Типы колонн.

Размер сечений колонн крайних: в подкрановой части h_н = == 1,1м – для кранов грузоподъемностью 50 т. Т.к.h_н>0,9 м, то принимаем колонну двухветвевой.

В надкрановой части:

h_в = λ + "δ" – В_кр – δ_КР = 0,75+0,25 – 0,3 - 0,06 = 0,64м,

λ – привязка кранового пути

"δ" – привязка колонны

В_кр – расстояние от оси кранового рельса до торца крана

δ_КР – минимально расстояние между торцом крана и колонной

Принимаем h_в = 0,6м

Ширина колонны принимается большей из 3х значений, кратным 100мм:

b =

b =

b>0,5м (для шага колонн 12 м)

Окончательно принимаем :

b= 0,6 м

Геометрические размеры колонн:

а) надкрановая часть б) подкрановая часть

Размер сечений средних калонн: в подкрановой части h_н = == 1,7м – для кранов грузоподъемностью 50 т. Т.к.h_н>0,9 м, то принимаем колонну двухветвевой.

В надкрановой части:

h_в = λ + "δ" – В_кр – δ_КР = 0,75+0,25 – 0,3 - 0,06 = 0,64м,

λ – привязка кранового пути

"δ" – привязка колонны

В_кр – расстояние от оси кранового рельса до торца крана

δ_КР – минимально расстояние между торцом крана и колонной

Принимаем h_в = 0,6м

Ширина колонны принимается большей из 3х значений, кратным 100мм:

b =

b =

b>0,5м (для шага колонн 12 м)

Окончательно принимаем :

b= 0,8 м

Геометрические размеры колонн:

а) надкрановая часть б) подкрановая часть

1. Определение нагрузок на раму

Постоянные нагрузки

Нагрузки от веса покрытия

Элемент покрытия	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке, γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
Рулонный ковер	0,100	1,3	0,130
Цементно-песчаная стяжка	0,630	1,3	0,819
Плитный утеплитель	0,360	1,2	0,432
Пароизоляция	0,050	1,3	0,065
Железобетонные ребристые плиты покрытия размером в плане 3х12 м	2,050	1,1	2,255
ИТОГО: g	3,190		3,701

Таблица 1

Расчетное опорно давление фермы:

- От покрытия:

- От фермы:

Для пролета 18 м, шага колонн 12 м, г. Вологда (4 снеговой район) вес фермы=78-94 кН.

1,1 – коэффициент по нагрузке.

Расчетная нагрузка на крайнюю колонну от веса покрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания γ_n = 0,95

на среднюю:

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей на участке

между отметками 6.600 …10.800м:

На участке между отметками 19,8…22,2 м:

=2,5 кН/м2 – собственный вес стен, принимаемый в

зависимости от режима здания и шага В;

=0,4 кН/м2 – собственный вес остекления;

- высота стеновых панелей, - высота окна.

Расчетная нагрузка от веса подкрановых балок и кранового

пути. Вес подкрановой балки пролетом 12м –115 кН, а

кранового пути 1,5 кН/м.

Следовательно, расчетная нагрузка на колонну:

кН.

Расчетная нагрузка от веса колонн:

- крайних:

Надкрановой части:

Подкрановой части:

- средних:

Надкрановой части:

Подкрановой части:

Временные нагрузки

Снеговая нагрузка

Район строительства – г.Вологда, который относится к IV району по весу снегового покрова, для которого нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли Sq= 24 кН/м².

Расчетная снеговая нагрузка:

– на крайние колонны:

,

где  – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаем  = 1;

– на средние колонны:

кН.

Крановая нагрузка

Вес поднимаемого груза Q = 500 кН. Пролет крана 28 - 20,75 = 16.5 м. Согласно ГОСТу на мостовые краны, база крана М = 5600 мм, расстояние между колесами К =5250 мм, вес тележки Gn = 130 кН, максимальное и минимальное давление колес, соответственно, Fn,max = 360 кН и Fn,min = 110 кН.

Расчетные максимальное и минимальное давление колеса крана при коэффициенте надежности по нагрузке f = 1,1:

кН;

кН.

Расчетная поперечная тормозная сила на одно колесо:

кН.

Вертикальная крановая нагрузка от двух сближенных кранов берется с коэффициентом сочетаний  = 0,85 и равна:

,

где у – сумма ординат линий влияния давления опорного двух подкрановых балок на колонну (рис. 5).

Рис. 5. Линия влияния опорного давления подкрановых балок.

Таким образом,

;

кН;

кН.

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

кН;

то же, на крайние колонны

кН.

Горизонтальная крановая нагрузка от двух кранов при поперечном торможении:

кН.

Горизонтальная сила поперечного торможения приложена к колонне на уровне верха подкрановой балки на отметке 7,85 м. Относительное расстояние по вертикали от верха колонны до точки приложения тормозной силы для крайних и средних колонн Hk-Hп.б.=11,4-7,85=3,55м

Для крайних колонн

.

Для средних колонн

Ветровая нагрузка

Район строительства – г. Вологда расположен в I районе по ветровому давлению, для которого нормативное значение ветрового давления w₀ = 0,23 кН/м2.Для местности типа В коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте здания z, будет таким, как в таблице 2.

Таблица 2. Значения коэффициента k

Высота z, м	k	wm, Н/м2
5	0,5	115
10	0,65	149,5
20	0,85	195,5
40	1,1	253

На высоте 11,4 м от уровня земли в соответствии с линейной интерполяцией .

На уровне верха покрытия (отм. 13,2 м от земли)

.

С учетом полученных значений k построим схему распределения ветровой нагрузки по высоте здания (рис. 6).

Рис. 6. Распределение ветровой нагрузки по высоте здания.

Переменное по высоте ветровое давление заменим равномерно распределенным, эквивалентным по моменту в заделке консольной стойки длинной 24,15 м:

При условии

значения аэродинамического коэффициента для наружных стен принято с наветренной стороны се = 0,8, с подветренной се3 = -0,5.

Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отметки 20,4 м при коэффициенте надежности по нагрузке f = 1,4:

– с наветренной стороны

Н/м;

– с подветренной стороны

Н/м.

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отметки 20,40 (24,15)м:

Н ≈ 5,98 кН,

где S – площадь трапеции, обозначенной на рис. 6 крестом.