Федеральное агентство по образованию иркутский государственный технический университет
 Скачать 7.53 Mb.
|
|
Вес прогона и расход стали на 1 м2 площади покрытия определяем по табл. 7.3 в зависимости от пролета прогона (шага ферм) и расчетной погонной нагрузки на прогон, равной qпр= (gпк/cosφ + gсв,nγf+ Sg)апр = (1,43 / 1 + 0,11 · 1,05 + 1,2) 3 = 8,24 кН/м, где gпк – расчетная нагрузка от собственного веса ограждающих конструкций покрытия; φ – угол наклона кровли к горизонтальной плоскости (cos φ ≈ 1 при уклоне кровли i ≤ 1/ 8, в дальнейших расчетах уклоном кровли можно пренебречь); gсв,n – нормативное значение расхода стали на прогон, предварительно принимаемое равным: 0,11 кН/м2 при пролете прогона 6 м; 0,20 кН/м2 при пролете 12 м. После принятия сечения прогона его вес уточняют по табл. 7.3; γf = 1,05– коэффициент надежности по нагрузке для стального проката; Sg = 1,2 кН/м2 – расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое в зависимости от снегового района страны по табл. 5.15 (для г. Иркутска ІІ снеговой район). Принимаем прогон из швеллера [22 ГОСТ 8240-93, для которого максимальная расчетная нагрузка 10 кН/м, что большеqпр = 8,24 кН/м. Вес одного прогона 125 кг. Расход стали на 1 м2 площади покрытия gпр = 6,84 кг/м2. Решетчатый прогон пролетом 12м. Расход стали определяют по аналогии с предыдущим примером. Нагрузка на прогон qпр= (gпк/cosφ + gсв,nγf+ Sg)апр= (1,43 / 1 + 0,2 · 1,05 + 1,2) 3 = 8,52 кН/м. По табл. 7.3 принимаем решетчатый прогон с максимальной расчетной нагрузкой 9,5 кН/м, что большеqпр = 8,52 кН/м. Таблица 7.3 Расход стали на прогоны
П р и м е ч а н и е. Расход стали определен для шага прогонов 3 м. Вес одного прогона 429 кг. Расход стали на 1 м2 площади покрытия gпр = 11,92 кг/м2. 7.2.2. Стропильные фермы Вес стропильных ферм со связями определяют в зависимости от очертания ферм. 1. Ферма с параллельными поясами и ферма трапецеидального очертания с уклоном верхнего пояса i = 1/8 – 1/12. Нормативную величину собственного веса фермы определяют по формуле Gф,n= (gnbф/1000 + 0,018)αфL2, где gn – суммарная нормативная нагрузка на 1 м2 горизонтальной поверхности покрытия от собственного веса ограждающих конструкций покрытия gпк,n, прогонов gпр,n, стропильной фермы со связями gф,n, фонарной надстройки (при ее наличии) gфн,n и от веса снегового покрова Sо; bф – шаг стропильных ферм; αф– коэффициент, равный 1,4 при использовании в стропильной ферме сталей классов С235 – С285 (обычной прочности) и 1,3 при использовании сталей класса С345 и выше (повышенной прочности); L = 30 м – пролет стропильной фермы. При выполнении предварительных расчетов нагрузки от собственного веса фермы со связями принимают по табл. 7.1, при этом большие значения для ферм с большими пролетами и для беспрогонных решений покрытия с большей массой. Нормативное значение снеговой нагрузки определяют умножением полного расчетного значения снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия на коэффициент 0,7: Sо = 0,7Sg = 0,7 · 1,2 = 0,84 кН/м2. При шаге стропильных ферм 6м суммарная нормативная нагрузка gn= gпк,n +gпр,n+gф,n, +Sо = 1,17 + 0,0684 + 0,25 + 0,84 = 2,33 кН/м2. Вес фермы Gф,n= (2,33 · 6 / 1000 + 0,018) 1,4 ·302 = 40,3 кН = 4030 кг. Расход стали на 1 м2 площади цеха gф = Gф,n / (bф L) = 4030 / (6 · 30) = 22,4 кг/м2. При шаге стропильных ферм 12м суммарная нормативная нагрузка gn= 1,17 + 0,019 + 0,35 + 0,84 = 2,48 кН/м2. Вес фермы Gф,n= (2,48 · 12 / 1000 + 0,018) 1,4 ·302 = 60,18 кН = 6018 кг. Расход стали на 1 м2 площади цеха gф = 6018 / (12 · 30) = 16,7 кг/м2. 2. Треугольная ферма. Нормативную величину собственного веса треугольной фермы определяют в зависимости от веса ее поясов по формуле Gф,n= Gп,nψ/(1 – α), где ψ = 2,25 – конструктивный коэффициент для легких сварных ферм; α = 0,3 – коэффициент, учитывающий дополнительный расход металла в легких фермах на соединительную решетку; Gп,n– вес поясов фермы, определяемый по формуле Gп,n= gnbфL3ρ (1 + 1/cos φ2)/(7Ryhf), здесь ρ = 7850 кг/м3 – плотность стали; cosφ – косинус угла наклона верхнего пояса фермы к горизонту; hf– высота фермы в коньке. При шаге стропильных ферм 6м вес поясов фермы Gп,n= 2,33 · 6 · 303 · 78,5 (1 + 1 / 0,9062) / (7 · 24 · 104 · 6,99) = 5,59 кН, здесьcosφ = 0,906 (угол φ принят 25°); Ry = 24 кН/см2 = 24 · 104 кН/м2 – расчетное сопротивление стали, hf= (L/2)tgφ = (30/ 2) 0,466 = 6,99 м. Вес фермы Gф,n = 5,59 · 2,25 /(1 – 0,3) = 17,97 кН = 1797 кг. Расход стали на 1 м2 площади цеха gф = Gф,n/(bфL) = 1797 / (6 · 30) = 9,98 кг/м2. При шаге стропильных ферм 12м вес поясов фермы Gп,n= 2,48 · 12 · 303 · 78,5 (1 + 1 / 0,9062) / (7 · 24 · 104 · 6,99) = 11,91 кН, Вес фермы Gф,n= 11,91 · 2,25 /(1 – 0,3) = 38,28 кН = 3828 кг. Расход стали на 1 м2 площади цеха gф = 3828 / (12 · 30) = 10,63 кг/м2. 7.2.3. Подстропильные фермы Нормативное значение собственного веса подстропильной фермы пролетом 12 м при действии одной сосредоточенной силы (опорной реакции стропильной фермы) в середине пролета определяют по формуле Gпф,n = αпфLпф2, где αпф = 0,044 – 0,104 – коэффициент веса, определяемый линейной интерполяцией в зависимости от полной величины опорной реакции стропильной фермы R = 100 – 400 кН; Lпф = В = 12 м – пролет подстропильной фермы, равный шагу колонн. Реакции стропильной фермы при шагеbф = 6 м R = gnВL/2 = 2,33 · 12 · 30 / 2 = 419,4 кН. Принимаем αпф = 0,108. Gпф,n = 0,108 · 122 = 15,55 кН = 1555 кг. Расход стали на 1 м2 площади цеха gпф = 2Gпф,n/(ВL) = 2 · 1555 / (12 · 30) = 8,6 кг/м2. 7.2.4. Подкрановые балки Вес всех элементов, входящих в комплекс подкрановой конструкции (подкрановая балка со связями, тормозная конструкция, подкрановый рельс с деталями крепления), определяют по формуле Gпб,n = (αпб Lпб + qр)Lпбkпб, где αпб – коэффициент, значение которого определяют в зависимости от грузоподъемности главного крюка крана большей грузоподъемности из числа работающих в здании: αпб = 0,24 – 0,35 для кранов грузоподъемностью Qmax = 20 – 50 т; αпб = 0,37 – 0,47 для кранов грузоподъемностью Qmax = 80 – 200 т; Lпб – пролет подкрановой балки, равный шагу колонн В; qр = 1,18 кН/м – вес одного погонного метра подкранового рельса, принимаемый по табл. 6.2; kпб= 1,2 – конструктивный коэффициент, учитывающий вес тормозной конструкции, связей и элементов крепления рельса. Для промежуточных значенийQmax коэффициент αпбопределяется линейной интерполяцией (для крана Q = 100/20 коэффициент αпб = 0,39). При пролете подкрановой балки 6 м вес подкрановой конструкции Gпб,n = (0,39 · 6 + 1,18) 6 · 1,2 = 25,34 кН = 2534 кг. Расход стали на 1 м2 площади цеха gпб = 2Gпб,n/(ВL) = 2 · 2534 / (6 · 30) = 28,16 кг/м2. При пролете подкрановой балки 12 м вес подкрановой конструкции Gпб,n = (0,39 · 12 + 1,18) 12 · 1,2 = 84,38 кН = 8438 кг. Расход стали на 1 м2 площади цеха gпб = 2 · 8438 / (12 · 30) = 46,88 кг/м2. 7.2.5. Колонны каркаса Вес внецентренно-сжатой ступенчатой колонны складывается из веса верхней (надкрановой) Gкв и нижней (подкрановой) Gкн частей колонны. Так как в ступенчатых колоннах одноэтажных производственных зданий конструктивные решения и величина действующей нормальной силы в верхней и нижней частях колонны значительно отличаются, определение веса этих частей выполняют отдельно. Нормативную величину собственного веса участка колонны постоянного сечения на стадии вариантного проектирования колонны определяют по формуле Gк,i = (∑Fiρψкlк,i/кМ)/Ry, где ∑Fi– расчетная продольная сжимающая сила, действующая в пределах рассматриваемого участка колонны и вызываемая совместным действием всех возможных i нагрузок; ψк – конструктивный коэффициент (ψк = 1,2 – 1,6 для сплошного сечения надкрановой части колонны, ψк = 1,7…2,4 для сквозного сечения подкрановой части колонны); lк,i – длина (верхнего или нижнего) участка колонны определенной конструктивной формы, испытывающего воздействие постоянной по величине нормальной силы; кМ – коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента на размеры поперечного сечения колонны. В ступенчатой колонне для сплошной надкрановой части кМ = 0,25 – 0,30; для сквозной подкрановой части, имеющей более развитое сечение, кМ = 0,4 – 0,5. Для надкрановой части колонны наибольшую сжимающую продольную силу ∑Fв определяют от совместного действия: – веса ограждающих конструкций покрытия gпк; – веса прогонов gпр; – веса стропильной фермы со связями gф; – веса подстропильной фермы (при решении покрытия с подстропильными фермами) gпф; – веса стенового ограждения, расположенного в пределах надкрановой части колонны и шатра, Gст,в; – собственного веса надкрановой части колонны (на стадии сравнения вариантов этой величиной можно пренебречь); – снеговой нагрузки Sg. Для подкрановой части колонны наибольшую сжимающую продольную силу ∑Fн определяют от совместного действия: – наибольшей сжимающей продольной силы в надкрановой части колонны ∑Fв; максимального вертикального давления на колонну от мостовых кранов Dmax; – собственного веса подкрановой балки, включающего вес связей и рельса с креплениями,Gпб; – веса стенового ограждения, расположенного в пределах подкрановой части колонны (от нулевой отметки до уступа), Gст,н; – собственного веса надкрановой части колонныGкв; – собственного веса подкрановой части колонны (на стадии сравнения вариантов этой величиной можно пренебречь). Вес ступенчатой колонны при шаге В = 6 м 1. Надкрановая часть колонны. При шаге колонн 6 м высота подкрановой балки под краны грузоподъемностью Qmax = 100 т – h′б = В/6 = 6000 / 6 = 1000 мм (принята по табл. 6.3). Высота верхней части колонны Н′в = Н2 + h′б + hр= 4400 + 1000 + 200 = 5600 мм. Продольная сжимающая сила ∑Fв = (gпк + gпр + gф+ Sg)BL/2 +Gст,в = = (1,43 + 0,0684 · 1,05 + 0,224 · 1,05 + 1,2) 6 · 30 / 2 + 94,5 = 358,85 кН, где Gст,в – вес стенового ограждения, расположенного в пределах надкрановой части колонны и шатра. Постоянные нагрузки от стенового ограждения определяют по весовым показателям принятых навесных панелей. В рассматриваемом примере для отапливаемых зданий приняты панели из ячеистого бетона с условной расчетной нагрузкой от веса стен на 1 м2 поверхности стены gст = 250 – 330 кг/м2 и толщиной tст = 300 – 400 мм (большая величина для районов строительства с более низкими расчетными температурами воздуха); для неотапливаемых зданий приняты сборные железобетонные панели с расчетной нагрузкой от веса стен gст = 150 – 200 кг/м2 и толщиной tст = 150 – 200 мм (большая величина для большего шага колонн). Приняв gст = 250 кг/м2 = 2,5 кН/м2, определяем вес стенового ограждения: Gст,в = gст[H′в(1 – α) + Hш]В =2,5 [5,6 (1 – 0,5) + 3,5] 6 = 94,5 кН, где α = 0,5 – коэффициент, учитывающий наличие в стене оконных проемов. Вес надкрановой части колонны Gк,в = (∑Fвρψкlк,в/кМ)/Ry= = (358,85 · 78,5 · 1,5 · 5,6 / 0,25) / (24 · 104) = 3,94 кН = 394 кг, здесь приняты: ψк = 1,5; lк,в =H′в = 5,6 м; кМ = 0,25. Подкрановая часть колонны.  Рис. 7.2. Схемы расположения колес одного крана на рельсе Продольная сжимающая сила ∑Fн = ∑Fв+ Dmax + Gпб +Gст,н +Gк,в = = 358,85 + 1246,65 + 25,34 + 101,25 + 3,94 = 1736 кН, где вес стенового ограждения, расположенного в пределах подкрановой части колонны от нулевой отметки, равен: Gст,н= gст(Hн – Hф) (1 – α)В =2,5 (14,1 – 0,6) (1 – 0,5) 6 = 101,25 кН; Dmax – вертикальное давление на колонну от двух сближенных мостовых кранов наибольшей грузоподъемности (в цехе, обслуживаемом одним краном, – от одного крана). Схема расположения колес одного крана на рельсе показана на рис. 7.2. Dmax определяется по линии влияния опорной реакции подкрановой балки (рис. 7.3).  Рис. 7.3. Схема загружения линии влияния опорной реакции подкрановых балок нагрузками от колес мостовых кранов: а – при шаге колонн 6 м; б – при шаге колонн 12 м Невыгодное расположение кранов на балке: одно колесо ставят на колонну, другие приближают на минимально возможное расстояние к колонне.    где γf = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок; ψ – коэффициент сочетаний, равный ψ = 0,85 при учете двух кранов с режимами работы 1К – 6К; ψ = 0,95 при учете двух кранов с режимами работы 7К – 8К и ψ = 1 при учете одного крана. Fk,max– максимальное нормативное давление на колесо крана, приводимое в стандартах на краны: Fk1,max = 450 кН и Fk2,max = 480 кН для крана Q = 100/20(см. табл. 6.2); yi – ордината линии влияния опорной реакции подкрановой балки; n – число колес двух кранов, передающих нагрузку через подкрановые балки на рассматриваемую колонну. Вес подкрановой части колонны Gк,н = (∑Fнρψкlк,н/кМ)/Ry= = (1736 · 78,5 · 2 · 14,1 / 0,45) / (24 · 104) = 35,58 кН = 3558 кг, здесь ψк = 2; lк н = Hн = 14,1 м; кМ = 0,45. Вес ступенчатой колонны Gк = Gк,в + Gк,н = 394 + 3558 = 3952 кг. Расход стали на 1 м2 площади цеха gк = 2Gк/(ВL) = 2 · 3952 / (6 · 30) = 43,91кг/м2. Вес ступенчатой колонны при шаге В = 12 м 1. Надкрановая часть колонны. Продольная сжимающая сила ∑Fв = (gпк + gпр + gф+ Sg)BL/2 +Gст,в = = (1,43 + 0,119 · 1,05 + 0,167 · 1,05 + 1,2) 12 · 30 / 2 + 199,5 = 726,9 кН, где вес стенового ограждения, расположенного в пределах надкрановой части колонны и шатра, равен: Gст,в = gст[Hв(1 – α) + Hш]В =2,5 [6,3 (1 – 0,5) + 3,5] 12 = 199,5 кН. Вес надкрановой части колонны Gк,в = (∑Fвρψкlк в/кМ)/Ry= = (726,9 · 78,5 · 1,5 · 6,3 / 0,25) / (24 · 104) = 8,99 кН = 899 кг, где lк в=Hв = 6,3 м. 2. Подкрановая часть колонны. Продольная сжимающая сила ∑Fн = ∑Fв+ Dmax + Gпб +Gст,н + Gк,в = = 726,9 + 2109,98 + 84,38 + 202,5 + 8,99 = 3132,75 кН, здесь вес стенового ограждения, расположенного в пределах подкрановой части колонны от нулевой отметки, равен: Gст,н= gст(Hн – Hф) (1 – α)В =2,5 (14,1 – 0,6) (1 – 0,5) 12 = 202,5 кН;  Вес подкрановой части колонны Gк,н = (∑Fнρψкlк,н/кМ)/Ry= = (3132,75 · 78,5 · 2 · 14,1 / 0,45) / (24 · 104) = 64,21 кН = 6421 кг. Вес ступенчатой колонны Gк =Gк,в +Gк,н = 899 + 6421 = 7320 кг. Расход стали на 1 м2 площади цеха gк = 2Gк/(ВL) = 2 · 7320 / (12 · 30) = 40,67 кг/м2. Вес ступенчатой колонны при шаге В = 12 м с применением подстропильных ферм 1. Надкрановая часть колонны. Продольная сжимающая сила ∑Fв = (gпк + gпр + gф+ Sg)BL/2 +Gст,в + Gпф = = (1,43 + 0,0684 · 1,05 + 0,224 · 1,05 + 1,2) 12 · 30 / 2 + 199,5 + 15,55 · 1,05 = = 744,49 кН. Вес надкрановой части колонны Gк,в = (∑Fвρψкlк,в/кМ)/Ry= = (744,49 · 78,5 · 1,5 · 6,3 / 0,25) / (24 · 104) = 9,2 кН = 920 кг. 2. Подкрановая часть колонны. Продольная сжимающая сила ∑Fн = ∑Fв + Dmax + Gпб +Gст,н + Gк,в= = 744,49 + 2109,98 + 84,38 + 202,5 + 9,2 = 3150,55 кН. Вес подкрановой части колонны Gк,н = (∑Fнρψкlк,н/кМ)/Ry= = (3150,55 · 78,5 · 2 · 14,1 / 0,45) / (24 · 104) = 70,69 кН = 6459 кг. Вес ступенчатой колонны Gк =Gк,в +Gк,н = 920 + 6459 = 7379 кг. Расход стали на 1 м2 площади цеха gк = 2Gк/(ВL) = 2 · 7379 / (12 · 30) = 41кг/м2. 7.3. Нагрузки, действующие на поперечную раму Поперечную раму (см. пример 6.1) рассчитывают на воздействие основных нагрузок: постоянных от веса несущих и ограждающих конструкций; снеговой; крановой и ветровой. Для расчета рамы каждую нагрузку определяют отдельно. 7.3.1. Постоянные нагрузки Постоянные нагрузки от ограждающих и несущих конструкций покрытия принимают равномерно распределенными по длине ригеля. Вес кровли подсчитывают по фактическим показателям в соответствии с принятыми ограждающими конструкциями покрытия (см. табл. 7.2). Общая равномерно распределенная постоянная нагрузка на ригель рамы (см. пп. 7.2.1 и 7.2.2) при шаге колонн 12 м q = (gnk+gnрγf +gфγf)В = = (1,43 + 0,1192 · 1,05 + 0,167 · 1,05) 12 = 20,77 кН/м. При наличии фонарной надстройки учитывают: – gфон,n= 0,12 – 0,18 кН/м2 – вес каркаса фонаря со связями на 1 м2 горизонтальной проекции фонаря; – gост,n= 0,35 – 0,4 кН/м2 – вес остекления фонаря на 1 м2 остекленной поверхности; – gб,n= 0,06 – 0,08 кН/м2 – фактический вес бортовой плиты с учетом утеплителя, выравнивающего слоя и рубероидного ковра на 1 м2 поверхности плиты. Расчетное давление ригеля на колонну от постоянной нагрузки Vg = qL/2 = 20,77 · 30 / 2 = 311,55 кН. Расчетный сосредоточенный момент, действующий в уровне верха подкрановой части колонны и возникающий от постоянной нагрузки вследствие излома оси колонны, равен: Mg = Vge1 = 311,55 · 0,275 = 85,68 кН·м. В конструктивной схеме с подстропильными фермами (рис. 7.4), кроме погонной постоянной нагрузки на ригель рамы q1 = (gnk+gnрγf +gфγf)bф= = (1,43 + 0,0684 · 1,05 + 0,224 · 1,05) 6 = 10,42 кН/м, на колонны передается еще сосредоточенная сила F, равная двум опорным реакциям подстропильных ферм Fпф и собственному весу подстропильной фермы Gпф: F = 2Fпф+ Gпф,nγf = 2 · 78,15 + 15,55 · 1,05 = 172,63 кН, где Fпф= 0,5Rсф= 0,5 · 156,3 = 78,15 кН, здесь Rсф – реакция стропильной фермы, опирающейся на подстропильную: Rсф = q1L/2 = 10,42 · 30 / 2 = 156,3 кН.  Рис. 7.4. Схема нагружения рамы постоянной нагрузкой от элементов покрытия с применением подстропильных ферм Передача нагрузок на колонны от веса стеновых навесных панелей, подкрановых балок осуществляется в местах их приложения с учетом эксцентриситетов. Эксцентриситет приложения нагрузки от стенового ограждения по отношению к центру тяжести сечения надкрановой части колонны равен: eст = (hв+ tст)/2 = (0,7 + 0,3) / 2 = 0,5. Для упрощения расчета без использования ЭВМ нагрузки от стенового ограждения и собственного веса частей колонны условно прикладываются к низу подкрановой и надкрановой частям колонны по осям их сечения. Сила Fн включает в себя собственный вес нижней части колонныGк,н и нагрузки от стен на участке от низа рамы до уступаколонныFст,н: Fн =Gк,н + Fст,н= 64,21 + 202,5 = 266,7 кН. Сила Fввключает в себя собственный вес верхней части колонны и вес стен выше уступа: Fв =Gкв + Fст,в= 8,99 + 199,5 = 208,49 кН. Суммарная сила, приложенная на уровне обреза фундамента, Fфун = Fн + Fв = 266,7 + 208,49 = 475,49 кН. Вес подкрановой конструкции при пролете 12 м Gпб=Gпб,nγf = 84,38 · 1,05 = 88,6 кН. 7.3.2. Снеговая нагрузка Расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли для г. Иркутска Sg = 1,2 кН/м2. Полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную поверхность покрытия S= Sgμ = 1,2 · 1 = 1,2 кН/м2, гдеμ = 1 (при уклоне кровли φ ≤ 25°) – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие. Воздействие снеговой нагрузки через покрытие на поперечную раму аналогично воздействию нагрузки от веса покрытия. Равномерно распределенная снеговая нагрузка на ригель поперечной рамы p = SB = 1,2 · 12 = 14,4 кН/м. Расчетное давление ригеля на колонну от снеговой нагрузки Vp = pL/2 = 14,4 · 30 / 2 = 216 кН. Расчетный сосредоточенный момент, действующий в уровне верха подкрановой части колонны от снеговой нагрузки: Мp = Vpe1 = 216 · 0,275 = 59,4 кН·м. 7.3.3. Нагрузки от мостовых кранов Нагрузки от мостовых кранов определяют с учетом группы режимов работы кранов, вида привода и способа подвески груза. На крановый рельс от колес крана передаются: вертикальные силы Fk, которые зависят от веса крана, грузоподъемности крана и положения тележки на крановом мосту; горизонтальные поперечные силы Tk, возникающие при торможении тележки с грузом; горизонтальная продольная силаTkр, возникающая при продольном торможении крана с грузом и воспринимаемая вертикальными связями по колоннам. Вертикальные и горизонтальные поперечные нагрузки воспринимаются поперечной рамой. Максимальные вертикальные нагрузки передаются на колонну рамы подкрановыми балками на уровне их нижнего пояса в виде вертикального опорного давленияDmax, когда тележки с грузом при совместной работе двух кранов наибольшей грузоподъемности расположены в непосредственной близости от колонны. Минимальные вертикальные нагрузки в виде вертикального опорного давления Dmin передаются на колонну рамы с противоположной стороны крана. Горизонтальные нагрузки передаются на колонну через те же колеса тормозными конструкциями на уровне верхних поясов подкрановых балок, полагая, что эта нагрузка целиком передается на одну сторону кранового пути, распределяется поровну между всеми колесами и может быть направлена как внутрь, так и наружу рассматриваемого пролета. Вертикальное давление определяют по линии влияния опорной реакции подкрановой балки (см. рис. 7.3). Расчетное вертикальное давление на колонну Dmax = 2109,98 кН от двух сближенных кранов при шаге колонн B = 12 м (см. п. 7.2.5). Расчетное значение вертикального давления крана на противоположную колонну  где Fk,min – минимальное нормативное давление одного колеса крана, определяемое по формуле Fk,min = (Q + Gкр)/no – Fk,max = (1000 +1450) / 4 – 465 = 147,5 кН, здесьQ = 1000 кН – номинальная грузоподъемность крана; Gкр = 1450 кН вес крана с тележкой (см. табл. 6.2);no = 4 – число колес на одной стороне крана. В кранах с грузоподъемностью Q ≥ 80 т для разных колес Fk,max различно, в расчете обычно принимают среднее значение максимальных давлений колес: Fk,max = (Fk1,max + Fk2,max)/2 = (450 + 480) / 2 = 465 кН. Для более точного расчета распределяют минимальные давления колес крана пропорционально распределению максимальных давлений: Fk1,min = Fk,min(Fk1,max/Fk,mak) = 147,5 (450 / 465) = 142,7 кН; Fk2,min = Fk,min(Fk2,max/Fk,mak) = 147,5 (480 / 465) = 152,3 кН. Вертикальное давление  При совмещении оси подкрановой балки с осью подкрановой ветви колонны силы Dmaxи Dmin прикладывают по отношению к геометрической оси сечения нижнего участка колонны с эксцентриситетом ek, принимают примерно равным (0,5 – 0,55)hн. Приняв ek = 0,5hн = 0,5 · 1,25 = 0,625 м, определяют сосредоточенные моменты от вертикального давления кранов: Mmax =Dmaxek= 2109,98 · 0,625 = 1318,74 кН·м; Mmin =Dminek= 681,6 · 0,625 = 426 кН·м. Нормативное значение горизонтальной силы на одно колесо от поперечного торможения тележки с грузом в направлении вдоль кранового моста определяют по формуле Tk,n = β(Q + GT)/nо= 0,05 (1000 + 410) / 4 = 17,63 кН, где β = 0,05 – для кранов с гибким подвесом груза и β = 0,1 – с жестким подвесом груза; GT = 410 кН – вес тележки. Расчетное значение горизонтальной силы на колонну от поперечного торможения тележек кранов при том же расположении мостовых кранов определяют по линии влияния опорной реакции тормозной балки, такой же, как и для подкрановой балки:  7.3.4. Ветровая нагрузка Ветровая нагрузка оказывает активное давление на здание с наветренной стороны и отсос с заветренной стороны и может быть направлена как в одну, так и в другую сторону (рис. 7.5, а). Нормативное значение ветрового давления (скоростного напора ветра) wo принимают в зависимости от ветрового района страны по табл. 7.4. Для г. Иркутска (ΙΙΙ район) wo = 0,38 кН/м2. Расчетная линейная ветровая нагрузка, передаваемая на колонну рамы в какой-то точке по высоте z, определяется по формуле qw = wokcγfB, где k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяемый в зависимости от типа местности по табл. 7.5; c – аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации здания и учитывающийся только для вертикальных стен (принимают с = 0,8 с наветренной стороны и с′ = 0,6 с заветренной стороны); γf = 1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке; В = 12 м – ширина расчетного блока, равная шагу колонн.  Рис. 7.5. Схема загружения рамы ветровой нагрузкой: а – по нормам проектирования; б – расчетное загружение эквивалентной нагрузкой Таблица 7.4 Нормативные значения ветрового давления wo
В соответствии со строительными нормами и правилами [7] рассматриваются следующие типы местности: А – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра; В – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м; С – городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м. Территория строительства проектируемого здания относится к местности типа В. Расчетная погонная нагрузка на раму от активного давления по высоте: q5 = wok5cγfB = 0,38 · 0,5 · 0,8 · 1,4 · 12 = 2,55 кН/м2; q10 = wok10cγfB = 0,38 · 0,65 · 0,8 · 1,4 · 12 = 3,32 кН/м2; q20 = wok20cγfB = 0,38 · 0,85 · 0,8 · 1,4 · 12 = 4,34 кН/м2; q30 = wok30cγfB = 0,38 · 0,98 · 0,8 · 1,4 · 12 = 5,01 кН/м2. Таблица 7.5 Коэффициенты kдля типов местности
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
