медодичка РСК

21

Рис. 8. Разрез здания

Схема расположения колес крана с нагрузкой на подкрановой балке представлена на рис. 9.

В задании необходимо определить расчетные усилия, т.е. наибольшие изгибающие моменты и поперечные силы в подкрановых балках.

Т.к. нагрузка подвижная, то сначала необходимо определить такое ее положение, при котором расчетные усилия в балке будут наибольшими.

Подкрановые конструкции рассчитывают на нагрузку от двух сближенных кранов большей грузоподъемности из имеющихся в пролете, с тележками, тормозящими близко от одной из колонн, т.е. когда одновременно действует наибольшие вертикальные и горизонтальные силы.

Наибольшая поперечная сила в подкрановой балке будет при таком положении колес кранов, когда одно из колес находится непосредственно над опорой, а остальные расположены как можно ближе к этой же опоре. Значит, располагаем над опорой колесо одного из кранов (см. рис. 10).

© кафедра ТПМ ДонНАСА

22

Сбор крановой нагрузки произведём в соответствии с ДБН В.1.2-2:2006 (п.7) [1] или Приложением 6.

Наибольшее давление на колонну:

вертикальной нагрузки от одного колеса крана на той стороне, к которой приближена тележка с грузом.

Gп.к. = gnk B = 6·12м = 72 кН – учитывает вес подкрановых конструкций,

ориентировочно в зависимости от пролета подкрановой балки (6…30 м) вес 1 м подкрановых конструкций при грузоподъемности крана 5…15; 20…50 и более 50 т может быть принят соответственно 2-6; 4-8 и 6-12 кН/м.

γ fm =1.1 - коэффициент надежности по предельному расчетному

значению крановой нагрузки, по Приложению в зависимости от заданного среднего периода повторяемости Т = 50лет.

ψ - коэффициент сочетаний, ψ =0,85, по Приложению 6;

уi - ордината линии влияния опорной реакции колонны;

n – число колес всех кранов, передающих нагрузку на рассматриваемую колонну;

© кафедра ТПМ ДонНАСА

23

F0,max - характеристическое значение наибольшей вертикальной нагрузки одного колеса крана на той стороне, к которой приближена тележка с грузом,

F0,max = Fк,max = 390кН

Fm,max =γ fmψF0,max =1,1 0,85 390кН =364,65кН

вертикальной нагрузки от одного колеса крана на колону, удаленную от тележки с грузом.

F0,min = (Q +Gк )− F0,max

n0

где Q=300 кН – грузоподъемность крана, Gk=800 кН – вес тележки и моста крана

n0 - число колес на одной стороне крана,

Fomin =(Q+G)/n0 - Fomax =(300+800)/2 - 390 =160 кН, n0=2 колеса

Fm,min x =γ fmψF0,min =1,1 0,85 160кН =149,6кН

n

Dmin = Fm,min ∑yi +Gп.к. =149.6 2.856+72 =499.258кН

i=1

Поскольку в расчетной схеме колонна представлена в виде прямолинейного стержня, необходимо определить моменты, действующие на раму от сил Dmax и Dmin .

Подкрановые балки установлены с эксцентриситетом по отношению к оси колонны, поэтому в раме от их вертикального давления D возникают сосредоточенные моменты, на которые рассчитывается рама

M max = Dmax eк =1113,44·0,625 = 695,9к9 ·м,

© кафедра ТПМ ДонНАСА

24

где ek- расстояние от оси подкрановой балки до ц.т. сечения подкрановой части колонны (для колонн крайнего ряда ek=(0,45...0,55) ·bн (ширины нижней части колонны))

ek=0,5 ·bн=0,5 ·1,25 = 0,625 м

M min = Dmin eк = 499,26·0,625 =312,04 кН·м

Расчетное горизонтальное давление на колонну в уровне верхнего пояса балки определяется по той же линии влияния, что и сила D при том же положении кранов.

Вместо вертикальных сил F здесь прикладываются горизонтальные силы H , приходящиеся на одно колесо мостового крана.

i=1

где H m =γ fm H0 - предельное расчетное значение для горизонтальной нагрузки

других мостовых кранов, направленной поперек кранового пути; где Н0 - характеристическое значение боковой силы от двух наиболее

неблагоприятных по воздействию кранов, расположенных на одном крановом пути или на разных путях в одном створе

H0 = 0,1 Q +Gт = 0.1 300 +125 = 21,25кН ;

п0 2

где Gт - вес тележки крана

Нm = γ fm Н0 =1,1 21,25 = 23,375кН .

Расчетное горизонтальное давление на колонну в уровне верхнего пояса балки от поперечного торможения тележек двух кранов:

n

Тмах = H m ∑y = 23,375 2,856 = 66,76кН

i=1

Расчетная схема с приложением предельных значений крановой нагрузки представлены на рис. 11.

Рис. 11. Схема приложения крановых нагрузок

© кафедра ТПМ ДонНАСА

25

1.6Пример выполнения контрольной работы

1.6.1.Выполнить проверку несущей конструкции по I и II группе предельных состояний на воздействие от постоянной нагрузки

Дано:

Балки покрытия - двутавр № 16. Шаг балок покрытия B=1.2 м. Материал балок ВСт3пс6 (Ry=235 МПа). Покрытие - плоское.

Коэффициенты надежности по назначению γn1 =1, γn2 = 0,95 .

Таблица 3. Состав кровли.

1Рубероид с крупнозернистой посыпкой

2Обмазка цементно-песчаным раствором с добавкой латекса толщиной 30 мм

3Керамзит при g = 300 кг/м3 толщиной 90 мм

4Окраска горячим битумом за два раза при толщине слоя 4 мм

5Ж/Б плита из тяжелого бетона толщиной 120 мм

Решение задачи:

Для решения задачи необходимо определить значение постоянной предельной и эксплуатационной расчетных нагрузок на балку покрытия производственного здания, выполненную из двутавра №16.

Рис.12. План балочной клетки

Сбор постоянной нагрузки на балку произведём в соотвествии с ДБН В.1.2-2:2006. Значение коэффициентов надёжности по предельному расчетному значению γ fm определим в соотвествии с табл. 5.1 ДБН В.1.2-2:2006 [1] или

Приложением 2.

Коэффициенты надежности по нагрузке для эксплуатационного γ fе и квазипостоянного γ fр значений следует принимать равными 1,0 в соотвествии с п.5.2 ДБН В.1.2-2:2006 [1].

© кафедра ТПМ ДонНАСА

26

Решение задачи приведём в табличной форме (табл.4). Таблица 4. Сбор постоянной нагрузки на покрытие

Определяем предельную расчетную погонную нагрузку на балку:

qпп = qm B = 437 1,2 = 524.4 кг/м=5.24кН/м

где В = 1.2 м – шаг балок настила.

Определяем эксплуатационную расчетную погонную нагрузку на балку:

qеп = qe B = 384.6 1,2 = 461.52 кг/м=4.62кН/м

Расчетный изгибающий момент в балке:

© кафедра ТПМ ДонНАСА

Характеристики двутавра №16 (ГОСТ 8239-72):

Wnx=109 см3, Ix=873 см4, qб.н.=15,9 кг/м, h=160 мм, t=7,8 мм, d=5,0 мм, R=8,5 мм, b=81 мм.

Проверяем прочность балки (1 –е предельное состояние – по потере несущей способности и непригодности к эксплуатации):

где γс = 1,1 (определяется по СНиП II-23-81* «Стальные конструкции» [4], таб. 6, п.8. или Приложению 8);

Ry = 235МПа=2350кг/см2 из стали ВСт3пс6 (определяется по СНиП II-23- 81* «Стальные конструкции», таб. 51* [4]);

здоровья людей;

γn2 = 0,95 - коэффициент, учитывающий возможный материальный ущерб.

ψ - коэффициент сочетания нагрузок определяется по ДБН В.1.2-2:2006, п.4.18 [1,7]. Поскольку предполагается проверка конструкции покрытия на вероятность одновременного появления только постоянной нагрузки ψ =1.

Жесткость балки (2–е предельное состояние – по непригодности к нормальной эксплуатации по условиям деформативности):

Максимальный допустимый прогиб f определяется в соответствии с ДСТУ Б В.1.2-3:2006 «Прогибы и перемещения» [3] или по Приложению 7 в зависимости от типа конструкций, пролета балок…

Из проверок следует, что прочность и жесткость балки обеспечена.

© кафедра ТПМ ДонНАСА

28

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ЗАДАНИЕ НА РПР

© кафедра ТПМ ДонНАСА

29

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПОСТОЯННЫЕ НАГРУЗКИ (ДБН В.1.2-2:2006 «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ») [1]

Эксплуатационное расчетное значение веса конструкций и грунтов принимается равным характеристическому.

Предельное расчетное значение веса конструкций и грунтов определяется умножением характеристического значения на коэффициент надежности по предельной нагрузке γ fm ,

приведенный в табл. П1. Коэффициенты надежности по нагрузке для эксплуатационного γ fе и квазипостоянного γ fр значений следует принимать равными 1,0.

Таблица П1

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. СНЕГОВЫЕ НАГРУЗКИ (ДБН В.1.2-2:2006 «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ») [1]

1.Коэффициент надежности по предельному расчетному значению снеговой нагрузки

γfm определяется в зависимости от заданного среднего периода повторяемости Т по табл. П2.

Таблица П2

интерполяцией.

Для объектов массового строительства допускается средний период повторяемости Т принимать равным установленному сроку эксплуатации конструкции Tef.

2. Ce – коэффициент, учитывающий режим эксплуатации кровли, определяемый по 8.9; 8.9. Коэффициент Се учитывает влияние режима эксплуатации на накопления снега на

кровле (очистку, таяние и т.п.) и устанавливается заданием на проектирование.

При определении снеговых нагрузок для неутепленных покрытий цехов с повышенным тепловыделением при уклонах кровли свыше 3% и обеспечении надлежащего отвода талой воды следует принимать Се =0,8.

© кафедра ТПМ ДонНАСА

30

При отсутствии данных о режиме эксплуатации кровли коэффициент Се допускается принимать равным единице.

3. Коэффициент Саlt учитывает высоту H (в километрах) размещения строительного

Формула (8.5) используется для объектов, расположенных в горной местности, и дает ориентировочное значение в запас надежности. При наличии результатов снегомерных съемок, проведенных в зоне строительной площадки, характеристическое значение снеговой нагрузки определяется путем статистической обработки результатов снегомерных съемок и при этом принимается Саlt =1.

4. Схемы снеговых нагрузок и коэффициенты µ

Рис. П1. Здания с односкатными и двускатными покрытиями

Варианты 2 и 3 следует учитывать для зданий с двускатными покрытиями (профиль б),

при этом вариант 2 – при 200 ≤α ≤ 300 , а вариант 3 – при 100 ≤α ≤ 300 только при наличии ходовых мостиков или аэрационных устройств по коньку покрытия.

8.12. Коэффициент надежности по эксплуатационному расчетному значению снеговой нагрузки γ fe определяется по табл. П3 в зависимости от доли времени η, на протяжении

которой могут нарушаться условия второго предельного состояния.

Таблица П3

интерполяцией.

Значение η принимается по нормам проектирования конструкций или устанавливается заданием на проектирование в зависимости от их назначения, ответственности и следствий

© кафедра ТПМ ДонНАСА