1.3. Крановые нагрузки

По приложению XV [8] находим габариты и нагрузки от мостового крана грузоподъемностью Q=16 т (156,96 кН): ширина крана В_к=5,6 м, база крана А_к=4,4 м, нормативное давление колеса крана на подкрановый рельс Р_max,n=150 кН, масса тележки G_т=3,7 т. общая масса крана G_к=21,7 т.

Нормативное минимальное давление одного колеса крана на подкрановый рельс:

Р_min,n=0,5(Q+Q_к)–P_max,n=0,5·(156,96+21,7·9,81)–140=44,92 кН

Нормативная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана, направленная поперек кранового пути и вызываемая торможением тележки, при гибком подвесе груза будет равно:

Т_n=0,5·0,05(Q+Q_т)=0,5·0,05·(156,96+3,7·9,81)=4,83 кН

Расчетные крановые нагрузки вычисляем с учетом коэффициента надежности по нагрузке γ_f=1,1, согласно п. 4.8 [1].

Определяем расчетные нагрузки от двух сближенных кранов по линии влияния (рис. 2.) без учета коэффициента сочетания ψ:

максимальное давление на колонну:

D_max=P_max,n·γ_f·Σ_y·γ_n=140·1,1·2,137·1=329,098 кН

где: Σ_у – сумма ординат линии влияния

Σ_у=0,08+1+0,067=2,137

минимальное давление на колонну:

D_min=P_min,n·γ_f·Σ_y·γ_n=34,84 ·1,1·2,137·1=71,6 кН

тормозная поперечная нагрузка на колонну:

Т=Т_пγ_fΣ_yγ_n=4,83·1,1·2,137·1=11,35 кН

Рис. 1. Линия влияния давления на колонну и установка крановой нагрузки в невыгодное положение

1.4. Ветровая нагрузка

Саратов расположен во III ветровом районе по скоростным напорам ветра. Согласно таблицы 5 [6] нормативное значение ветрового давления равно w₀=0,38 кПа.

Для заданного типа местности 6 с учетом коэффициента k, табл. 6 [7] получим следующие значения ветрового давления по высоте здания:

на высоте до 5 м w_n1=0,4·0,38=0,152 кПа

на высоте 10 м w_n2=0,4·0,38 =0,152 кПа

на высоте 20 м w_n3=0,55·0,38=0,209 кПа

Вычислим значения нормативного давления на отметках верха колонн и покрытия:

на отметке 13,2 м

кПа

на отметке 15,24 м

кПа

Принимаем по высоте скоростной напор ветра заменяем равномерно распределенным, эквивалентным по моменту в заделке консольной балки длинной 14,4м:

=0,156 кПа

Для определения вертикального давления с учетом габаритов здания находим по приложению 4 [6] аэродинамические коэффициенты с_е=0,8 и с_е3= –0,4. Тогда с учетом коэффициента надежности по нагрузке γ_f=1,4 и шаг колонн 6 м получим:

- расчетная равномерно – распределенная нагрузка на колонну рамы с наветренной стороны:

w₁=0,156·0,8·1,4·6·1=1,048 кН/м

то же с подветренной стороны:

w₂=0,156·0,4·1,4·6·1=0,524 кН/м

расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка от давления ветра на ограждающие конструкции выше отметки 12 м.

=3,619 кН.

2. Проектирование стропильной конструкции

Таблица 4

Данные для проектирования

Тип ригеля и пролет	БДР-18
Вид бетона стропильных конструкций и плит покрытия	Лёгкий
Класс бетона предварительно напряженных конструкций	В35
Класс арматуры сборных ненапрягаемых конструкций	А-III
Класс предварительно напрягаемой арматуры	А-V
Влажность окружающей среды	85%

Для анализа напрягаемого состояния элементов решетчатой балки построим эпюры усилий N, M и Q от суммарного действия постоянной и снеговой нагрузок (снеговая I) рис. 4.

Согласно эпюрам усилий N и M наиболее неблагоприятные сочетания усилий для расчета прочности нормальных сечений верхнего и нижнего поясов балки имеем в контуре с сочетаниями 3,4 и 11,12, а для расчета прочности наклонных сечений в поясах опасными будут сечения в контуре 1,2 и 9,10.

Нормативные и расчетные характеристики тяжелого бетона класса В35 твердеющего в условиях тепловой обработки при атмосферном давлении γ_b2=1,0(для влажности 85%): R_bn=R_b,ser=25,5 МПа, R_b=19,5 МПа, R_btn=R_bt,ser=1,95 МПа,

R_bt=1,3 МПа, E_b=20500 МПа, МПа, МПа.

Рис. 4. Схема расположения сечений в балке

Расчётные характеристики ненапрягаемой арматуры: продольной класса A–III, R_s=R_sc=365 МПа, E_s=200000 МПа. Поперечная арматура диаметром 4 мм класса Вр–I, R_sw=265 МПа, E_s=170000 МПа.

Нормативные и расчётные характеристики напрягаемой арматуры класса A–V: R_sn=R_s,ser=785 МПа, R_s=680 МПа, E_s=190000 МПа.

Назначаем величину предварительного напряжения арматуры в нижнем поясе фермы σ_sp=600 МПа. Способ натяжения арматуры – механический на упоры. Проверяем условие 1[2], при .

Так как σ_sp+р=630 МПа<R_s,ser=785 МПа и

σ_sp=600-р=570МПа >0,3·R_s,ser=235,5МПа, условие выполняется, следовательно принимаем σ_sp=600 МПа.