Нагрузка от веса стеновых сэндвич панелей

Нагрузка от веса стеновых панелей создает нагрузку на колонны и момент относительно колонн.

Нагрузку считаем по формуле:

где – плотность, равная 250 кг/м³;

– толщина стеновых панелей, равная 160 мм;

– ширина сбора нагрузок, равная 6 м;

– коэффициент надёжности по нагрузке, равный 1.3.

Момент относительно колонн:

; (l=280mm)

где – плечо момента, равный половине ширины колонны плюс половина ширины панели(эксцентриситет).

№	Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка q n	Коэффициент надёжности gf	Расчётная нагрузка q p
кН/м2 (кг/м2)	кН/м2 (кг/м2)
	Стальной оцинкованный лист RAL t=0,5 мм, ρ=7800 кг/ м3		1.05	4,2
	Утеплитель жесткий t=160 мм, плотность ρ=250 кг/ м3		1.2
	Стальной оцинкованный лист RAL t=0,5 мм, ρ=7800 кг/ м3		1.05	4,2

Рис. 2.3.1. Расчетная схема момент от стеновых панелей

Рис. 2.3.2. Расчетная схема от действия стеновых панелей

Снеговая нагрузка

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяем по формуле:

Вес снегового покрова P_g на 1 м² принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации по данным таблицы 10.1. СНиП «Нагрузки и воздействия».

В соответствии с техническим заданием для 3 снегового района расчётное значение S_g равняется .

– расчетное значение веса снеговой нагрузки;

– ширина сбора нагрузок (6м);

Рис. 2.4.1. Расчетная схема для снеговой нагрузки

Ветровая нагрузка

Нормативное значение ветрового давления w₀ принимается в зависимости от ветрового района по таблице 11.1 СНиП «Нагрузки и воздействия». В соответствии с техническим заданием для 2 ветрового района значение ветрового давления w₀ равняется 30 кг/м².

где – аэродинамический коэффициент для наветренной стороны здания, равный 0.8 ( ).

– коэффициент, который берется из СНиП и зависит от высоты здания и типа местности в которой оно расположено. В соответствии с техническим заданием наше сооружение расположено типе местности А. Высота сооружения 9.14 м. Интерполяцией определяем, что .

кг/м

кг/м

Рис. 2.5.1 Расчетная схема для ветровой нагрузки

3. Статический расчёт стропильной фермы

Статический расчёт стропильной фермы выполнен с применением программного комплекса SCAD. Расчет усилий в стержнях фермы выполнен от воздействия распределенной силы, приложенной к верхнему поясу фермы. Получим усилия в стержнях фермы.

Учитываем, что нагрузка от веса покрытия приложена по всей длине верхнего пояса и нагрузка от веса снега приложена по всей длине верхнего пояса;

Рис. 3.1.Эпюра перемещений стропильной фермы из ГСП

Вертикальные предельные прогибы элементов конструкций приведены в таблице Е.1. СНиП «Нагрузки и воздействия». Из таблицы интерполяцией определим, что для фермы с пролетом , предельный прогиб составляет:

Из рис. 3.1. видно, что максимальный прогиб составляет 41,43 мм, проверка по второму предельному состоянию выполняется. В результате статического расчета получены эпюры М,N,Q для различных комбинаций нагрузок:

Комбинация

Рис. 3.2.Эпюра My, комбинация C1

Рис. 3.3.Эпюра Qz, комбинация C1

Рис. 3.4.Эпюра N, комбинация C1

Комбинация

Рис. 3.5.Эпюра My, комбинация C2

Рис. 3.6.Эпюра Qz, комбинация C2

Рис. 3.4.Эпюра N, комбинация C2

Комбинация С3:

Рис. 3.5.Эпюра My, комбинация C3

Рис. 3.5.Эпюра Qz, комбинация C3

Рис. 3.7.Эпюра N, комбинация C3

Таблица 3.1.Таблица расчетных усилий в стержнях фермы

Названия элементов	Номер стержней	Расчётное усилие (Т)
ВП	1 2 3 4 5 6	-14.84 -30.13 -32.37 -32.37 -30.12 -14.84
Раскосы	7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	17.73 -15.1 5.31 -4.71 -1.35 1.32 1.32 -1.35 -4.72 5.32 -15.09 17.72
НП	19 20 21 22 23	25.75 32.83 31.14 32.83 25.73
Колонны	К1 К2	-17.54 -17.54

4. Подбор сечений элементов фермы

Расчет верхнего пояса

Верхний пояс работает на внецентренное сжатие. Внецентренное сжатие имеет место когда равномерно распределенная нагрузка с покрытия непосредственно приложена к ВП через профилированный настил.

Проверка ВП по условию центрального сжатия

Данная проверка является предварительной для назначения ориентировочных размеров ВП. ВП выполняется из т стали повышенной прочности С345, имеющей расчетной сопротивление .

ВП принимается постоянного сечения по всей длине. Расчет ведется на наибольшую осевую сжимающую силу .

Предварительно определим требуемую площадь поперечного сечения по формуле:

Где:

– начальный коэффициент продольного сгиба,
- коэффициент условия работы ,
- расчетное сопротивление стали по пределу текучести

По сортаменту для прямоугольных труб по ГОСТ 30245-2003,подбираем сечение

,для которого:

,
,
,

Предварительно определим местную устойчивость стенок выбранного профиля без учета закругления углов сечении по зависимости:

Где:

- предельная гибкость стенки без учета закругления углов.

Условие выполнено.

Проверка общей устойчивости выбранного сечения при центральном сжатии.
Определяем гибкость относительно главных осей:

– радиусы инерции сечения
- расчетная длина в плоскости фермы, 300 см
- расчетная длина из плоскости фермы, 300 см

Данный профиль удовлетворяет условию устойчивости по гибкости ( λ_пред =120 )

По и по графику приложения 5 [1] определяют значение коэффициента продольного изгиба ,производят проверку общей устойчивости верхнего пояса

Условие выполнено.

Проверка гибкости стенки с учетом закругления углов

Условие по гибкости сечения выполняется, если:

Где, = – 4t – высота прямого участка стенки,
=1,29 – предельная гибкость стенки при – модуль нормальной упругости стали.

Стенка не теряет местную устойчивость при осевом сжатии. если выполняется следующее условие:

Где, , при , или ,но не более 1,6 при

= =24

= =2,98

Принимаем

Условие выполнено.