Контрольная работа: Оптимизация строительных конструкций

1. Методы определения веса конструкции

В общем случае вес любого сооружения можно представить как сумму весов основных (несущих) и вспомогательных конструкций. К основным конструкциям относятся колонны, стропильные и подстропильные фермы, ригели, подкрановые балки, прогоны или другие несущие элементы. К вспомогательным конструкциям относятся связи покрытия, связи по колоннам, элементы фахверка, переплеты, фонарные конструкции, лестницы и площадки, рельсы с элементами крепления и т.д.

В соответствии с этим вес сооружения запишем в математической форме

G_o =∑G_о.к n_о.к +∑G_в.к n_в.к ,

где G_о.к, G_в.к – вес основной и вспомогательной конструкции данного типа;

n_о.к., n_в.к. –количество основных и вспомогательных конструкций данного типа.

Вес одной несущей конструкции рассчитывается по такому же принципу с учётом строительных или конструктивных коэффициентов.

Приведём примеры определения веса несущих конструкций колонны и фермы.

1.1 Определение веса колонны

Требуется определить массу нетиповой крайней колонны промышленного здания, ступенчатого типа высотой Н_к (рис.1). Предположим, что подкрановая часть колонны сквозная, подкрановая ветвь состоит из составного сварного двутавра, шатровая - из составного швеллера, состоящего из универсальной полосы и двух уголков. Расчетное сопротивление определяется в зависимости от типа стали по табл. 1(прил.1): для подкрановой части колонны R¹ ; для надкрановой R¹¹ . Отобразим нагрузки, действующие на колонну: W - давление ветра; Q -давление кранов на колонну; Р-давление ригеля.

Принимаем длину подкрановой части колонны равной h₁ =0,7∙Н_к (м),тогда длина надкрановой h₂ = Н_к -0.7∙Н_к (м), соответственно их ширина равна 0,1∙h₁ =с₁ (м) и 0,1∙h₂ =е₂ (м);

соотношение длины надкрановой части и всей колоны л=h₂ /Н_к ;

соотношение жёсткостей Ю=I₂ /I₁ ;

ядровое расстояние:

подкрановой части с=0,5е (для нессиметричного двутавра и сквозного сечения из 2-х ветвей);

надкрановая части с=0,4е (для симметричного сварного двутавра

Рис.1. Расчетная схема колонны

эксцентриситеты: давления кранов для подкрановой части Z_k =0,4e₁ ;

давления ригеля для надкрановой части

Z_р = e₁ -Z_k -

Коэффициент продольного изгиба ф₁ и ф₂ определяется по формуле:

ф = 1-в(n∙k∙h)² /(10⁴ с∙z),(1)

где к - коэффициент приведения расчетной длины подкрановой или надкрановой части колонны, равный для рам с шарнирным опиранием ригеля соответственно 2,5 и 3; n =1,3 - коэффициент, учитывающий влияние решетки в сквозной колонне, для сплошной колонны n=1; Z-расстояние от центра тяжести сечения до наиболее сжатой ветви: для несимметричного сечения Z=0,5е₁ ; b- коэффициент, зависящий от класса прочности стали, определяемый по табл.2, (прил.1).

характеристики сечениядля подкрановой части

от давления кранов x¹ _кр =(k¹ ∙z_к ++n∙k¹¹ ∙Н)/(с₁ ∙h₁ );(2)

от давления ригеля x¹ _р =(z_р +)/( с₁ ∙h₁ );(3)

от давления ветра x¹ _w =k¹¹¹ ∙Н/( с₁ ∙h₁ ),(4)

где коэффициенты k¹ ,k¹¹ ,k¹¹¹ принимаем в зависимости от типа закрепления верхнего конца и соотношения жесткостей верхней и нижней части колонны по табл.З.(прил.1).

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--