Un bâtiment d'usine d'une usine de transformation dans la province du Henan. Le bâtiment de l'usine est un bâtiment d'un étage avec un portique à une seule travée à double pente avec une portée de cadre de 18 m et une hauteur de colonne de 6 m ; il y a 12 cadres rigides avec un espacement des colonnes de 6 m et une pente de toit de 1:10; tremblement de terre Le degré de fortification est de 6 degrés, le groupe sismique de conception est le premier groupe et la valeur d'accélération sismique de base de conception est de 0,05 g. La disposition plane du cadre rigide est illustrée sur la figure 1(a), et la forme et les dimensions géométriques du cadre rigide sont illustrées sur la figure 1(b). Les panneaux de toit et de mur sont tous des panneaux isolants composites en polyuréthane ; compte tenu de l'économie, de la fabrication et de la facilité d'installation, les pannes et les poutres murales sont en acier en forme de C à paroi mince formé à froid avec un espacement de 1,5 m, l'acier est en acier Q235 et la baguette de soudage est de type E43。

Calcul de charge

(1) Calcul de la valeur de charge

1. Valeur standard de la charge permanente du toit (pour la surface de projection horizontale)

Plaque d'acier profilée couleur YX51-380-760 0,15 KN/m2

Panneau de laine de verre à isolation thermique de 50 mm d'épaisseur 0,05 KN/m2

Feuille d'aluminium PVC et treillis métallique en acier inoxydable 0,02 KN/m2

Panne et support 0,10 KN/m2

Châssis rigide poutre inclinée poids mort 0,15 KN/m2

Équipement de suspension 0,20 KN/m2

Total 0,67 KN/m2

2. Valeur standard de la charge variable du toit

Charge utile du toit : en considérant que le toit n'est pas sur le toit, 0,50 KN/m2.

Charge de neige : pression de neige de base S0=0,45 KN/m2. Pour toit à une seule travée à double pente, angle de pente du toit

α=5°42'38″, μr=1,0, et la valeur standard de la charge de neige Sk=μrS0=0,45 KN/m2.

La charge utile du toit et la charge de neige les plus élevées sont de 0,50 KN/m2, et la charge de cendres n'est pas prise en compte.

3. Valeur standard de poids propre du mur léger et de la colonne (y compris la colonne, le cadre mural, etc.) 0,50 KN/m2

4. Valeur standard de charge de vent

Calculé conformément aux dispositions de l'annexe A du « Règlement technique pour les structures en acier des bâtiments légers à ossature rigide à portique » CECS102 : 2002.

La pression de vent de base ω0=1,05×0,45 KN/m2, la catégorie de rugosité du sol est de classe B ; le coefficient de variation de la hauteur de la charge de vent est adopté conformément au "Code de charge de la structure du bâtiment" (GB50009-2001), lorsque la hauteur est inférieure à 10 m, la hauteur est de 10 m. La valeur à est adoptée, z = 1,0. Coefficient de type porteur de vent μs : le poteau et le toit côté vent sont respectivement de +0,25 et -1,0, le poteau et le toit côté sous le vent sont respectivement de +0,55 et -0,65 (CECS102 : zone médiane 2002).

5. effet de tremblement de terre

Selon la recommandation 18.8.1 dans « Mesures techniques nationales de conception d'ingénierie de construction civile-Structure » : la structure en acier d'une maison légère à cadre rigide à portique à un étage ne nécessite généralement pas de calcul sismique dans les zones où l'intensité de la fortification sismique est inférieure ou égal à 7 degrés. Par conséquent, la conception structurelle de ce projet ne tient pas compte des effets des tremblements de terre.

Calcul de la valeur standard de la charge agissant sur chaque pièce

Toiture:

Valeur standard de la charge morte : 0.67×6=4.02KN/m

Valeur standard de la charge vive : 0,50×6=3.00KN/m

Charge de la colonne :

Valeur standard de la charge morte : 0,5 × 6 × 6 + 4,02 × 9 = 54,18 KN

Valeur standard de la charge vive : 3.00×9=27.00KN

Valeur standard de la charge de vent :

Côté au vent : sur la colonne qw1=0.47×6×0.25=0.71KN/m

Sur le faisceau qw2=－0.47×6×1.0=－2.82KN/m

Côté sous le vent : qw3 sur la colonne=－0.47×6×0.55=－1.55KN/m

Sur le faisceau qw4=－0.47×6×0.65=－1.83KN/m

Analyse des forces internes

Compte tenu de la petite portée du cadre rigide de ce projet, de la faible hauteur de l'atelier, des conditions de charge et de la commodité du traitement et de la fabrication du cadre rigide, le cadre rigide adopte une section transversale uniforme et la poutre et la colonne utilisent la même croix section. Les pieds de la colonne sont conçus avec un support articulé. La méthode d'analyse élastique est utilisée pour déterminer la force interne du cadre rigide. Citer "Steel Structure Design and Calculation" (édité par Baotou Iron and Steel Design and Research Institute, Machinery Industry Press) dans le tableau 2-29 (formule de calcul pour le portique à pied de colonne articulé) pour calculer la force interne du cadre.

1.      Sous charge morte

=l/h=18/6=3

=f/h=0.9/6=0.15

k=h/s=6/9,0449=0,6634

μ=3+k+ψ(3+ψ)=3+0.6634+0.15×(3+0.15)=4.1359

HA=HE=qlλΦ/8=4,02×18×3×0,5289/8=14,35KN

MC=ql2[1－(1+ψ) ]/8=4,02x182[1－(1+0,15)×0,5289]=63,78KN·m

MB=MD=－ql2Φ/8=－4.02×182×0.5289/8=－86.11KN·m

La force interne d'un cadre rigide sous une charge permanente est illustrée sur la figure.

Les signes "+, -" du calcul de l'effort interne stipulent : le diagramme des moments fléchissants est basé sur la tension extérieure du cadre rigide comme positive, et le diagramme des moments fléchissants est tracé du côté de la tension ; la force axiale est basée sur la compression de la tige comme positive, et la force de cisaillement est autour de l'extrémité de la tige. La rotation dans le sens horaire est positive.

1.      Sous charge vive

VA=VE=27.00KN

HA=HE=3.00×18×3×0.5289/8=10.71KN

MC=3.00×182[1－(1+0.15)×0.5289]/8=47.60KN·m

MB=MD=－3.00×182×0.5289/8=－64.26KN·m

La force interne du cadre rigide sous charge vive est indiquée sur la figure

3. Sous la charge du vent

La charge de vent agissant sur le toit peut être décomposée en la composante horizontale qx et la composante verticale qy. Calculez maintenant séparément, puis superposez.

(1)    Sous l'action de la composante verticale qw2y de la charge de vent sur la poutre latérale au vent

VA=2,82×9－6,35=19,03KN

HA=HE=qlλΦ/4=2.82×18×3×0.1322/4=5.03KN

MB=MD=5,03×6=30,18KN·m

MC= ql2[α2－(1+ψ) ]/4=2,82×182×[0,52－1,15×0,1322]/4=22,38KN·m

La force interne du cadre rigide sous l'action de qw2y est représentée sur la figure

(1)    Sous l'action de la composante verticale qw4y de la charge de vent sur la poutre latérale sous le vent

VA=1.83×9－4.12=12.35KN

HA=HE=qlλΦ/4=1.83×18×3×0.1322/4=3.27KN

MB=MD=3.27×6=19.62KN·m

MC= ql2[α2－(1+ψ) ]/4=1,83×182×[0,52－1,15×0,1322]/4=14,52KN·m

La force interne du cadre rigide sous l'action de qw4y est représentée sur la figure

(1)    Sous l'action de la charge de vent qw1 sur le poteau au vent

La force interne du cadre rigide sous l'action de qw1 est représentée sur la figure

(4) Sous l'action de la charge de vent qw3 sur le poteau sous le vent

La force interne du cadre rigide sous l'action de qw3 est représentée sur la figure

(4) Sous l'action de la charge de vent qw3 sur le poteau sous le vent

La force interne du cadre rigide sous l'action de qw3 est représentée sur la figure.

(5) Sous l'action de la composante horizontale qw2x de la charge de vent sur la poutre latérale au vent

La force interne du cadre rigide sous l'action de qw2x est représentée sur la figure.