Учебники 80225

2. СБОР НАГРУЗОК

На поперечную раму здания действуют постоянные и временные нагрузки. К постоянным нагрузкам относится собственный вес несущих и ограждающих конструкций. К временным нагрузкам: снеговая длительная и кратковременная, ветровая нагрузка, крановая от давления веса крана с грузом (вертикальная) и от торможения тележки крана (горизонтальная).

2.1.Постоянные нагрузки (Загружение 1)

На поперечную раму действуют следующие нагрузки: собственный вес стропильной конструкции, вес плит покрытия и кровли, собственный вес колонн. Данные нагрузки принимаем по табл. из курсового проекта (КП-2). Для примера, аналогичная таблица сбора постоянных нагрузок на покрытие приведена ниже (табл. 3).

ɣ – удельный вес железобетона, 25 кН/м3, V – объем конструкции, м3,

L0 – расчетная длина фермы, м, hred – приведенная высота плиты, м,

пустотная плита с круглыми пустотами - hred=120 мм, пустотная плита с овальными пустотами - hred=95 мм,

9

ребристая плита - hred=105 мм, B – шаг стропильных конструкций, ƍ – плотность материала, кг/м3,

t – толщина конструкции, м.

При этом возможен учет собственного веса стропильной конструкции (фермы) в программном комплексе автоматически (в этом случае нагрузку от фермы из табл. 3 необходимо исключить).

Собственный вес колонны учитывается отдельно для верхней и нижней частей колонны. Определяется как произведение удельного веса железобетона (2500 кг/м3) и объема конструкции и прикладывается в виде сосредоточенной нагрузки в верхние узлы стержней, моделирующие соответствующие колонны (или равномерно-распределенной, определяемой путем отношения сосредоточенной нагрузки и высот соответствующих частей колонн).

Расчетная схема с действующими постоянными нагрузками на поперечную раму приведена на рис. 10.

Рис. 10. Постоянные нагрузки (Загружение 1)

2.2.Снеговая нагрузка (Загружения 2 и 3)

Расчет снеговой нагрузки производится согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» раздел 10.

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле:

ли, определяется по таблице 10.1 [1] в зависимости от снегового района Российской Федерации, определяемого по карте 1 приложения Ж [1];

10

ский коэффициент одинаковым для вертикальных стен и покрытий, для наветренной стороны 0.8 и для подветренной -0.5 (знак «минус» соответствует направлению ветра от соответствующей поверхности).

На каждую раму действует ветровая нагрузка, собранная с ее грузовой площади, ширина грузовой площади равна шагу поперечный рам В.

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке ɣf =1.4.

Расчетное значение погонной (на 1м/п высоту колонны) ветровой нагруз-

ки:

водится к эквивалентной сосредоточенной.

Т.к. воздействие направление ветровой нагрузки может быть различным, необходимо рассмотреть минимум два варианта загружения, когда одна сторона наветренная другая подветренная и наоборот, см. рис. 14.

Рис. 14. Ветровые нагрузки (Загружения 4 и 5)

13

2.4.Крановые нагрузки

Нагрузки от мостовых кранов определяют согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» раздел 9. Нагрузки от кранов зависят от групп режимов их работы, примерный перечень см. приложение В [1].

Согласно п. 9.13 [1], вертикальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости рам, колонн, фундаментов, а также оснований в зданиях с мостовыми кранами в нескольких пролетах следует принимать на каждом пути (в каждом пролете) не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздей-

ствию кранов (соответственно вертикальные крановые нагрузки учитываются в каждом пролете не более чем двух кранов). Под путем понимаются обе подкрановые балки, несущие один мостовой кран.

Согласно п. 9.15 [1], горизонтальные нагрузки (в частности от торможения тележки крана) при расчете прочности и устойчивости рам, колонн, стропильных и подстропильных конструкций, фундаментов, а также оснований следует учитывать не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов, расположенных на одном крановом пути или на разных путях в одном створе (соответственно горизонтальные нагрузки, вызванные тор-

можением тележки крана учитываются не более чем от двух кранов во всём здании, одновременно работающих в одном пролете или в разных пролетах).

При учете работы двух кранов, согласно п. 9.19 [1], нагрузки от них необходимо умножать на коэффициент сочетаний:

ψ=0,85 – для групп режимов работы кранов 1К-6К; ψ=0,95 – для групп режимов работы кранов 7К,8К. При учете работы четырех кранов:

ψ=0,7 – для групп режимов работы кранов 1К-6К; ψ=0,8 – для групп режимов работы кранов 7К,8К.

Основные характеристики кранов (включая давление колеса и массу крана) см. таб. 1.

2.4.1. Вертикальная нагрузка от давления колес крана с грузом (Загружения 6, 7, 8 и 9)

Максимальная нормативная вертикальная нагрузка, приходящаяся на одно колесо крана (Р , ), определяется по таб. 1. Минимальная нагрузка (с про-

тивоположной стороны крана) определяется по формуле:

14

где Q – грузоподъемность крана, принятая по исходным данным кр –масса крана с тележкой;

– число колес на одной стороне крана (как правило, =2); Согласно п.9.8 [1] коэффициент надежности по нагрузке для крановых

нагрузок принимаем равным 1,2 для всех режимов работы крана. Расчетное

Рис. 15. Линия влияния опорных реакций подкрановых балок на колонну

ния нижнего (подкранового) участка колонны (определяется геометрическим путём). Вследствие чего в расчетные нагрузки включаются моменты, действующие одновременно с вертикальным давлением и приложенные в те же узлы расчетной схемы:

=∙

Основные варианты загружения вертикальной крановой нагрузкой при совмещении двух кранов в одном пролете представлены на рис. 16 (Загружения 6, 7, 8 и 9). При этом возможны комбинации данных загружений, представленных на рис. 16 при учете совмещения в одном створе четырех кранов двух пролетов.

15

Рис. 16. Основные варианты загружения вертикальной крановой нагрузкой (Загружения 6, 7, 8 и 9; учитываются все возможные комбинации данных загружений)

2.4.2. Горизонтальная нагрузка от торможения тележки крана

(Загружения 10, 11, 12 и 13)

Согласно п 9.4 [1], горизонтальную нагрузку необходимо учитывать при расчете поперечных рам зданий, при этом нормативное значение горизонтальной нагрузки, направленной поперек кранового пути и вызываемой торможением электрической тележки, следует принимать равным:

-для кранов с гибким подвесом груза – 0,05 суммы подъемной силы крана

ивеса тележки;

-для кранов с жестким подвесом груза – 0,1 суммы подъемной силы крана и веса тележки.

Тогда расчетная нагрузка от торможения краном, передаваемая одним ко-

лесом определяется по формуле:

груза;

тележ – масса тележки.

Горизонтальная сила от торможения тележек двух мостовых кранов сближенных в одном пролете:

Т = ѱ ∙ ∙

Варианты загружения рамы горизонтальной крановой нагрузкой представлены на рис. 17 (Загружения 10, 11, 12 и 13). При этом не допускаются ком-

16

бинации данных загружений, представленных на рис. 17. Из загружений 10…13 (рис. 17) учитываются только одно, оказывающее наиболее неблагоприятное воздействие.

Рис. 17. Тормозная крановая нагрузка (Загружения 10, 11, 12 и 13; учитывается только одно, любое, «наихудшее» загружение)

Согласно п. 9.6, горизонтальные нагрузки от торможения моста и тележки крана считаются приложенными в месте контакта ходовых колес крана с рельсом, то есть к надкрановой части колонны.

Далее этапы сбора нагрузок, действующих на поперечную раму промышленного здания с мостовыми кранами, рассмотрим на примере.

Постоянные нагрузки, действующие на поперечную раму.

Расчетная постоянная нагрузка от веса фермы задается в зависимости от жесткости элементов как собственный вес в программе. Расчетная постоянная нагрузка от веса покрытия принимается равномерно распределенной по длине ригеля из табл. 4.

17

18