Определение веса колонны

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.кn_о.к+∑G_в.кn_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.

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 ф₁и ф₂определяется по формуле:

ф = 1-в(n∙k∙h)²/(10⁴с∙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,k¹¹¹принимаем в зависимости от типа закрепления верхнего конца и соотношения жесткостей верхней и нижней части колонны по табл.З.(прил.1).

Масса подкрановой части без учета строительного коэффициента:

G¹ =(x^l_KP∙P+X¹_с∙Q +x¹_w∙W)∙(г∙h₂/R¹)∙с,(5)

где с - учитывает увеличение массы колонны за счет влияния собственной массы и равный в среднем 1,03; Р - давление ригеля; W- давление ветра; Q-давление кранов на колонну; г- удельный вес металла.

Характеристики сечения для надкрановой части:

от давления кранов x¹¹_кр=(k¹∙z_k+ n∙k¹¹∙Н)/ (с₂∙h₂);

от давления ригеля x¹¹_р=(с₂/ф₂)/ (с₂/h₂);

от давления ветра x¹¹= k¹¹¹∙Н/(с₂∙h₂).

Масса надкрановой части без учета строительного коэффициента:

G¹¹=(x¹¹_кр∙P_кр+ x¹¹_р∙Q+x¹¹_w∙W)∙(г∙h₂²/R¹¹)∙с

Полная масса колонны:

G=(G¹+G¹¹)∙ш,(6)

где ш - строительный коэффициент, равный для колонны данного типа 1,7.

2. Методы определения трудоемкости изготовления при вариантном проектировании

Конструктивная форма металлических конструкций с точки зрения влияния ее на трудоемкость характеризуется производственными показателями.

Показатели проекта конструкций, характеризующие его качество с точки зрения трудоемкости, можно разбить на две группы.

К первой группе показателей принадлежат: количество конструкции; степень типизации и стандартизации, определяющая в свою очередь серийность; вес сооружения, отнесенный к геометрическому измерителю.

Ко второй группе показателей относят: количество деталей, сборочных марок, отверстий, сварных швов; показатели, характеризующие трудоемкость резки, строгания и т. д.