2. Геометрия и размеры колонн.

Расстояние от пола до головки подкранового рельса H_B = 10,8м. Высота надкрановой части ступенчатой колонны определяется из условия:

Н_в = + ^Нр + ^Нкр + = 1 + 0,15 + 2,3 + 0,1 = 3,55 м

Высота подкрановой части колонн:

Н_н = Н_гкр - Н_р - Н_п£ + а₁ = 10,8 - 0,15 -1 + 0,15 = 9,8+3,9=13,7 м .

Полная высота колонны при минимальном значении S :

Н_к = Н_Н + Н_в = 9,8 + 4,25 = 14,05 м.

Тогда габаритный размер здания H = H_K - а_х = 13,7 - 0,15 = 13,55м, что не кратно модулю 0,6 м. Условию кратности размера H = 13,8 м. отвечает высота надкрановой части Н_в^нов = Н_в + Δ = 3,9 + 0,35 = 4,25м, при которой Н_к = Н_Н + Н_в = 9,8 + 4,25 = 14,05 м. H = H_K - а₁ = 14,05 - 0,15 = 13,9 м (рис.1,а).

Типы колонн

Размер сечения колонны.

- крайних в подкрановой части ) .

)= Принимаем

Т.к.

В надкрановой части (рис. 3): λ+"δ"-В_КР - δ_КР = 0,75 + 0,26 - 0,06 = 0,43 м, где: λ = 0,4м - привязка кранового пути к разбивочной оси;

"δ"= 0,25 м - привязка осей крайних колонн к разбивочным осям;

В_кр = 0,3м - расстояние от оси кранового рельса до торца крана (прил. 15);

δ_КР = 0,06 м - минимально допустимый зазор между торцом крана и гранью колонны.

Полученное значение округляется в меньшую сторону кратно 100 мм. Принимаем h_e = 0,4 м.

Ширина колонны «b» принимается большей из трёх значений, кратной 100 мм:

B = *Н_к == 0,460 м

B = *Н_н == 0,49 м

b ≥ 0,5 м - для шага колонн 6 м;

Принимаем B= 0,4

-средних: h_H == 1,05 м (1100 мм.)

0,6м - из условия опирания стропильных конструкций.

B = *Н_к == 0,456 м

B = *Н_н == 0,49 м

B ≥ 0,5м.

Окончательно принимаем ширину средних колонн b = 500мм (рис. 2).

1.3. Определение нагрузок на раму.

Постоянные нагрузки

- от покрытия = 195,69 кН

-от фермы

Расчетная нагрузка на крайнюю колонну от веса покрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания:

G₁ = (195,69 + 81,95)*0,95 = 245,29 кН; на среднюю

G₂ = 2*Gj = 2*245,29= 490,58 кН.

Нижняя стеновая панель самонесущая, вышерасположенные - навесные.

Расчетная нагрузка от веса подкрановых балок и кранового пути.

Вес подкрановой балки пролетом 6м - 42 кН (прил. 21), а кранового пути 1,5 кН/м. Следовательно, расчетная нагрузка на колонну:

G_с.в= (115 +1,5 -6)-1,1- 0,95 = 129,58кН.

Расчетная нагрузка от веса колонн

Крайние колонны:

• надкрановая часть G_c1,t = 0,4 * 0,4 * 3,9 * 25 *1,1 *0,95 = 16,3кН;

• подкрановая часть G_c1,_b = [ 0,4 * 0,25 *9,8 - 2 + (1,25 + 2 * 0,4) * 0,4(1,1 - 2 *0,25)]25 *1,1 * 0,95 = 61,97кН .

Средние колонны:

• надкрановая часть G_c2t = 0,4 * 0,4 *3,9 * 25 *1,1* 0,95 = 16,3кН ;

• подкрановая часть G_c2,_b = [ 0,4 - 0,25 - 9,4 - 2 + (1,25 + 2 - 0,4) - 0,4(1,1 - 2*0,25)]25 -1,1* 0,95 = 61,97кН .

Временные нагрузки.

Снеговая нагрузка. Район строительства - г. Челябинск, относящийся к II району по весу снегового покрова, для которого S_q = 1800 Н / м²

Расчетная снеговая нагрузка при S_q = 1,8 :

-на крайние колонны P_sn1 = S_q * B* = y_n = 1,8*6*18/2*0,95 =92,34 кН

• на средние колонны P_sn2 = 2 *92,34= 184,68 кН

Крановая нагрузка. Вес поднимаемого груза Q = 250кН

. Пролет крана 18-2*0,75=16,5 м. Согласно база крана М=5600 мм, расстояние между колесами К=4400 мм, вес тележки G_n=60 кН, F_{n max}=161кН, F_n,_min=67 кН.

Расчетное максимальное давление колеса крана при γ_f = 1,1:

F_max = Fn,_m* γ_f * γ_n =161-1,1 - 0,95 = 168,24кН

F_min=67*1.1*0.95=70,01 кН

Расчетная поперечная тормозная сила на одно колесо:

H_max = =*0,5-y_f -y_n = -0,5-1,1-0,95 = 8,09кН .

Вертикальная крановая

нагрузка на колонны от двух сближенных кранов с коэффициентом сочетаний у i = 0,85:

D_max = F_max * *Σy = 168,24 - 0,85 - (0,563 +1 + 0,896 + 0,458) = 417,14кН;

D_min = F_min * *Σy = 70,01-0,85-(0,563 +1 + 0.896 + 0,458) = 173,88кН,

Σy = 0,563 +1 + 0,896 + 0,458 = 2,917 - сумма ординат линий влияния давления двух подкрановых балок на колонну (рис.4,б).

Вертикальная нагрузка от четырех кранов на среднюю колонну с коэффициентом сочетаний у = 0,7 равна:

2D_max = 2 *168,24-0,7 - 2,917 = 687,05кН;

на крайние колонны: D_min = 70,01- 0,7 - 2,917 = 142,95кН;

Горизонтальная крановая нагрузка от 2-х кранов при поперечном торможении:

H = H_max *Σy = 8,09- 0,85 - 2,917 = 20,05кН

Горизонтальная сила поперечного торможения приложена к колонне на уровне верха подкрановой балки на отметке Н_ПЕ = 10,65м . Относительное расстояние по вертикали от верха колонны до точки приложения тормозной силы Н_к- Н_ПЕ = 14,05-10,65 = 3,4:

• для крайних колонн β₁ = 3,4 /14,05 = 0,24;

• для средних колонн β₂ = 3,4 /14,05 = 0,24.

на высоте	5 м	- 0,5;		= 150Н / м2
то же	10 м	-- 0,65;		= 195Н/М
то же	20 м	- 0,85;		= 255Н / м2
то же	40 м	- 1,1;		= 330Н/м2

Ветровая нагрузка. г. Челябинск расположен во III районе по ветровому,

На высоте 14,4 м в соответствии с линейной интерполяцией (рис. 5):

W₅ = W₂ + *(13,55 -10) = 195 + *3,55 =216,3Н/ м²

На уровне парапета (отм. 15.6м.)

W₆ = W₃ + *(15,35 -10) = 255 + *5,35 = 271,05Н/ м².

b

Переменное по высоте ветровое давление заменим равномерно распределен­ным, эквивалентным по моменту в заделке консольной стойки длиной 14,4 м

аэродинамического коэффициента для наружных стен согласно принято:

- с наветренной стороны с_е = 0,8 , с подветренной с_ез = -0,5 (здесь L_b и L)

Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отметки Н=13,55 м при коэффициенте надежности по нагрузке у _f = 1,4:

- с наветренной стороны q_i =

- с подветренной стороны q₂ =

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка между отметками 14,4м и 16,2м:

W= *(16,20-H)*