Нагрузки

На арку действуют собственный вес покрытия арки и транспортерной галереи, снеговая нагрузка, вес временной нагрузки галереи, вес нагрузочной тележки и снеговая нагрузка. Схема загружения арки приведена на рис. 50.

Постоянные равномерно распределенные нагрузки на 1 м² горизонтальной проекции покрытия определяем с введением коэффициента перегрузки n (СНиП II-6-74, п. 2.2) и коэффициента k= S/(0,5l) = 20,26/12 = 1,69, учитывающего разницу между длиной дуги полуарки и ее горизонтальной проекцией. Сбор постоянных нагрузок от веса покрытия приведен в табл. 29.

Рис. 50. Схема нагрузок, действующих на арку

Сосредоточенные нагрузки от технологического оборудования (транспортерной галереи), приложенные в точках подвески ее на расстоянии 2 м по обе стороны конькового шарнира, слагаются из постоянной (собственного веса) - 4,1 кН/м, временной распределенной на 1 м галереи - 0,4 кН/м и временной нагрузки от давления нагрузочной тележки - 48 кН. Постоянные и временные нагрузки, передаваемые на арку, приведены в табл. 30.

Таблица 29

Элементы	Вес 1 м2 покрытия, кН	Коэффициент к	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент перегрузки, n	Расчетная нагрузка, кН/м2
Асбестоцементные листы УВ-1750	0,167	1,69	0,282	1,1	0,310
Прогоны сечением 0,15 ´ 0,13 м через 1,5 м	0,043	1,69	0,073	1,1	0,081
Итого	0,210		0,355		0,391

Таблица 30

Вид нагрузки	Нормативная, кН	Коэффициент перегрузки, n	Расчетная, кН
Постоянная от веса галереи	9,23	1,2	11,07
Временная от:
нагрузочной тележки	24	1,2	28,8
равномерной нагрузки на галерею	0,9	1,4	1,26
Суммарная временная нагрузка	24,9	30,06	-

Интенсивность равномерно распределенной по всему пролету арки нагрузки, эквивалентной сосредоточенной нагрузке от собственного веса галереи, определяем из условия равенства моментов по середине пролета простой балки пролетом l = 24 м от обоих видов загружения:

P_экв = 4Pa/l²= 4×4,1×10/24² = 0,285 кН/м,

где P = 4,1 кН сосредоточенная нагрузка; a - расстояние от опоры до сосредоточенного груза, равное 10 м.

Для заданного района строительства нормативная снеговая нагрузка с учетом коэффициента формы c= 0,53

P^н_сн = 1×0,53 = 0,53 кН/м².

Собственный вес арки в зависимости от нормативного веса покрытия, снега и транспортерной галереи определим по формуле прил. 2.

g_св = (g^н_п+ P^н_сн + P^н_экв)/[1000/(K_свl) - 1] = (0,356 + 0,53 + 0,285)/[1000/(4×24) - 1] = 0,124 кН/м²

принимаем K_св = 4.

Постоянная равномерно распределенная нормативная нагрузка равна:

q^н_п = g^н_п+ P^н_экв + g^н_св= 0,356 + 0,285 + 0,124 = 0,765 кН/м².

Отношение ее к нормативному весу снегового покрова (СНиП II-6-74, п. 5.7)

q^н_п/p₀ = 0,765/1 = 0,765,

чему соответствуют коэффициент перегрузки n= 1,5 и расчетная снеговая нагрузка на 1 м² горизонтальной проекции покрытия

q^р_сн = 0,53×1,5 = 0,8 кН/м².

Равномерно распределенные расчетные нагрузки на 1 м горизонтальной проекции арки:

постоянная нагрузка от собственного веса покрытия и арки

q^р_п= (0,391 + 0,124×1,1)4,5 = 2,37 кН/м;

временная (снеговая нагрузка)

q^р_сн = 0,8×4,5 = 3,6 кН/м.

Расчетную ветровую нагрузку, нормальную к поверхности сооружения, определяем по СНиП II-6-74

p^р_в = kcp^в₀n,

где k - коэффициент, зависящий от высоты сооружения, определяется по табл. 7, п. 6.5. (при высоте до 10 м k= 0,65, а при высоте более 10 м - k = 0,9); c- аэродинамический коэффициент, принимаемый при f/l = 0,67 с наветренной стороны на участке активного давления c₁ = 0,7; на участке отрицательного давления c₂ = -1,2; с заветренной стороны для верхней части сооружения c₃ = -1,2, а для нижней части c₄ = -0,4 (см. схему 3 табл. 8); p^в₀ - нормативный скоростной напор, принимаемый для I ветрового района равным 0,27 кН/м² (см. табл. 6, п. 6.4); n= 1,2 - коэффициент перегрузки (см. п. 6.18).

Боковые зоны ветрового давления ограничены точками, имеющими ординату y = 0,7f = 0,7×16 = 11,2 м, между точками 3 и 4 с ординатами 10,44 и 13,39 м соответственно. Расчетная ветровая нагрузка на 1 м арки по участкам:

p₁ = 0,65×0,7×0,27×1,2×4,5 = 0,66 кН/м;

p₂ = p₃= -0,9×1,2×0,27×1,2×4,5 = -1,575 кН/м;

p₄ = -0,65×0,4×0,27×1,2×4,5 = -0,38 кН/м.

Определим равнодействующие ветрового давления на каждом из участков, считая их приложенными посередине соответствующих дуг:

P₁= p₁×3,265₁ = 0,66×3,26×4,05 = 8,714 кН;

P₂ = P₃ = p₂×1,745₁ = -1,575×1,74×4,05 = 11,1 кН;

P₄ = p₄×3,265₁ = 38×3,26×4,05 = 5,02 кН.