1.3. Статический расчет поперечной рамы

1.3.1. Определение нагрузок

Постоянные нагрузки

Собственный вес 1 м² покрытия (см. табл.).

Таблица 2.2

Расчетная нагрузка, предаваемая фермой покрытия на крайнюю колонну

кН,

где l₁ и l₂ – соответственно пролет и шаг колонн; – вес фермы, равный 96 кН; – коэффициент надежности по нагрузке; – коэффициент надежности по назначению.

Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановой балки и веса подкранового пути (1,5 кН/м) на колонну

кН,

кН.

Расчетная нагрузка от собственного веса колонн:

крайней колонны:

надкрановой части

кН;

подкрановой части

кН;

Нагрузка от собственного веса самонесущих стен передается в данном случае через фундаментные балки на фундаменты, не оказывая существенного влияния на стойки.

средней колонны:

надкрановой части:

;

подкрановой части:

Нагрузка от собственного веса самонесущих стен передается в дан­ном случае через фундаментные балки на фундаменты, не оказывая су­щественного влияния на стойки.

Временные (непродолжительно действующие) нагрузки

Снеговая нагрузка

Для расчета колонн распределение снеговой нагрузки по покрытию принимается равномерным. Расчетная снеговая нагрузка на 1 м² площади покрытия

кН/м²,

где = 1,8 кН/м² – вес снегового покрова для III района строительства (см. п. 5.2, табл. 4 [3]; = 1 – коэффициент по п. 5.4, прил. 3 [3].

Расчетная нагрузка от снега:

на крайнюю колонну

;

на среднюю колонну

.

Вертикальная нагрузка от кранов

Для заданного мостового электрического крана грузоподъемностью Q = 300/50 (ГОСТ 3332–54 и прил. 1) имеем пролет крана L = 22,5 м; В = 6,3 м; база крана k = 5,1 м; наибольшее нормативное давление колеса на подкрановый рельс max N_n =315 кН; общий вес крана G =520 кН, вес тележки G_t = 120 кН,

кН,

где m – число колес на одной стороне крана.

Расчетные максимальное и минимальное давления на колонну от двух сближенных кранов определяются по линии влияния давления на колонну (рис. 2.4):

Рис. 2.4. Определение усилий от кранов по линиям влияния

;

.

Здесь  = 0,85 – коэффициент сочетаний для групп режимов работы кранов 1К‑6К (п. 4.17 и прил. 1 [3]); = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке (п. 4.8 [3]).

Расчетная горизонтальная нагрузка от поперечного торможения крана с гибким подвесом груза

кН,

где 0,05 – коэффициент для кранов с гибким подвесом груза (п. 4.4 [3]).

Горизонтальная нагрузка на колонну от поперечного торможения двух сближенных кранов

.

Горизонтальная ветровая нагрузка

Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки рассчитывается по уравнению

,

где – скоростной напор, принимаемый для II района строительства по п. 6.4 табл. 5 [3], равный 30 кгс/м² = 300 Н/м²;

с – аэродинамический коэффициент, принимаемый по п. 6.6, прил. 4, схема 2 [3] (с наветренной стороны , с подветренной, в зависимости от отношений и , значение с принимается равным , где b – длина здания; l – ширина; h –высота вертикальной части стены);

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте. Для типа местности А на высоте 5 м k = 0,75, на высоте 10 м – k = 1,0, на высоте 20 м – k = 1,25; для промежуточных высот значение k определяется линейной интерполяцией.

В учебном проекте можно принять некоторые упрощения: до 10 м значение коэффициента k принимается равным средней линии трапеции, основаниями которой являются коэффициенты от уровня поверхности земли и до высоты 10 м.

Таким образом, от земли и до высоты 10 м , что даст погрешность в пределах 3 %.

Высота здания +17,4 м, отметка верха колонны +12,9 м (см. рис. 2.3).

Среднее увеличение нагрузок на участке высотой (12,9–10,0) определяется по интерполяции

Расчетная ветровая нагрузка на каждую из колонн крайнего ряда, расположенных с шагом l = 12 м:

с наветренной стороны:

равномерно распределенная в пределах высоты колонны

Н/м.

Дополнительная сосредоточенная ветровая нагрузка на участке от 10 до 12,9м, получающаяся за счет разных коэффициентов k и приложенная на уровне колонны

Сосредоточенная ветровая нагрузка действующая на стену выше верха колонны на участке от 12,9 до 17,4 м

Суммарная сосредоточенная ветровая нагрузка на уровне верха колонны Н = 19,6кН.

С заветренной стороны:

распределенная нагрузка в пределах высоты колонны

Н/м.

Суммарная сосредоточенная ветровая нагрузка на уровне верха колонны

кН.

Учитывая, что в поперечной раме ригель в продольном направлении условно принимается абсолютно жестким, можно действие сосредоточенных сил с наветренной и заветренной сторон здания принять как действие суммы этих сил, приложенных с наветренной стороны

кН.