Расчет бескаркасного арочного покрытия пролётом 11м, высотой 4,4 м
.doc
Расчет бескаркасного арочного покрытия пролётом 11м, высотой 4,4м
Арочные конструкции рассчитывают на вертикальные (собственный вес и снег) и ветровые нагрузки. Для расчёта данной конструкции так же надо учесть сейсмическое воздействие. Данные для расчёта: - Расчётное значение веса снегового покрова для VII снегового района в соотв. с СП 20.13330.2011 актуализированной редакцией СНиП 2.01.07-85* (редакция 2011 года): 4,8 кПа (480 кг/м²); - Нормативное значение ветрового давления для VII ветрового района в соотв. с СП 20.13330.2011 актуализированной редакцией СНиП 2.01.07-85* (редакция 2011 года): 0.85 кПа (85 кг/м²); - Сейсмичность площадки строительства - 9 баллов;
Исходные данные для расчетной схемы приняты по ТУ 1120-001-82913322-2009 «Профилированные листы для бескаркасных арочных сооружений». Настоящие технические условия распространяются на профилированные листы для бескаркасных арочных конструкций шириной 305мм, с краевыми отгибами высотой 112мм. Плотность стали Rо = 7,85т/м3. Жесткостные характеристики сечения представлены на рисунке 1. Расчет выполнен с использованием программного комплекса «SCAD»
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
Расчетная схема арочного покрытия представлена в приложении 1.
Рисунок 1. Жесткостные характеристики сечения
Загружение 1. Собственный вес конструкции.
Собственный вес конструкции в ПК «SCAD» задается автоматически.
Загружение 2. Снеговые нагрузки.
Расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определятся по формуле:
;
при и , получаем:
где Sg - расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли (480кг/м2 = 0,480 т\м2). На 1п. м конструкции составляет 0,146 т/м; - μ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие. Схему распределения снеговой нагрузки и значения коэффициента μ следует принимать в соответствии с СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» актуализированной редакцией СНиП 2.01.07-85* (редакция 2011 года). Данная схема представлена на рисунке 2.
Рисунок 2. Схема снеговой нагрузки Коэффициенты перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие определяются по формулам:
Наиболее невыгодным является вариант 2.
Получаем:
; При : ; При : ;
Рисунок 2.1 Схема приложения снеговой нагрузки
Загружение 3. Ветровые нагрузки.
В соответствии с СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» актуализированной редакцией СНиП 2.01.07-85* (редакция 2011 года):
где - нормативное значение ветрового давления (85 кг/м2 (0,085т/м2)). На 1п.м конструкции составляет 0,026 т/м; - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты ; (принята местность типа А); - аэродинамический коэффициент ().
В соответствии с требованиями СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» актуализированной редакцией СНиП 2.01.07-85* (редакция 2011 года) принимается схема ветровой нагрузки, представленная на рисунке 3.
Рисунок 3. Схема ветровой нагрузки. Получаем следующие давления ветра: При напор: ; При отсос: ; .
Рисунок 3.1. Схема приложения ветровой нагрузки. Загружение 4. Сейсмические воздействия.
В соответствии с СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» актуализированной редакцией СНиП 2.01.07-85* (редакция 2011 года):
По п. 2.3. Сейсмические воздействия могут иметь любое направление в пространстве. Для зданий и сооружений простой геометрической формы расчётные сейсмические нагрузки следует принимать действующими горизонтально в направлении их продольной и поперечной осей. Действие сейсмических нагрузок в указанных направлениях следует учитывать раздельно. - Сейсмичность площадки строительства - 9 баллов; Формы колебания см. Приложение.
Таблица 1. Данные по загружениям
Проверка прочности арки производится по формуле как для внецентренно сжатых элементов при упругой работе стали.
где, N – продольная сила; A - площадь сечения, 0,0006м2; M - изгибающий момент; Wx - моменты сопротивления сечения, 0,00003м3; Ry - расчетное сопротивление стали, 23 500т/м2; γc – коэффициент условий работы, 1.
По результатам РСУ:
1) При Nmax = - 0,240т; М= 0,200т*м (элемент №30)
0,24/0,0006*0,20/0,00003 < 23 500т/м2 2666,70 т/м2 < 23 500т/м2 Условие выполняется.
.
Расчётная схема
Рисунок 4. Расчётная схема
Деформации
Рисунок 5. Совместное отображение исходной и деформированной схемы
Рисунок 6. Перемещения от собственного веса по Х
Рисунок 7. Перемещения от собственного веса по Z
Рисунок 8. Совместное отображение исходной и деформированной схемы
Рисунок 9. Перемещения от снега по Х
Рисунок 10. Перемещения от снега по Z
Рисунок 11. Совместное отображение исходной и деформированной схемы
Рисунок 12. Перемещения от ветра по Х
Рисунок 13. Перемещения от ветра по Z
Рисунок 14. Загружение 5. Форма 1
Рисунок 15. Загружение 5. Форма 2
Рисунок 16. Загружение 5. Форма 3
Рисунок 17. Загружение 5. Форма 4
Рисунок 18. Загружение 5. Форма 5
Эпюра продольных усилий от собственного веса.
Эпюра продольных усилий от снега.
Эпюра продольных усилий от ветра.
Эпюра моментов от собственного веса.
Эпюра моментов от снега.
Эпюра моментов от ветра.
|