2. Временные нагрузки

Снеговая нагрузка

Снеговую нагрузку определяем в соответствии с [2].

Расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S=1,2 кПа.

Величина полной снеговой нагрузки, приходящейся на крайние колонны (кратковременная нагрузка) равна:

В₁=S*12*9=1,2*12*9 = 129,6 кН

Момент от действия данной нагрузки:

М_В1=В_F*e_F1 = 129,6*0,125 = 16,2 кНм

Длительная нагрузка подсчитывается как часть от полной снеговой нагрузки:

В₁'= 0,5*S*12*9 = 0,5*1,2*12*9 = 64,8 кН

Момент от действия длительной нагрузки:

М_В1’=В_F’*e_F1 = 64,8*0,125 = 8,1 кНм

На рис. 5 приведены расчетные схемы от снеговой нагрузки (кратковременной и длительной).

а) б)

Рисунок 5. Расчетные схемы от снеговой нагрузки: а – от кратковременного действия; б – от длительного действия.

Крановая нагрузка

По ГОСТ 25711-83 на мостовые краны определяем характеристики крана (Q = 16т):

• пролет крана – L_cr=16,5 м;

• ширина моста крана – В=5600 мм;

• база крана – к=4400 мм;

• максимальное давление от одного колеса кранового моста F_nmax=140 кН

• масса тележки 4,7т;

• масса крана с тележкой 20+4,7=24,7 т (G=247 кН);

Находим минимальное давление от одного колеса кранового моста:

F_nmin=0,5*(Q+G_c)-F_nmax=0,5*(160+247)-140=64 кН

Нормативная горизонтальная нагрузка от торможения тележки крана с грузом, передаваемая через одно колесо кранового моста равна

=

(где n=2 – число колес на одной стороне кранового моста)

В соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85 при расчете рам вертикальные и горизонтальные нагрузки от мостовых кранов определяются для не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов на одном крановом пути.

Расчетная вертикальная нагрузка на колонны от двух сближенных кранов:

D_max=γ_n*γ_f*F_nmax*Σy_i=0,95*1,1*140*(1+0,614+0,905+0,556)=449,87 кН;

D_min=γ_n*γ_f*F_nmin*Σy_i=0,95*1,1*64*(1+0,614+0,905+0,556)=205,66 кН;

где γ_f=1,1 - коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок;

Σy_i – сумма ординат с эпюры линии влияния (см. рис. 6).

Рисунок 6. Линии влияния опорных реакций подкрановых балок

Силы D_maxи D_min действуют одновременно на консолях стоек с такими же эксцентриситетами, что и сила F₄ и учитываются как кратковременные.

Первое загружение: сила D_max приложена к крайней левой стойке рамы с моментом:

M_Dmax=D_max*e_f7=449,87*0,55=247,43 кНм

Сила D_min приложена к средней стойке рамы с моментом:

M_Dmin=D_min*e_f7=205,66*0,75=154,24 кНм

Второе загружение: сила D_min приложена к крайней левой стойке рамы с моментом:

M_Dmin=D_min*e_f7=205,66*0,55=113,11 кНм

Сила D_max приложена к средней стойке рамы с моментом:

M_Dmax=D_max*e_f7=449,87*0,75=337,40 кНм

Для учета длительных нагрузок от кранового оборудования воспользуемся ординатами с эпюры линии влияния для одного крана.

Расчетная вертикальная нагрузка на колонны от одного крана:

D'_max=γ_n*γ_f*0,5F_nmax*Σy_i=0,95*1,1*140*0,5*(1+0,633)=119,45 кН;

D’_min=γ_n*γ_f*0,5F_nmin*Σy_i=0,95*1,1*64*0,5(1+0,633)=54,61 кН;

Силы D’_maxи D’_min действуют одновременно на консолях стоек с такими же эксцентриситетами, что и сила F₇ и учитываются как длительные.

Первое загружение: сила D’_max приложена к крайней левой стойке рамы с моментом:

M’_Dmax=D’_max*e_f7=119,45*0,55=65,70 кНм

Сила D’_min приложена к средней стойке рамы с моментом:

M’_Dmin=D’_min*e_f7=54,61*0,75=40,96 кНм

Второе загружение: сила D’_min приложена к крайней левой стойке рамы с моментом:

M’_Dmin=D’_min*e_f7=54,61*0,55=30,04 кНм

Сила D’_max приложена к средней стойке рамы с моментом:

M’_Dmax=D’_max*e_f7=119,45*0,75=89,59 кНм

Расчетная горизонтальная нагрузка от торможения тележки крана с грузом от 2-х кранов:

Т=γ_n*γ_f*Н_n*Σy_i=0,95*1,1*5,18*(1+0,614+0,905+0,556)=16,63кН;

Рисунок 7. Расчетные схемы от крановых нагрузок: а, б – от кратковременного действия; в, г – от длительного действия; д – горизонтальной на левую колонну; е – горизонтальной на среднюю колонну;

Ветровая нагрузка

Нормативное значение ветрового давления по [2] для III района .

Расчетное значение средней составляющей ветровой нагрузки

где коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте (для типа местности В по [2, табл. 6] составляет следующие величины: на высоте 5 м – на высоте 10 м – и на высоте 20 м – );

аэродинамический коэффициент, устанавливаемый по прил. 4 в зависимости от схемы здания. Для данного проекта при действии ветра слева направо для наветренной поверхности здания для подветренной стороны (при условии .

Определим по линейной интерполяции значение для высоты 13,200 м:

Определим по линейной интерполяции значение для высоты 16,200 м:

Найдем расчетные значения ветрового давления по поверхности стен на всех отметках:

Отметка +5,000

С наветренной стороны:

С подветренной стороны:

Отметка +10,000

С наветренной стороны:

С подветренной стороны:

Отметка +13,200

С наветренной стороны:

С подветренной стороны:

Отметка +16,200

С наветренной стороны:

С подветренной стороны:

Рисунок 8. Эпюра расчетного ветрового давления по поверхности стен

Приведем расчетную равномерно распределенную нагрузку на отметках +16,200 и +13,200 в горизонтальную сосредоточенную на отметке +13,200:

С наветренной стороны:

С подветренной стороны:

Эпюре расчетных нагрузок между отметками -0,150 и +13.200 соответствуют эквивалентные по моменту в заделке стоек равномерно распределенные нагрузки с наветренной W₁ и подветренной W₂ сторон по длине стоек. Данные величины определим следующим образом:

W₁=0,228*12 = 2,74 кН/м (наветренная сторона);

W₂=0,142*12 = 1,70 кН/м (подветренная сторона);

Рисунок 9. Схема загружения от ветровой нагрузки