4.Расчет поперечной рамы.

4.1.Cбор нагрузок на раму.

4.1.1.Постояные нагрузки.

От ригеля рамы. Данные о нагрузках на ригель рамы принимаются из разд. 3. Опорная реакция ригеля рамы:

, (4.1)

где q_кр - определено по табл.3.1;

- шаг колонны в продольном направлении, принимается по заданию;

- пролет здания, принимается по заданию.

От колонны. Усредненный расход металла на колонну - 0,25…0,6 кН/м² при грузоподъемности кранов до 100т. При большей грузоподъемности кранов 0,55…0,9кН/м².

Расчетный вес верхней части колонны(20 веса):

, (4.2)

Расчетный вес нижней части колонны (80 веса):

, (4.3)

где - коэффициент надежности по нагрузке для собственной массы металлических конструкций [Прил.М; табл.1];

- коэффициент надежности по ответственности здания[Прил.М;табл.2]

О т веса подкрановой балки:

, (4.4)

где А_п.б. - площадь сечения подкрановой и тормозной балок,

 - объемный вес стали,

 = 7,85*10^-5КН/см³.

Суммарное действие всех перечисленных видов постоянной нагрузки вызывает момент в уровне подкрановой ступени рамы, и они могут быть им заменены (рис.4.1).

Рис.4.1. К определению моментов от постоянной и крановой нагрузок.

Момент от постоянной нагрузки

, (4.5)

где е₁ и е₂-эксцентриститеты:

4.1.2. Временные нагрузки.

К временным нагрузкам относятся: снеговая, крановая и ветровая.

Снеговая нагрузка. Расчетное значение снеговой нагрузки на 1 м² приведена в табл. 3.1. Опорная реакция ригеля и момент от снеговой нагрузки.

, (4.6)

, (4.7)

Крановая нагрузка. Вертикальная крановая нагрузка определяется при максимальном давлении на раму. Для этого, на двух смежных с рассчитываемой рамой пролетах подкрановых балок, устанавливается максимальное количество колес от двух сближенных кранов. Одно из колес устанавливается на опору так, чтобы оставшиеся колеса были максимально близки к ней (рис.4.2)

Рис.4.2.Линия влияния при определении D_max и D_min

Максимальное давление крана на раму

, (4.8)

где _f1, _f2 - коэффициенты надежности по нагрузке, для крановой нагрузки _f1=1,1 [Прил.Б; п.3], для временной длительной при значении полезной нагрузки на тормозную площадку менее 2,0 кН/м² _f2=1,2;

 - коэффициент сочетаний, соответственно равный 0,85 для групп режима работы кранов 1К–6К или 0,95 для групп режима работы кранов 7К и 8К [Прил.Б; п.1];

F_к^н_max – нормативное максимальное вертикальное давление колеса [Прил.В;табл.1];

y_i - ордината линии влияния (рис. 4.2);

q_т^н - полезная нагрузка на тормозной площадке, равная 1,5кН/м²;

b_т - ширина тормозной площадки, принимается равной ширине тормозного листа тормозной балки;

В - шаг колонны в продольном направлении.

Минимальное давление крана:

, (4.9)

где F^н_{k min} –минимальное вертикальное давление колеса:

, (4.10)

Q - грузоподъемность крана, принимается по заданию;

n₀ - число колес с одной стороны крана, в кН;

G_кр - вес крана с тележкой, в кН [Прил.В;табл.1].

Силы D_max, D_min приложены по оси подкрановой балки, совпадающей с осью подкрановой ветви колонны. Они не только сжимают нижнюю часть колонны, но и изгибают ее. Величина изгибающих моментов:

, (4.11)

Горизонтальная крановая нагрузка на раму возникает от поперечного торможения тележки с грузом.

Горизонтальная сила на колесо

, (4.12)

где G_т - вес тележки [Прил.В;табл.1].

Горизонтальная поперечная сила Т от кранов действует в уровне тормозной балки и приложена к одной стойке рамы. Её величина равна

, (4.13)

где y_i – ординаты линии влияния (рис. 4.2).

Ветровая нагрузка. Расчетное значение прогонной ветровой нагрузки на колонну:

, (4.14)

где _fm - коэффициент надежности по предельному значению ветровой нагрузки, определяется по табл.4.1;

W₀ - характеристическое значение ветровой нагрузки, [Прил.К; табл.1];

C_h – коэффициент высоты сооружения,[Прил.К;п.2];

с - аэродинамический коэффициент, с подветренной стороны с=-0,6, с наветренной с=0,8 [Прил.К;п.3].

Коэффициенты надежности по предельному расчетному значению ветровой нагрузки

Таблица 4.1.

Т, лет	50	10	1	0,1
	1,1	1,07	1,02	0,97

Промежуточные значения коэффициента следует определять линейной интерполяцией.

Для упрощения расчета обычно принимается равномерное распределение ветровой нагрузки по высоте стойки, эквивалентное действительной нагрузке. Эквивалентную равномерно распределенную по высоте колонны нагрузку (см. рис.4.3) можно найти из условия равенства изгибающих моментов в основании защемленной стойки от фактической эпюры ветрового давления и эквивалентной равномерно распределенной нагрузки:

, (4.15)

где М - изгибающий момент в консольной стойке высотой Н₀ от фактической эпюры ветрового давления на колонну.

Ветровая нагрузка, действующая на ригель, заменяется сосредоточенной силой, приложенной в уровне низа ригеля рамы: F_w-от активного давления, F_w^’-от отсоса:

, (4.16)

где Н_ф - высота фермы (см. рис. 4.3).

Рис.4.3. Схема ветровой нагрузки на раму:

а) по нормам, б) расчетная схема рамы на действие ветровой нагрузки.