3. Расчет поперечной рамы производственного здания

3.1. Выбор расчетной схемы

В соответствии с конструктивной схемой поперечной рамы выбираем ее расчетную схему и основную систему расчета. Для однопролетного одноэтажного производственного здания принимаем расчетную схему с жестким закреплением ригеля с колонной. Ригель прямолинейный и располагается на уровне нижнего пояса ферм.

При горизонтальных нагрузках и изгибающих моментах пренебрегаем весьма малыми углами поворота верхних узлов рамы, т. е. принимаем ригель абсолютно жестким, так как колонны, центры тяжести верхней и нижней части расположены не на одной оси и стойка рамы имеет горизонтальный уступ, равный расстоянию между геометрическими осями колонн.

Заделка стоек принимается на уровне низа базы.

Расстояние между центрами тяжести верхнего и нижнего участка колонн определяем по формуле:

_{Уточняем высоту верхней части колонны и всей колонны в целом.}

Высота верхней части колонны:

,

Высота подкрановой балки меняется, теперь она равна:

, поэтому:

Размер нижней части колонны:

;

Общая высота колонны рамы от низа базы до низа ригеля:

3.2. Нагрузки, действующие на раму

3.2.1. Постоянные нагрузки

Таблица 2

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м^2	Коэффициент надежности по нагрузке гf	Расчетная нагрузка, кН/м^2
1) Защитный слой (битумная мастика с втоплённым гравием) t=20мм, ρ=21кН/м^3 2) Гидроизоляция (4 слоя рубероида) 3) Утеплитель по ж/б плитам t=50мм, ρ=8кН/м^3 (керамзит) 4) Пароизоляция (1 слой рубероида) 5) Ж/б плита размером 3х6 6) Собственный вес металлических конструкций шатра (связи, фермы, фонари)	0,42 0,16 0,4 0,04 1,5 0,4	1,3 1,1 1,3 1,3 1,1 1,05	0,546 0,176 0,52 0,052 1,65 0,42
Итого		-

Для статического расчета выбираем соотношение моментов инерции элементов равным:

Принимаем:

Определим линейную равномерно распределенную нагрузку на ригель рамы:

_{где bф – шаг поперечных рам;}

а – угол наклона кровли к горизонтали (при уклоне 1/5 cosa=1).

Опорная реакция ригеля рамы:

Расчетный вес частей колонн

- верхней (20% от всего веса)

(т.к. стальная колонна);

0,2 – означает, что вес верхней части колонны – это 20% от всего веса колонны;

q_i – расход стали на колонны, применяется в зависимости от грузоподъемности крана = 0,25-0,6кН/м.

- нижней (80% от всего веса)

Так как стены здания по заданию приняты самонесущими, нагрузку от стенового ограждения не учитываем.

Суммарное продольное усилие в месте уступа колонны:

Суммарное продольное усилие в нижней части колонны (в заделке):