4 Сбор нагрузок

Нагрузка от веса покрытия включает в себя нагрузку от веса кровли, профилированного настила и прогонов, а также от веса конструкции шатра.

Для удобства расчетов сведем все нагрузки в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 – Определение постоянной нагрузки на ферму

Элементы покрытия	Нормативная нагрузка gan, кН/м2	γf	Расчётная нагрузка ga, кН/м2
Гидроизоляция 2слоя техноэласта с посыпкой	0,1	1,3	0,13
Утеплитель – минераловатные плиты РУФ БАТТС толщина t=150 мм=0,15 м; γ=160 кг/м3	0,24	1,3	0,312
Пароизоляция – 1 слой изопласта	0,05	1,3	0,065
Профнастил Н57-750-0,7	0,087	1,05	0,091
Сплошные прогоны l=12 м ][№40Б2 по ГОСТ 26020-83	0,182	1,05	0,191
Вес конструкции шатра (фермы, связи…)	0,6	1,05	0,63
Всего: gan = 1,26 ga =1,42

Расчётная нагрузка от собственного веса покрытия на 1 пог. м. ригеля

q_а = g ∙B_fr ∙ =1.42∙12∙1,1 = 18,74 кН/м

γ_n=1,1 – коэффициент надежности по ответственности.

Постоянная нагрузка на колонны

Расчетная нагрузка от собственного веса покрытия на колонны рамы

G_1g= 0,5∙q_a ∙L = 0,5∙18,74∙36= 337,26 кН.

Расчётную нагрузку от веса стенового заполнения не учитываем, т.к. по заданию приняты самонесущие стены, передающие свой вес на фундаментные балки.

Расчетный вес колонны:

Верхняя часть (20%):

F₂=G_B=1,1∙1.05 ∙0.2 ∙12 ∙18 ∙0.45= 22,45 кН

F₁=G_н=1,1∙1.05 ∙0.8 ∙12 ∙18 ∙0.45= 89,81 кН

0.45 кН/м² – примерный расход стали на колонны производственного здания при грузоподъемности мостового крана ≈ 30 тс

(12∙18) м² –грузовая площадь, приходящаяся на колонну

γ_f=1.05

Снеговая нагрузка

S_g=2,4 кН/м²- расчетное значение веса снегового покрова на 1м².

Нормативное значение снеговой нагрузки:

S_g,n= 0,7S_g∙с_ec_tμ=0,7∙1,8∙1∙1∙1=1,68 кН/м²

Коэффициент перехода от веса снегового покрова на уровне земли к снеговой нагрузке на покрытие μ=1

с_e=1,0 коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий [2]

c_t= 1 –термический коэффициент

Линейная расчетная нагрузка на ригель рамы:

q_s=1,1∙1,4∙1,68∙12 = 31,05 кН/м

Расчетная нагрузка на колонну рамы от снега:

F_s=0,5∙q_s∙L=0.5∙31,05∙36= 558,84кН.

Ветровая нагрузка

Расчетное значение ветровой нагрузки w следует определять по формуле:

где w_m- нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли;

w_m -значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки на высоте z.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m на высоте z над поверхностью земли следует определять по формуле

w_m = w₀ k(z_e)c

где w₀ = 0,48— нормативное значение ветрового давления для IV ветрового района (табл. 11.1.4 [2]);

k(z_e) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z_e(см. 11.1.5 и 11.1.6 [2]);

Поправочные коэффициенты, учитывающие изменение ветрового давления по высоте для типа местности «В» составят:

Z, м	k
до 5,00	0,50
10	0,65
18	0,81
22,35	0,879

Примечание: Высота Z принимается от поверхности земли.

с - аэродинамический коэффициент (см. п. 11.1.7 [2]).

Аэродинамические коэффициенты выбираются по таблице Д.2 приложения Д.1.2[2] (напор, отсос):

с наветренной стороны:

с заветренной стороны:

Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки w_pна эквивалентной высоте z_eследует определять следующим образом:

где z(z_e) - коэффициент пульсации давления ветра, принимаемый по таблице 11.4[2] или формуле (11.6[2]) для эквивалентной высоты z_e(см. 11.1.5 [2]);

Коэффициент пульсации давления ветра

Z, м	z
до 5,00	1,22
10	1,06
18	0,948
22,35	0,906

v=0,518 – коэффициент пространственной корреляции пульсации давления ветра, принимаемый по табл. 11.6 и прил. Д1 [2] при ρ=b=228м и χ=h=22,35 м

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке (п. 11.1.12 [2]).

Расчётная линейная ветровая нагрузка на колонну рамы определяется по формуле:

1. Со стороны напора ветра:

_{До 5 м:}

_{10 м:}

18 м:

22.35 м:

2. Со стороны отсоса ветра:

_{До 5 м:}

₁0 м:

18 м:

22.35 м:

Расчетная равномерно распределенная эквивалентная нагрузка на колонну с наветренной стороны:

,

Со стороны отсоса:

,

Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки в уровне низа ригеля:

;

.

Рисунок 4.1 – Схема приложения постоянных и временных нагрузок

Нагрузка от мостовых кранов

Нормативное давление колеса крана на рельс:

где:

G_CB = 60 кН – собственный вес подкрановой балки (табл. 12.1 [4]. Принят из расчёта 35 кг/м² здания);

- полезная нормативная нагрузка на тормозной площадке;

- ширина тормозной площадки для h₁=1000 мм;

y_i - ординаты линии влияния по рисунку 4.2.

Рисунок 4.2 -К определению нагрузки от мостовых кранов

Минимальное нормативное давление колеса крана:

,

где G_C = 554 кН – масса крана с тележкой;

Q=30 т – грузоподъемность крана;

Подставляя числовые значения в формулу, получим:

Сосредоточенные моменты от вертикальных сил давления колеса крана D_max и D_min:

;

где .

Расчетное усилие поперечного торможения на колонну:

,

где ,

G_ct =85 кН – вес тележки.

Условно считаем, что сила Т приложена в уровне уступа колонны.

Рисунок 4.3 -Схема приложения крановых нагрузок

Все нагрузки, действующие на раму, сведены в сводную таблицу 2 нагрузок.

Таблица 4.2 - Сводная таблица нагрузок

Виды нагрузок	Обозначение	Ед. изм.	Величина
а) Постоянная 1. От собственного веса покрытия: на ригель рамы на колонны рамы 2. Расчетный вес колонн с учетом поверностной массы стен и остекления: Верхняя часть колонны Нижняя часть колонны б) Временные 1. Снег на ригель рамы на колонны рамы 2. Вертикальное давление кранов Наибольшее Наименьшее Нагрузочные крановые моменты Наибольший Наименьшее 3. Поперчное торможение кранов 4. Равномерное распределение давление ветра на стойки Активное Отсос Сосредоточенное давление ветра на шатёр Активное Пассивное	g G1g F2 F1 qs FS Dmax Dmin Mmax Mmin T qwa,e qwp,e Wa WP	кН/м кН кН кН кН/м кН кН кН кН∙м кН∙м кН кН/м кН/м кН кН	18.74 337.26 22.45 89,81 31,05 558,84 1119,91 426,79 559,96 213,39 30,4 7,44 4,65 27,93 17,46