента μ = 1 (весь снег остается на кровле); Для угла наклона кровли α = 60° - значение коэффициента μ = 0 (снег на кровле не остается). Так как угол наклона нашей кровли α больше 25° и меньше 60°, значение коэффициента μ следует определять по интерполяции (см. рис. 1.3). Принимаем для α = 35° значение коэффициента μ = 0,714.
Рис.1.3. Пример выполнения интерполяции
3. Расчетная снеговая нагрузка, действующая на покрытие здания определяется по формуле
s = sg μ . (1.4)
Определяем значение расчетной снеговой нагрузки приходящейся на 1м 2 горизонтальной поверхности покрытия s = sg μ = 1,2 · 0,714 = 0,857 кПа.
4. Определяем нормативную снеговую нагрузку, приходящуюся на 1м 2 горизонтальной поверхности покрытия. Нормативная снеговая нагрузка определяется умножением расчетного значения снеговой нагрузки на коэффициент 0,7
sn = 0,7s = 0,7 · 0,857 = 0,6 кПа.
Рис.1.4. Состав покрытия. К примеру 1.10
Пример 1.10. Определить нагрузку на 1 м 2 покрытия здания с учетом веса слоев покрытия (рис. 1.4). Здание строится в городе Москве. Угол наклона кровли α = 2°.
Нагрузки на 1 м 2 покрытий и перекрытий удобно собирать в табличной форме. При подсчете нагрузок толщины слоев подставляем в метрах; плотности переводим в удельные веса (см. пример 1.1); массу 1 м 2 слоя переводим в кПа. Нагрузку на один квадратный метр слоя определяем, умножая его толщину t на удельный вес материала γ (см. пример 1.2). Коэффициенты надежности по нагрузкамγf см. табл. 1.3 Приложение 1. Вес плит см. табл. 1.1 Приложения 1.
1. Собираем нагрузки на один квадратный метр покрытия (табл. 1.1)
Нагрузки на 1 м 2 покрытия
I. Постоянные нагрузки:
Пустотная плита ПК
Итого:
II. Временные нагрузки:
III снеговой район)
Всего:
Пример 1.11. Определить нагрузку на 1 м 2 перекрытия комнат квартир жилого дома, с учетом веса всех слоев перекрытия и временной нагрузки (рис. 1.5).
Рис.1.4. Состав перекрытия. К примеру 1.11
Значение временных нагрузок на перекрытия см. табл. 1.2 Приложение 1.
1. Собираем нагрузки на один квадратный метр перекрытия (табл. 1.2)
Нагрузки на 1 м 2 перекрытия
g = 4,95 кПа
Пример 1.12. Определить нагрузку на один погонный метр балки перекрытия с учетом ее веса (рис. 1.6), шаг балок а = 4,5 м. В расчетах использованы данные примеров: 1.4, 1.11. Нагрузка на квадратный метр перекрытия определенная в примере 1.11 составляет: нормативное значение qn перекр = 6,31 кПа и ее расчетное значение q перекр = 7,45 кПа. Нагрузка от веса балки (пример 1.4), соответственно, нормативное и расчетное значения: Fn б = 12,0 кН, F б = 13,2 кН. Длина балки l б = 6,0 м.
1. Определяем нагрузку на один погонный метр балки от ее веса:
gn б = Fn б /l б = 12,0/6,0 = 2,0 кН/м,
g б = F б /l б = 13,2/6,0 = 2,2 кН/м.
2. Собираем нагрузку на погонный метр балки от перекрытия. Для этого находим грузовую площадь, с которой передается нагрузка. Рассмотрим на рис. 1.6 передачу нагрузок от плит в осях 1-2.
Рис.1.6. План перекрытия. К примеру 1.12
(все плиты перекрытия условно не показаны)
Так как нагрузка равномерно распределена на перекрытии, то с половины плиты она будет передаваться на стену по оси 1, а с половины на балку. С другой плиты, в осях 2 – 3, нагрузка распределяется аналогично: на стену по оси 3 и на балку. Следовательно, длина грузовой площади с которой нагрузка передается на балки lгр = 4,5 м. Ширину грузовой площади принимаем равной 1 м, так как нагрузка собирается на погонный метр балки.
Нагрузка, действующая на балку с учетом ее веса:
qn = qn перекр lгр + gn б = 6,31· 4,5 + 2,0 = 30,4 кН/м,
q = q перекр lгр + g б = 7,45· 4,5 + 2,2 = 35,73 кН/м.
Пример 1.13. Определить нагрузку, передаваемуюот железобетонной колонны здания на фундамент (рис. 1.7). Сечение колонны b×h = 300×300 мм. Колонна высотой в два этажа, расстояние от фундамента до верха колонны l = 6,6 м. На фундамент через колонну передаются нагрузки: от покрытия, одного перекрытия, от веса балок под плитами покрытия и перекрытия (в пределах грузовой площади колонны), а также вес колонны.
Рис.1.7. План и разрез здания. К примеру 1.13
Пол первого этажа выполнен по грунту и не передает нагрузки на колонну и следовательно на фундамент. В примере использованы результаты расчетов примеров: 1.4, 1.10, 1.11.
1. Из рисунка 1.7 видно, что на колонну нагрузки передаются с половины длины балки расположенной в пролете А – Б, и с половины длины балки в пролете Б – В. В свою очередь, на балки передаются нагрузки от плит перекрытия: с половины длины плит расположенных в пролете 1 – 2 и с половины длины плит в пролете 2 – 3. Таким образом, можно выделить грузовую площадь колонны
Агр = lгр bгр = 6,0· 4,5 = 27 м 2 .
2. Нагрузка от покрытия, передаваемая на колонну:
Nn покр = qn покр Агр = 5,39 · 27 = 145,53 кН;
N покр = q покр Агр = 6,49 · 27 = 175,23 кН.
3. Нагрузка от перекрытия, передаваемая на колонну:
Nn перекр = qn перекр Агр = 6,31 · 27 = 170,37 кН;
N перекр = q перекр Агр = 7,45 · 27 = 201,15 кН.
4. Определяем вес колонны, принимая удельный вес железобетона γжб = 25 кН/м 3 :
Fn к = bhlγжб = 0,3· 0,3 · 6,6 · 25 = 14,85 кН;
F к = Fn к γf = 14,85· 1,1 = 16,34 кН.
5. Определяем нормативное и расчетное значения нагрузки действующей на фундамент:
Nn = Nn покр + Nn перекр + Fn б + Fn б + Fn к = 145,53 + 170,37 + 12,0 + 12,0 + 14,85 = 354,75 кН;
N = N покр + N перекр + F б + F б + F к = 175,23 + 201,15 + 13,2 + 13,2 + 16,34 = 419,12 кН.
Пример 1.14. Определить ветровые нагрузки, действующие на один квадратный метр стен отдельно стоящего плоского здания высотой 10 м. Город строительства Новосибирск.
1. По карте № 3 Приложения 1 к СНиП 2.01.07-85* определяем ветровой район, в котором расположен г. Новосибирск (для некоторых городов ветровые районы приведены в табл. 1.5 Приложения 1 Практикума). Ветровой район - III. Третьему ветровому району соответствует нормативное значение ветрового давления w0 = 0,38 кПа.
2. Определяем значение аэродинамических коэффициентов се. Для отдельно стоящих плоских сплошных конструкций, значение аэродинамических коэффициентов: с наветренной стороны се = + 0,6, с подветренной стороны се = – 0,8. (см. Приложение 4, схему 1 СНиП 2.01.07-85*). Знак «+» показывает, что поверхность испытывает активное давление, знак «–», что давление вызвано разряжением воздуха (отсос воздуха). Для зданий с более сложной конфигурацией, коэффициенты се определяют по другим схемам, приведенным в Приложении 4 СНиП 2.01.07-85*.
3. Нормативное значение ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли определяют по формуле
где k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте см. табл.6 СНиП 2.01.07-85*. Для высоты z ≤ 5 м и строительстве в черте городской застройки, с препятствиями для ветра (зданиями) высотой более 10 м и до 25 м, значение k = 0,5; для высоты z = 10 м, k = 0,65.
3. Определяем нормативное значение ветровой нагрузки для разных сторон здания: наветренной wn а (активное давление) и подветренной wn о (давление отсоса воздуха).
Для высоты z = 5 м:
wn а = w0kce = 0,38·0,5·0,8 = 0,152 кПа;
wn о = w0kce = 0,38·0,5·0,6 = 0,114 кПа,
для высоты z = 10 м:
wn а = w0kce = 0,38·0,65·0,8 = 0,198 кПа;
wn о = w0kce = 0,38·0,65·0,6 = 0,148 кПа.
4. Определяем расчетное значение ветровой нагрузки для разных сторон здания: наветренной w а и подветренной w о .
Для высоты z = 5 м:
w а = wn а γf = 0,152·1,4 = 0,213 кПа;
w о = wn о γf = 0,114·1,4 = 0,16 кПа,
для высоты z = 10 м:
w а = wn а γf = 0,198·1,4 = 0,277 кПа;
w о = wn о γf = 0,149·1,4 = 0,209 кПа.
Считается, что от земли до 5 метров ветровая нагрузка одинакова, а от 5 м до 10 м изменяется по линейному закону.
После определения ветровой нагрузки действующей на один квадратный метр, ее можно собрать на конструкции (колонны здания, рамы и др.), умножая на соответствующие грузовые площади, с которых ветровая нагрузка передается на эти элементы.
Ветровые и снеговые нагрузки действуют в разных плоскостях и обычно не суммируются, но в случае их суммирования оно осуществляется по правилам сложения сил.
Задачи для самостоятельной работы к параграфу 1.5
Задача 1.4. Определите нагрузку приходящуюся на один погонный метр от веса железобетонного ригеля и нагрузку от всего веса ригеля (рис. 1.8).
Рис.1.8. Размеры ригеля. К примеру 1.4
Удельный вес железобетона принять по табл. 1.6 Приложения 1. Данные расчета задачи 1.4 будут использованы в задаче 1.10.
Задача 1.5. Определите нагрузку от веса кирпичной колонны.Сечение колонны b×h = 510×510 мм. Длина колонны l = 4,0 м. Удельный вес кирпичной кладки принять по табл. 1.6 Приложения 1. Данные расчета задачи 1.5 будут использованы в задаче 1.10.
Задача 1.6. Определите нагрузку на один квадратный метр покрытия здания. Здание расположено в г. Мурманске. Уклон кровли α = 2,5°. Состав слоев кровли: 1. Гравий втопленный в битум: t = 15 мм, ρ = 1600 кг/м 3 ; 2. Трех слойный рубероидный ковер (1 слой руберойда qn = 0,03 кПа); 3. Цеменнтно-песчаная стяжка: t = 35 мм, ρ = 1800 кг/м 3 ; 4. Керамзит, средняя толщина t = 300 мм, ρ = 500 кг/м 3 ; 5. Пароизоляция (qn = 0,03 кПа); 6. Ребристая плита (вес 1 м 2 см. табл. 1.1 Приложение 1). Данные расчета задачи 1.6 будут использованы в задачах 1.9, 1.10.
Задача 1.7. Определите нагрузку на один квадратный метр перекрытия служебных помещений здания. Перекрытие состоит из следующих слоев: 1. Керамическая плитка: t = 9 мм, ρ = 2700 кг/м 3 ; 2. Плиточный клей: t = 5 мм, ρ = 2000 кг/м 3 ; 3. Цементно-песчаная стяжка: t = 30 мм, ρ = 1800 кг/м 3 ; 4. Звукоизоляционные плиты: t = 25 мм, ρ = 200 кг/м 3 ; 5. Монолитная железобетонная плита перекрытия: t = 150 мм, ρ = 2500 кг/м 3 . Данные расчета задачи 1.7 будут использованы в задаче 1.9, 1.10.
Задача 1.8. Определите нагрузку на 1 погонный метр фундамента по оси А и по оси Б (рис. 1.9) от собственного веса кирпичной кладки стены. Удельный вес кирпичной кладки определить по табл. 1.6 Приложения 1. Высота стены 6,4 м. Данные расчета задачи 1.8 будут использованы в задаче 1.9.
Рис.1.9. План и разрез здания. К примеру 1.8, 1.9
Задача 1.9. Пользуясь данными задач 1.6, 1.7 и 1.8, собрать нагрузку на погонный метр фундамента (рис. 1.9) по оси А и по оси Б двухэтажного здания. Пол первого этажа выполнен по перекрытию и аналогичен полу второго этажа.
Задача 1.10. Используя данные задач 1.4, 1.5, 1.6, 1.7 собрать нагрузку на фундамент кирпичной колонны. План здания и разрез принять по рис. 1.7.
Задача 1.11. Определить ветровые нагрузки, действующие на один квадратный метр стен здания строящегося в городе Краснодаре. Остальные данные принять аналогичными данным из примера 1.14.
Сбор нагрузок на фундамент под навес.
Здравствуйте. Я начинающий проектировщик. Мне дали задание на проект навеса для хранения зерна. Размеры 70*114м, высота 6м. Метал. конструкции следующие: колонна из двутавра, ферма из сварных уголков 36 м, прогоны из швеллера. Как учесть нагрузки от метал. конструкций на фундамент?
я просто фигею с таких начинающих. стыдно спросить у того, кто тебе дал задание? или хочется выглядить умелым инженером перед ним? или плохо учился в вузе и не делал курсовые? такие вопросы простительны студенту, но не инженеру, пусть и молодому.
У нас отдел проектирования только образовался и состоит только из меня, поэтому спросить не у кого. А в курсовых мы такого не считали к сожалению.
----- добавлено через ~2 мин. -----
Сараи, эстакады, этажерки и прочий металлолом
Советую сразу идти в АйТи, а если не хочешь, надо собрать снег на кровлю, ветер на стены и на кровлю если хочешь, можно немного с запасом просо взять. Сделать комбинации, посчитаь и получить реакции.
После делай задание на фундаменты с табличкой , куда от каждой нагрузки вписываешь реакцию и КЖешник считать убудет фундаменты.
Изначально всегда принимаем ориентировочно с небольшим запасом. Далее если есть желание можно проверить по факту. Может это немного поможет.
----- добавлено через ~3 мин. -----
Можно еще серию открыть и прикинуть сколько по нагрузке и пролету выходит кг/кв.м.
Горева, Беленя, Казакова откройте, там есть сбор нагрузок и т д.(наверное, не помню)
Есть еще книжка Насонова (новая - она как справочник) , если найдете в инете, там кратко будет все
П.с. в фамилиях мог допустить ошибки.
задание на проектирование наверно.
С ходу за такие фермы приниматься не стоит, я считаю, начинать нужно с малого, это первое. Второе - тут уже уточняли на счет габаритов здания 70х114, а пролет ферм 36м - где подвох?
Ну и последнее - если я правильно понял, нужно собрать нагрузки от вышестоящих конструкций и от всеразличных загружений. Так создавайте расчетную схему со всеми загружениями, пускайте на расчет и извлекайте из опорных узлов самые неблагоприятные сочетания усилий - это и будут нагрузки на фундаменты.
П.С. Повторюсь, начинать нужно с малого, или с немалого, но под чутким руководством старшего товарища.
__________________
«Точно знают, только когда мало знают. Вместе со знанием растет сомнение». Иоганн Вольфганг Гете (С)
Навес будет двухпролётный - на каждый пролёт ферма 36 м. Фермы с параллельными поясами.
А старшего товарища нет - в этом вся проблема. Не было у них раньше проектного отдела - советоваться не с кем.
Задам вопрос по другому. Навес будет без стен. Колонны, фермы, прогоны, кровельный материал и всё. Собираю нагрузки на столбчатый фундамент: от покрытия и перекрытия, от снега и ветра, и плюс временная от машин и длительная от зерна. Нормативную нагрузку от ферм, колонн и прогонов на фундамент как посчитать?
А для чего? Считайте сверху вниз. Вначале прогоны, затем фермы, затем рамы (стойки); усилия от стоек в обрезе фундамента и будут искомой величиной. Настоятельно рекомендую заглянуть в серии. Большая часть вариантов конструкций, а тем более "правильных" узлов уже придумана.
__________________
"Сделай первый шаг - и ты поймёшь, что не всё так страшно." (Сенека, древнеримский философ).
Хашиу
В сериях на покрытия, если я не ошибаюсь, есть "ключ" к определению массы покрытия с квадратного метра от нагрузок.
В этом направлении попробуйте поработать.
Ну и действительно, если вы уже все остальные нагрузки собрали - в чем проблема посчитать собственный вес конструкции? Или может быть конструкции нет и вы не знаете какая она будет и в этом проблема?))
Единственный адекватный ответ А то тут уже какие-то серии начали пихать человеку, который собственный вес металла не может посчитать
Мне нужна нормативная нагрузка, которая измеряется в паскалях. Вес измеряется в ньютонах.
----- добавлено через 18 сек. -----
А кто-нибудь может показать пример расчёта навеса?
Расчет фермы - сбор нагрузок на ферму
Добый всем день! Я впервые на этом форуме . У меня есть такой вопрос. Я начинающий проектировщик и хотелось бы как можно лучше разбираться в своём деле, т.к. работа мне эта нравится. Вобщем мне нужно проверить существующую ферму, выдержит ли она нагрузки, действующие на неё. Я их собрал, посчитал, но боюсь ошибиться. Я для себя (а также для того чтобы здесь задать вопрос) составил подробный алгоритм сбора нагрузок и записал его в файле word:
Сама ферма показана условно, без стоек и подкосов, т.к. мы её ещё не меряли. Известен состав покрытия и габаритные размеры фермы. Меня сейчас интересует именно сбор нагрузок. Также не обращайте особого внимания на такие вещи как например плотность дерева, которую я взял и т.п. Мне интересна именно методика сбора нагрузок - правильно я делаю или нет. Спасибо заранее за ответ, для меня это важно.
Странный расчёт нагрузок, ну да ладно, в принципе кому как нравится. Можно было бы проще определить нагрузку от кровельного слоя на 1 м2. Дальше вот вопрос, как можно собрать нагрузку в узлы фермы не имея схемы её решётки? Или Вы подразумеваете, что узлы фермы совпадут с узлами установки прогонов? В общем Вам надо бы посмотреть пример расчёта фермы, и для начала рассчитать прогон пролётом 6м, а потом уже браться за ферму. Что-то мне кажется, что он не пройдёт по прогибу.
Да, а где коэффициенты надёжности по нагрузкам?
В download' е книга Мандрикова по металлическим конструкциям лежит, более доходчиво расчет ферм нигде не встречал.
P.S. СНиП "Нагрузки и воздействия" открывать обязательно
расчеты и проектирование
Спасибо за ответы!
Пока что прогон оставим в стороне, меня просили в первую очередь посчитать ферму. На прогон действует нагрузка только от снега и профлиста, поэтому предполагаю, что он пройдёт, я его конечно же посчитаю чуть позже.
Сегодня ферма была осмотрена и померяна. Прогоны опираются не на узлы. А также не на узлы опираются деревянные бруски, к которым прикреплены доски, а к ним уже в свою очередь - листы ОСП.
Я пересчитал нагрузки, применил в этот раз уже коэффициенты надёжности по нагрузке. Получается, что нужно делать расчёт, задавая сосредоточенную нагрузку в места опирания прогонов и бруса. Вобщем я всё описал во втором файле, там и схема уже настоящая и всё описано более подробно:
Мне очень интересно, правильно ли я делаю расчёт.
А книги я обязательно посмотрю и разберусь, спасибо.
есть классный метод проверки правильности расчетов - по Вашим чертежам собирают и монтируют конструкции, после их нагружают эксплуатационными нагрузками, а Вы стоити под конструкцией.
Она уже стоит, её надо проверить )). Ибо есть подозрение, что её надо усилять. Кстати в проекте (у нас есть проект, который делала одна контора, потом по нему строили, правда построили не так как в чертежах) вообще швеллер заложен 12У.
Если ферма уже стоит, то резонный вопрос: "Из сталей каких марок она вообще собрана? Для проверки надо бы это знать. Может ещё рано делать расчёты, а сначала выполнить обследование с отбором образцов, или есть паспорта на изделия?
Я поясню - мне бы хотелось узнать конкретно про сбор нагрузок, так как данное действие делается как при обследовании и проверке существующих конструкций, так и при проектировании новых сооружений.
Вот я и спрашиваю про нагрузки, правильно ли я их собрал, а конкретно этот случай с конкретно этой фермой - просто как пример. Всё равно определять какая там сталь и что надо делать при обследовании будет ГИП, а мне как инженеру дали задание посчитать нагрузки и определить нужное сечение. В принципе, у нас есть проект, по которому они делались, там я посмотрю какая сталь заложена.
Ответьте пожалуйста про сбор нагрузки, правильно ли я его сделал и правильно ли буду их задавать при расчёте.
Со сбором нагрузок, что-то не то.
1) Какой вес от прогонов вы хотели получить, деля на их шаг?Я так понял равномерно распределенную нагрузку?! Зачем? Для чего?
На мой взгляд это надо делать так:
-шаг ферм 6м, с каждой стороны фермы берем по пол пролета и получем швеллер длиной 6м, умножаем его на погонный вес и получаем сосредоточенную нагрузку в узел фермы. И все.
2) Напрасно вы думаете что при 6м пройдет 16 швеллер. Он на таком пролете прогнется под собственным весом. У нас такой же снеговой район и я знаю о чем говорю.
3) По идеальной схеме, элементы фермы должны работать только растяжение либо на сжатие, при равномерно распределенной нагрузки по поясу фермы такого не произойдет. А коль уж так получается, то незабудьте учесть влияние моментов на решетку и пояса ферм.
P.S. старайтесь чтобы нагрузка была только в узлы фермы
дальше когда ты собрал нагрузку на м2 (P) :
Q=( P*bL)/L =N т/м, (распределенная нагрузка на ферму) b- шаг ферм, L-пролет.
Qузловое=N*(a/2+a/2)=N' т (а -расстояние между узлами в верхнем поясе фермы).
R опорная реакция= сумма Qузловое / 2= т.
Ну это так на пальцах. А вообще книги надо читать. Умные люди это уже давно изложили.
1) Какой вес от прогонов вы хотели получить, деля на их шаг?Я так понял равномерно распределенную нагрузку?! Зачем? Для чего?
На мой взгляд это надо делать так:
-шаг ферм 6м, с каждой стороны фермы берем по пол пролета и получем швеллер длиной 6м, умножаем его на погонный вес и получаем сосредоточенную нагрузку в узел фермы. И все.
Я вроде бы так и сделал во втором файле. Вы второй файл смотрели? Там я умножил погонный вес на "2 раза по пол-пролёта" и затем умножил на коэффициент надёжности по нагрузке.
2) Напрасно вы думаете что при 6м пройдет 16 швеллер. Он на таком пролете прогнется под собственным весом. У нас такой же снеговой район и я знаю о чем говорю.
Если бы я проектировал с нуля, то так бы и сделал. Но, как я понял, часто случается так, что вообще непонятно как проектируют и как потом строят.
Дружище, а у тебя в организации кроме тебя и ГИПа больше нет более опытных инженеров? Я как то просто устроился в фирму, где я был ГИПом с месячным стажем проектирования))))))) Я по-быстрому смотался от туда, ума хоть на это хватило. )
Grizlyman Обычно сбор нагрузок формируют в таблицу (см.вложенный файл) и если Вам что-либо непонятно в проектировании, то почаще открывайте соответствующую литературу. Сбор нагрузок - это святое для конструктора. Оттуда идёт весь расчёт. Для начала надо всё-таки разобраться самому со своими знаниями, а не клеймить проектировщиков.
Если Вы не можете разобраться что на что опирается - то зачем берётесь проектировать, то-есть проверять работу фермы.
Да ещё такие "интересные" фразы выдавать: "Но, как я понял, часто случается так, что вообще непонятно как проектируют и как потом строят".
Да я в курсе что есть такая таблица, я пытался больше вникнуть в суть того, как идёт сбор нагрузок, поэтому всё подробно расписал. В таблице обычно опытные уже понимающие люди пишут что-то типа "Утеплитель 0,1х150", а я хотел разобраться что это за цифры в отношении разных случаев и материалов. Хотя бы даже в моём случае надо собирать нагрузку в места опирания прогонов, а не распределённую, уже надо по-другому считать.
Ну, не разбираюсь. Ещё не было в мире ни одного человека, который после рождения сразу бы стал разбираться. Вот после моих вопросов и составления моего файла я намного больше стал понимать.
Чем Вам не понравилась моя фраза? У нас в городе такое довольно часто встречается. Вот например 2 отдельно стоящие стены длиной каждая 30 метров, не перевязанная с внутренними стенами, высотой 5 метров, когда мы обследовали, она была отклонена от вертикали где-то на 5см, уже готова была грохнуться. Да вот эта же ферма - в проекте швеллер 12У, который не проходит, в реальности - 16П, одна ферма из уголков 75х75х6, следующая уже 80х80х8. Интересно как так проектировали и как потом строили.
Да есть и другие работники, хоть и немного. Только обычно каждый занят своим делом и им некогда вникать в другое дело, когда своих навалом. Как и мне тоже некогда вникать в чужие дела.
[quote=Grizlyman;263611]Ну, не разбираюсь. Ещё не было в мире ни одного человека, который после рождения сразу бы стал разбираться. Вот после моих вопросов и составления моего файла я намного больше стал понимать.QUOTE]
Так Вы пытаетесь выполнить расчёт просто из любопытства или всё-таки имеете какое-то базовое образование, чтобы понимать что такое "Утеплитель 0,1х150"?
Я не думаю, что ответы на вопросы такого типа повышают Ваш профессиональный уровень. Они говорят о том, что Вы просто ленитесь или не умеете работать самостоятельно.
Технолог мебельного производства
Grizlyman
Вот смотрите:1) Нагрузка от снега
Так,но зто нагрузка действует на прогон на длине 6м. И если считать прогон как балку,лежащую на 2-х опорах,то опорные реакции на пояс фермы: Q=(qL)/2=(369.5x6)/2=1108.5кг. Вот какая сосредоточенная нагрузка приходит на пояс.Я даже не взял в расчет угол уклона кровли.
Улавливаете смысл?
Расчет конструкций рабочей площадки
Рабочая площадка располагается внутри здания и служит для размещения на ней технологического оборудования, материалов и обслуживающего персонала. Площадка состоит из несущих щитов, прогонов покрытия, клееных главных балок и колонн. Колонны опираются на собственные фундаменты (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Рабочая площадка:
а) схема площадки, б) сопряжение балок
1 – асфальтовая стяжка; 2 – несущий щит; 3 – прогон;
4 – главная балка; 5 – колонна.
5.1. Компоновка рабочей площадки
Компоновку площадки начинают с нанесения разбивочной сетки колонн, маркировка которой приведена ниже (рис 5.2). На пересечениях осей устанавливают колонны, затем составляют план расположения балок рабочей площадки.
Главные балки располагают вдоль большего шага колонн, прогоны – в перпендикулярном к ним направлении. Прогоны из конструктивных соображений целесообразно смещать с оси колонны на половину их шага (а/2).
Крайние главные балки имеют консольные части с = а/2 + (150 + 200) мм.
Например: длина здания в продольном направлении L= 6 м = 6 000 мм; длина здания в поперечном (перпендикулярном) направлении – В = 5 м = 5000 мм. Шаг балок настила а=L/п=6/5=1,2, где п – количество балок в одном пролете.
Рис. 5.2. Разбивочная сетка колонн
Компоновку продольного и поперечного разрезов выполняют на основании вертикальных отметок Н - отметка верха площадки (дано в задании) и Н1 = -0.150 м. –отметка низа колонн. В качестве нулевой отметки принимают уровень чистого пола здания. Для обеспечения пространственной устойчивости конструкций площадки обычно между средними колоннами наружных рядов устанавливают крестовые связи. Настилом рабочей площадки служат сборные несущие щиты. При этом вес каждого щита не должен превышать веса монтажного блока покрытия при ручной укладке, равного 1 кН.
5.2. Материалы конструкций
Жидкие клеи на основе синтетических смол для склеивания древесины принимаются на основе СНиП ІІ-25-80.
5.3. Нагрузки на рабочую площадку
Конструкции рабочей площадки рассчитывают на равномерно распределенные переменную полезную и постоянную нагрузку от собственного веса покрытия. Расчет на прочность балок и устойчивость колонн выполняют по предельным расчетным нагрузкам, а на жесткость балок по эксплуатационным нагрузкам.
Характеристическое значение переменной нагрузки Ро ( кН/м 2 ) дано в задании.
5.4. Расчетная ячейка рабочей площадки
Расчет конструкции начинаем с установления расчетной схемы. Выделим из рабочей площадки среднюю расчетную ячейку, ограниченную параметрами L и B. Для этой ячейки выполняем расчет конструкций балок Б1 и Б2 (балок прогона и клееной балки), а также колонны К. Например, для рабочей площадки с размерами в продольном и поперечном направлении, соответственно L = 6 м и B= 5 м расчетная ячейка будет выглядеть следующим образом (рис. 5.3).
Рис. 5.3. Расчетная схема ячейки рабочей площадки
Расчет щита кровли.
Несущий щит представляет собой сплошной настил из досок, с нижней стороны которого на гвоздях прибиты поперечные и диагональные планки. Эти планки, выполняя функции распределительных брусков, обеспечивает совместную работу досок настила на изгиб при сосредоточенной монтажной нагрузке и пространственную неизменяемость кровельного покрытия.
Например: Принимаем несущий щит из досок шириной 10 смтолщиной 2,5 см, 4 поперечные и 6 диагональных планок из досок 4х10 см (рис 6.1). Расстояние между прогонами покрытия для нашего задания а = lпp = 1,2 м, длину несущего щита назначаем равной удвоенному расстояние между прогонами – 2,4 м (2·1,2=2,4м), а ширину определим из расчета: трехпролетное здание с длиной в поперечном направлении В=5 м (3·5=15 м), значит ширина щита должна быть равной 1,5 м (15/10=1,5), где 10 - количество щитов в поперечном направлении на любые 2 прогона.
Эти несущие щиты укладываются на прогоны покрытия, и их настил работает на изгиб как двухпролетная балка. Настил кровли рассчитывается с учетом его неразрезности в пределах двух пролетов.
Рис. 6.1 Несущий щит
При загружении двухпролетной балки равномерно распределенной нагрузкой q от собственного веса и переменной Ро наибольший изгибающий момент на средней опоре равен:
а наибольший прогиб в пролете:
где Е – модуль упругости древесины, принимается 1·10 7 кН/м 2 ;
Iх – момент инерции настила щита, определяемый по формуле:
Полученный прогиб сравнивается с предельным [f] (см. приложение 2).
Пример. Собираем постоянную нагрузку от собственного веса ограждающей части покрытия. В нашем примере характеристическое значение переменной нагрузки – Ро=4 кН/м 2 (табл. 6.1.)
| Элементы конструкций | Характери-стическая нагрузка, кН/м 2 | Коэффи-циент надежности по нагрузке γfm | Расчетная предель-ная нагрузка кН/м 2 |
| Масса асфальтовой стяжки mа = tа∙ρ∙g = 0,04∙1,5∙9,81 (где t – толщина стяжки; ρ – плотность асф. смеси; g – ускорение свободного падения.) | 0,6 | 1,1 | 0,66 |
| Масса настила щита mщ= tщ∙ρ∙g =0,025∙0,5·9,81 (где t – толщина щита; ρ – плотность древесины) | 0,125 | 1,1 | 0,14 |
| Поперечные и диагональные планки настила (ориентировочно 50% массы настила) | 0,063 | 1,1 | 0,07 |
| ВСЕГО | gо = 0,8 | gm = 0,87 |
- Суммарная характеристическая нагрузка на 1м 2 покрытия:
где gо – характеристическая нагрузка от собственного веса ограждающей части покрытия.
- Суммарная расчетная предельная нагрузка на 1м 2 покрытия:
- Общая расчетная предельная нагрузка на 1 п.м. полосы настила шириной b = 1 м:
где γfe – коэффициент надежности по временной нагрузке.
- Максимальный изгибающий момент на промежуточной опоре (рис. 6.2.):
Рис. 6.2. Схема загружения балки равномерно распределенной нагрузкой.
- Момент сопротивления настила щита шириной b = 1 м:
где Ru – расчетное сопротивление на изгиб (см. приложение 1).
Расчет лобовой балки в сборной лестнице по металлическим косоурам
Балку, на которую опирается лестничная площадка и косоуры называют лобовой. В этой статье мы рассмотрим особенности расчета такой балки.
Итак, у нас имеется кирпичная лестничная клетка. В уровне каждой площадки стены опираются металлические балки из швеллеров, а к этим балкам привариваются наклонные металлические косоуры. На балки опираются монолитные железобетонные лестничные площадки, на косоуры опираются сборные железобетонные ступени.
Рассчитаем лобовую балку, на которую опираются косоуры на отметке +3,000.
Собираем нагрузку на балку
Рассмотрим схему нагрузок на лобовую балку.
Во-первых, на нее приходится равномерно распределенная нагрузка от веса половины лестничной площадки, от временной нагрузки на этой площадке и нагрузка от собственного веса швеллера.
Во-вторых, на балку действует четыре сосредоточенные нагрузки от косоуров.
Определим нагрузку от собственного веса половины площадки (вторая половина приходится на другую балку). Ширина площадки 1350 мм, толщина 150 мм, объемный вес бетона 2,5 т/м³:
0,5∙1,35∙0,15∙2,5= 0,25 т/м – нормативная нагрузка;
1,1∙0,25 = 0,28 т/м – расчетная нагрузка.
Определим нагрузку от собственного веса швеллера, принимая его для начала №16 (вес 1 погонного метра швеллера равен 14,2 кг):
0,014 т/м – нормативная нагрузка;
1,05∙0,014 = 0,015 т/м – расчетная нагрузка.
Суммарная постоянная равномерно распределенная нагрузка на балку равна:
0,25 + 0,014 = 0,26 т/м – нормативная постоянная нагрузка;
0,28 + 0,015 = 0,3 т/м – расчетная постоянная нагрузка.
Определим временную равномерно распределенную нагрузку на балку. Площадь сбора нагрузки у нас с половины площадки, величина временной нагрузки 300 кг/м². В итоге:
0,5∙1,35∙0,3 = 0,2 т/м – нормативная временная нагрузка;
0,2∙1,2 = 0,24 т/м – расчетная временная нагрузка.
Полная равномерно распределенная нагрузка на балку равна:
qн = 0,26 + 0,2 = 0,46 т/м – нормативная полная нагрузка;
qр = 0,3 + 0,24 = 0,54 т/м – расчетная полная нагрузка.
Определим сосредоточенную нагрузку на балку от каждого косоура. Для этого нам нужно выяснить, какие нагрузки приходятся на косоур:
1) собственный вес половины косоура. Допустим, у нас косоур из швеллера №16, длина косоура 3,7 м, тогда вес половины косоура будет равен:
0,5∙0,0142∙3,7 = 0,026 т – нормативная нагрузка;
0,026∙1,05 = 0,028 т – расчетная нагрузка.
2) Вес ступеней. Так как каждая ступень опирается на два косоура, то нам нужно брать половину от веса каждой ступени. Косоур у нас опирается на две балки – вверху и внизу, т.е. на нашу балку приходится нагрузка с половины косоура, т.е. и от половины ступеней. Всего на косоур опирается 12 ступеней, и мы возьмем вес половины, т.е. 6 ступеней (5 основных массой 111 кг и 1 доборная массой 87 кг). Таким образом, сосредоточенная нагрузка на площадку от ступеней равна:
0,5∙(5∙0,111 + 1∙0,087) = 0,321 т – нормативная нагрузка;
1,1∙0,321 = 0,353 т – расчетная нагрузка.
3) Временная нагрузка от веса людей (300 кг/м²). Площадь сбора этой нагрузки определяется по тому же принципу, как и сбор нагрузок от собственного веса ступеней: берется половина площади шести ступеней. Нам известно, что площадь одной ступени равна 1,05х0,3 = 0,32 м², тогда временная сосредоточенная нагрузка от косоура равна:
0,5∙0,32∙6∙0,3 = 0,29 т – нормативная;
0,29∙1,2 = 0,35 т – расчетная.
Полная сосредоточенная нагрузка на лобовую балку от одного косоура равна:
Рн = 0,026 + 0,321 + 0,29 = 0,64 т – нормативная;
Рр = 0,028 + 0,353 + 0,35 = 0,73 т – расчетная.
Определим расчетный пролет балки.
Пролет балки в свету между стенами равен 2,2 м. Глубина опирания балки на стену равна 0,25 м с каждой стороны. Чтобы получить размер расчетного пролета, нужно к пролету в свету добавить по 1/3 глубины опирания балки с каждой стороны:
L₀ = 2.2 + 2∙0,25/3 = 2,4 м.
Вычислим максимальный нормативный изгибающий момент, действующий на балку
Расчетная схема балки показана на рисунке ниже. На балке выделено 6 точек, которые разбивают ее на 5 участков.
Для начала заменим распределенную нагрузку на каждом участке на сосредоточенную воспользовавшись формулой: N = qн∙L . Результаты сведем в таблицу.
В итоге, у нас получится следующая расчетная схема:
R1 и R6 – опорные реакции балки.
Найдем сумму моментов относительно точки 1, умножая каждую из сил на расстояние до опоры:
Зная, что момент на шарнирной опоре равен нулю, составим уравнение и найдем реакцию R6:
ΣМ1 = -4.397 + 2,4R6 = 0, отсюда R6 = 4.397/2,4 = 1,832 т.
Так как расчетная схема симметрична, сумма моментов относительно точки 6 и реакция R1 будут равны:
ΣМ6 = -4.397 + 2,4R1 = 0, отсюда R1 = 4.397/2,4 = 1,832 т.
Выполним проверку, зная, что сумма всех вертикальных сил должна быть равна нулю:
Проверка выполняется, реакции R6 и R1 определены верно.
Определим моменты в точках 1-6, зная, что на шарнирных опорах момент равен нулю, а в пролете момент равен сумме сил, расположенных по одну сторону от точки, каждая из которых умножена на расстояние от точки приложения силы до точки, в которой определяется момент.
М2 = 0,15∙R1+ 0,075∙N1-2 = 0,15∙1,832 + 0,075∙(-0,07) = 0,27 т∙м.
М3 = 1,1∙R1+ 1,025∙N1-2 + 0,95∙Р2 + 0,475∙ N2-3 = 1,1∙1,832 + 1,025∙(-0,07) + 0,95∙(-0,64) + 0,475∙(-0,44) = 1,13 т∙м.
М4 = 1,3∙R1+ 1,225∙N1-2 + 1,15∙Р2 + 0,675∙ N2-3 + 0,2∙Р3 + 0,1∙ N3-4 = 1,3∙1,832 + 1,225∙(-0,07) + 1,15∙(-0,64) + 0,675∙(-0,44) + 0,2∙(-0,64) + 0,1∙(-0,09) = 1,13 т∙м.
М5 = 2,25∙R1+ 2,175∙N1-2 + 2,1∙Р2 + 1,625∙ N2-3 + 1,15∙Р3 + 1,05∙ N3-4 + 0,95∙Р4 + 0,475∙ N4-5 = 2,25∙1,832 + 2,175∙(-0,07) + 2,1∙(-0,64) + 1,625∙(-0,44) + 1,15∙(-0,64) + 1,05∙(-0,09) + 0,95∙(-0,64) + 0,475∙(-0,44) = 0,27 т∙м.
Определим момент М0 в точке 0 в середине пролета. Для этого распределенную нагрузку на участке 3-0 заменим сосредоточенной по формуле N = qн∙L = 0,57∙0,1 = 0,06 т.
М0 = 1,2∙R1+ 1,125∙N1-2 + 1,05∙Р2 + 0,575∙ N2-3 + 0,1∙Р3 + 0,05∙ N3-4 = 1,2∙1,832 + 1,125∙(-0,07) + 1,05∙(-0,64) + 0,575∙(-0,44) + 0,1∙(-0,64) + 0,05∙(-0,09) = 1,13 т∙м.
Построим эпюру нормативных моментов согласно найденным значениям.
Вычислим максимальный расчетный изгибающий момент, действующий на балку
Расчетный изгибающий момент вычисляется аналогично нормативному, только в ходе расчета вместо нормативных значений нагрузок подставляются расчетные.
В итоге расчета у нас получатся следующие значения расчетных моментов:
Эпюра расчетных моментов будет следующая:
Определим сечение лобовой балки
По имеющимся данным мы можем подобрать сечение швеллера (см. книгу Я.М. Лихтарников «Расчет стальных конструкций» стр. 60-61 или книгу Васильев А.А. «Металлические конструкции» §24).
Максимальные моменты в сечении балки:
расчетный момент Мр = 1,3 т∙м = 1300 кг∙м;
нормативный момент Мн = 1,13 т∙м = 1130 кг∙м.
Найдем требуемый момент сопротивления для балки:
Wтр = М р /1,12R = 1300/(1,12∙21) = 55,3 см 3 . Из сортамента выбираем швеллер №14 (Wх = 70,2 см³; Iх = 491 см 4 ).
Читайте также: