1.1 Сбор нагрузок на поперечную раму.

1.1.1 Постоянная нагрузка.

Таблица 1. Постоянная нагрузка на ригель рамы.

№	Вид нагрузки	qn, кН/м2	f	q, кН/м2
1	Стальной профилир. настил t=1,0 мм	0,22	1,05	0,231
2	Прогоны	0,16	1,05	0,168
3	Стропильные фермы, связи, фонарь	0,37	1,05	0,3885
Итого:		0,48		0,7875

q_п = (g₁∙ ) /cosα =(0,7875∙6)/cos(7,125°)=4,725 кН/м, где α – угол наклона верхнего пояса фермы к горизонту.

Нагрузка от подкрановых конструкций:

В нагрузке от подкрановых конструкций учитывается собственный вес подкрановых балок с тормозными конструкциями и собственный вес кранового рельса.

Нормативный вес подкрановой балки длиной 6м для мостового опорного крана, грузоподъёмностью 80 т : G = 8,3 кН. Расчётная сосредоточенная сила от подкрановой балки вычисляется с учетом коэффициента надежности по нагрузке (_f=1,05) и коэффициента, учитывающего вес тормозных конструкций (k_t = 1,5): P₁₁ = G∙ _f ∙k_t = 8,3∙1,05∙1,5=13,07 кН.

Для крана грузоподъемностью 80 т крановый рельс КР-100. Его нормативный вес равен q = 0,89 кН/м. Нагрузка на колонны от кранового рельса равна P₁₂ = q∙ _f ∙S_k = 0,89∙1,05∙6=5,61 кН.

Суммарная нагрузка от подкрановых конструкций составляет:

P₁ = P₁₁ + P₁₂ = 13,07 +5,61 =18,7 кН.

Сосредоточенная сила от подкрановых конструкций действует на нижнюю часть колонн с эксцентриситетом e = h_н /2 = 0, 625 м и создает изгибающий момент

M₁ = P₁ ∙ e = 18,7 ∙0,625=11,67 кН∙м.

1.1.2 Снеговая нагрузка.

Снеговая нормативная нагрузка вычисляется по формуле 10.1[2]:

S = 0,7∙ c_e∙ c_t ∙ ∙ S_g,

где S_g – расчётное значение веса снегового покрова, принимаемое по табл. 10.1 [2] в зависимости от снегового района;

Согласно карте 1 прил. Ж [2], г. Томск расположен в IV снеговом районе, и Sg = 2,4 кН/м².

 – коэффициент перехода от веса снегового покрова к снеговой нагрузке на покрытие;

с_e – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с 10.5 [2]; с_e=1,0;

с_t – термический коэффициент, принимаемый в соответствии с 10.10 [2]; с_t=1;

Снеговая нагрузка приводится к системе сосредоточенных сил, вычисляемых по грузовым площадям аналогично силам от постоянной нагрузки по покрытию.

q_cнег = (0,7∙ c_e∙ c_t ∙ ∙ S_g∙1,4)∙ S_f /cos(7,125°) =

= 0,7∙ 1∙ 1 ∙ 1∙ 2,4 ∙1,4∙ 6/cos(7,125°) = 14,4 кН;

1.1.3 Ветровая нагрузка.

Согласно карте 3 прил. Ж [2], г. Томск расположен в III ветровом районе.

Интенсивность распределенной нагрузки на стойку рамы:

q_w = γ_f ∙ w ∙ В, где

γ_f - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,4;

w - нормативное значение ветровой нагрузки;

В – ширина грузовой площадки;

Нормативное значение ветровой нагрузки w следует определять как сумму средней w_m и пульсационной w_р составляющих:

w = w_m + w_p.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m в зависимости от эквивалентной высоты z_е над поверхностью земли следует определять по формуле:

w_m = w₀∙ k(z_е) ∙ c_е , где

w₀ – нормативное значение ветрового давления;

k(z_e) – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z_е;

c_е – аэродинамический коэффициент внешнего давления.

Нормативное значение ветрового давления w₀ принимается в зависимости от ветрового района.

Коэффициент k(z_e) определяется по таблице 11.2 или по формуле (11.4) в зависимости от типа местности [2].

Значения параметров k₁₀ и α для различных типов местностей приведены в таблице 11.3 [2].

Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки w_p на высоте z_е следует определять при расчете одноэтажных производственных зданий высотой до 36 м при отношении высоты к пролету менее 1,5, размещаемых в местностях типа А и В по формуле:

w_p = w_m∙ ζ(z_е) ∙ ν,

ζ(z_e) – коэффициент пульсации давления ветра, принимаемый по таблице 11.4 или формуле (11.6) [2];

ν – коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра;

ζ (z_e) = ζ₁₀(z_e/10)^-α.

Коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ν следует определять для расчетной поверхности сооружения или отдельной конструкции, для которой учитывается корреляция пульсаций. Если расчетная поверхность близка к прямоугольнику, ориентированному так, что его стороны параллельны основным осям, то коэффициент ν следует определять по таблице 11.6 [2] в зависимости от параметров ρ и χ , принимаемых по таблице 11.7 [2].

Вычисление ветровой нагрузки, приложенной слева:

1. по таблице 11.1 [2] для третьего ветрового района (г. Томск)

w₀=0,38 кПа;

2) по формуле (11.4) [2] коэффициент k(z_e) для типа местности В:

k(z_e) = k₁₀(z_e/10)^2α=0,65∙(19,6/10)^2∙0,2 ≈ 0,85;

3) по приложению Д.1.5 «Здания с продольными фонарями» [2] для вертикальных поверхностей и стен здания коэффициент с_е определяется по таблице Д.2.:

-наветренная стена: с_е=0,8;

-подветренная стена: с'_е= -0,5;

4) нормативные значения средней составляющей ветровой нагрузки:

-наветренная стена: w_m = w₀∙ k(z_е) ∙ c_е=0,38∙0,85∙0,8=0,258 кН/м²;

-подветренная стена: w'_m = w₀∙ k(z_е) ∙ c'_е=0,38∙0,85∙(-0,5)= -0,162 кН/м²;

5) коэффициент пульсации давления ветра для эквивалентной высоты z_e:

ζ (z_e) = ζ₁₀(z_e/10)^-α=1,06∙(19,6/10)^-0,2 ≈0,93;

6) расчетная плоскость продольных стен здания ZOY, следовательно,

ρ=b=126 м, χ=h=h₁=19,6 м, тогда ν ≈ 0,63.

7) нормативные значения пульсационной составляющей ветровой нагрузки w_p:

-наветренная стена: w_p = w_m∙ ζ(z_е) ∙ ν=0,258∙0,93∙0,63≈0,151 кН/м²;

-подветренная стена: w'_p = w'_m∙ ζ(z_е) ∙ ν= -0,162∙0,93∙0,63≈ -0,095 кН/м²;

8) нормативные значения ветровой нагрузки w:

-наветренная стена: w = w_m + w_p= 0,258+0,151=0,409 кН/м²;

-подветренная стена: w' = w_m + w_p= -0,161-0,095= -0,257 кН/м²;

9) интенсивность распределенной нагрузки на стойку рамы:

-наветренная стена: q_w = γ_f ∙ w ∙ В= 1,4 ∙ 0,409 ∙ 6 = 3,436 кН/м;

-подветренная стена: q'_w = γ_f ∙ w' ∙ В= 1,4 ∙ (-0,257) ∙ 6 = -2,159 кН/м;

Рисунок 5. Ветровая нагрузка (направление ветра: слева-направо).

Ветровая нагрузка, приложенная справа, является зеркальным отображением данного загружения.