Рисунок 10.3. Коэффициент высоты сооружения Ch
Эксплуатационное расчетное значение ветровой нагрузки определяется по формуле
(10.9.)
где fe — коэффициент надежности по эксплуатационному значению ветровой нагрузки определяется по табл. 10.11. в зависимости от доли времени , на протяжении которой могут нарушаться условия второго предельного состояния.
Таблица 10.11.
|
|
0,002 |
0,005 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,1 |
|
fe |
0,42 |
0,33 |
0,27 |
0,21 |
0,18 |
0,16 |
0,14 |
0,09 |
Промежуточные значения коэффициента fe следует определять линейной интерполяцией.
Значение принимается по нормам проектирования конструкций или устанавливается заданием на проектирование в зависимости от их назначения, ответственности и следствий выхода за предельное состояние. Для объектов массового строительства допускается принимать = 0,02.
Для объектов массового строительства допускается средний период повторяемости T принимать равным установленному сроку эксплуатации конструкции Tef.
При расчете креплений элементов ограждения к несущим конструкциям в углах здания и по внешнему контуру покрытия следует учитывать местное отрицательное давление ветра с аэродинамическим коэффициентом Caer = –2, распределенное вдоль поверхностей на ширине 1,5 м (рис. 10.4.).
Рисунок 10.4.. Участки с повышенным отрицательным давлением ветра
При проектировании высоких сооружений, относительные размеры которых удовлетворяют условию h/d >7, необходимо дополнительно производить поверочный расчет на вихревое возбуждение (ветровой резонанс); здесь h — высота сооружения, d — минимальный размер поперечного сечения, расположенного на уровне 2/3h.
Ветровая нагрузкана здания и сооружения должна определяться как сумма статической и динамической составляющих.
Статическая составляющая, соответствующая установившемуся скоростному напору, должна учитываться во всех случаях. Динамическая составляющая вызываемая пульсациями скоростного напора, должна учитываться при расчете высотных сооружений (мачт, башен, дымовых труб и т.п.), многоэтажных зданий выстой более 40 м; поперечных рам одноэтажных зданий высотой более 40 м; поперечных рам одноэтажных однопролетных производственных зданий высотой более 36 м при отношении высоты к пролету более 1,5. Такие производственные здания встречаются очень редко, поэтому для основной массы производственных зданий определяется только статическая составляющая ветровой нагрузки, на которую обычно рассчитываются рамы одноэтажных производственных зданий.
Статическая составляющая ветра вызывает давление на здание с наветренной стороны и отсос с противоположной стороны (давление и отсос имеют одно направление).
ж) Крановые нагрузки. Нагрузки от мостовых и подвесных кранов следует определять в зависимости от групп режимов их работы, устанавливаемых ГОСТ 25546, от вида привода и от способа подвеса груза. Нагрузки от мостовыхкранов— это переменные нагрузки, для которых
установлены четыре вида расчетных значений:
— предельные расчетные значения:
для вертикальной нагрузки мостовых кранов
(10.11)
для горизонтальной нагрузки мостовых кранов, направленной вдоль кранового пти
(10.12)
для горизонтальной нагрузки четырехколесных мостовых кранов, направленной поперек кранового пути
(10.13)
— эксплуатационные расчетные значения:
(10.14)
— циклические расчетные значения:
(10.15)
— квазипостоянные расчетные значения:
(10.16)
где fm, fe, fc, fp — коэффициенты надежности по крановой нагрузке: коэффициент надежности по предельному расчетному значению крановой нагрузки fm определяется в зависимости от заданного среднего периода повторяемости T по табл. 10.13.
Таблица 10.13
|
T, лет |
50 |
10 |
1 |
0,1 |
|
fm |
1,1 |
1,07 |
1,02 |
0,97 |
Промежуточные значения коэффициента fm следует определять линейной интерполяцией., Коэффициент надежности по эксплуатационному расчетному значению крановой нагрузки fe принят равным единице.
Коэффициенты надежности по циклическому расчетному значению крановой нагрузки определяются в зависимости от грузовой характеристики g=G/Gk(G — грузоподъемность крана, Gk — вес тележки и моста крана) по формулам
(7.10)
Число циклов загружения (в сутки) необходимо принимать равным:
— nc = 270 — для мостовых кранов режимов 4К—6К;
— nc = 420 — для мостовых кранов режима 7К;
— nc = 820 — для мостовых кранов режима 8К.
Указанное число циклов загружения следует учитывать при проверке выносливости подкрановых конструкций в целом. При проверке выносливости верхней зоны стенки подкрановых балок эти значения необходимо умножать на число колес с одной стороны крана.
F01, F0 — характеристические значения вертикальной нагрузки соответственно от одного или двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов, передаваемых колесами кранов на балки кранового пути, и другие необходимые для расчета данные следует принимать в соответствии с требованиями государственных стандартов на краны, а для нестандартных кранов — в соответствии с данными, указанными в паспортах заводов-изготовителей.
P01 — характеристическое значение горизонтальной нагрузки от одного крана, направленной вдоль кранового пути и вызываемой торможением моста электрического крана, следует принимать равным 0,1 от характеристического значения вертикальной нагрузки на тормозные колеса рассматриваемой стороны крана.
H01 — характеристическое значение боковой силы от одного крана, наиболее неблагоприятного по воздействию из кранов, расположенных на одном крановом пути или в одном створе, определенное по 7.5, 7.6 (пункты см. по ДБН В.1.2-...-2006);
H0 — характеристическое значение боковой силы от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов, расположенных на одном крановом пути или на разных путях в одном створе, определенное по 7.6 ( см. по ДБН В.1.2-...-2006);
— коэффициент сочетаний крановых нагрузок, принимаемый по 7.22 (пункты см. по ДБН В.1.2-...-2006).
Горизонтальные нагрузки от торможения моста и тележки крана и боковые силы считаются приложенными в местах контакта колес крана с рельсом.
При учете местного и динамического действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана характеристическое значение этой нагрузки следует умножать при расчете прочности балок крановых путей на дополнительный коэффициент f1, равный:
1,6 — для группы режима работы кранов 8К с жестким подвесом груза;
1,4 — для группы режима работы кранов 8К с гибким подвесом груза;
1,3 — для группы режима работы кранов 7К;
1,1 — для остальных групп режимов работы кранов.
При проверке местной устойчивости стенок балок значение дополнительного коэффициента f1 следует принимать равным 1,1.
При расчете прочности и устойчивости балок кранового пути и их креплений к несущим конструкциям предельные расчетные значения вертикальных крановых нагрузок следует умножать на коэффициент динамичности, равный:
при шаге колонн не более 12 м:
1,2 — для группы режима работы мостовых кранов 8К;
1,1 — для групп режимов работы мостовых кранов 6К и 7К;
1,1 — для всех групп режимов работы подвесных кранов;
при шаге колонн свыше 12 м — 1,1 для группы режима работы мостовых кранов 8К.
Предельные расчетные значения горизонтальных нагрузок от мостовых кранов группы режима работы 8К следует учитывать с коэффициентом динамичности, равным 1,1.
При расчете конструкций на выносливость, проверке прогибов балок крановых путей и смещений колонн, а также при учете местного действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана коэффициент динамичности учитывать не следует.
Вертикальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости балок крановых путей следует учитывать не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию мостовых или подвесных кранов.
Вертикальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости рам, колонн, фундаментов, а также оснований в зданиях с мостовыми кранами в нескольких пролетах (в каждом пролете на одном ярусе) следует принимать на каждом пути не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов, а при учете совмещения в одном створе кранов разных пролетов — не более чем от четырех наиболее неблагоприятных по воздействию кранов.
Горизонтальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости балок крановых путей, колонн, рам, 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. При этом для каждого крана необходимо учитывать только одну горизонтальную нагрузку (поперечную или продольную).
При наличии на крановом пути одного крана и при условии, что второй кран не будет установлен во время эксплуатации сооружения, нагрузки на этом пути должны быть учтены только от одного крана.
Коэффициент сочетаний ,учитываемый в формуле(10.11) для нагрузки от двух кранов определяется следующим образом:
= 0,85 — для групп режимов работы кранов 1К—6К;
= 0,95 — для групп режимов работы кранов 7К, 8К.
При учете четырех кранов нагрузки от них необходимо умножать на коэффициент сочетаний:
= 0,7 — для групп режимов работы кранов 1 К—6К;
=0,8 — для групп режимов работы кранов 7К, 8К.
При определении крановых нагрузок допускается учитывать фактическое размещение зон обслуживания крана и фактическое приближение тележки к ряду колонн, если размещение и габариты постоянно установленного в здании оборудования таковы, что нарушение этих ограничений физически невозможно, или же в соответствующих местах установлены ограничители перемещений кранов по путям и тележек по мосту крана (упоры).
При расчете на выносливость балок крановых путей под электрические мостовые краны и креплений этих балок к несущим конструкциям следует учитывать циклические расчетные значения нагрузок. в соответствии с 7.2. При этом для проверки выносливости стенок балок в зоне действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана циклические расчетные значения вертикального усилия колеса следует умножать на коэффициент, учитываемый при расчете прочности балок крановых путей в соответствии с 7.14 (пункты см. по ДБН В.1.2-...-2006). Группы режимов работы кранов, при которых следует производить расчет на выносливость, устанавливаются нормами проектирования конструкций.
Для проектируемых и реконструируемых зданий с определенным или установившимся технологическим процессом допускается учитывать конкретные особенности и параметры режимов работы и зон обслуживания кранов.
Нагрузка от мостовых кранов должна определяться в зависимости от режима их работы. Нормативные вертикальные нагрузки, передаваемые колесами кранов на балки кранового пути, и другие необходимые для расчета данные должны приниматься в соответствии с требованиями ГОСТов на краны, а для нестандартных кранов в соответствии с данными указаниями в паспортах заводов-изготовителей. Некоторые данные из ГОСТов на краны приведены в табл. 10.14.
Производственные здания часто оборудуют большим числом кранов (по нескольку в каждом пролете). Одновременное неблагоприятное воздействие их на раму маловероятно, поэтому вертикальная нагрузка для расчета рам, колонн, фундаментов и оснований должна приниматься на каждом пути от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов, а при учете совмещения, в одном створе кранов разных пролетов - от четырех наиболее неблагоприятных по воздействию кранов. В более сложных случаях (при кранах в двух или трех ярусах и др.) число кранов, учитываемое при определении вертикальных нагрузок, должно приниматься по заданию на проектирование.и в соответствии с ДБН В.1.2-...-2006.
Горизонтальную нагрузку во всех зданиях принимают от двух кранов. Причем во всех случаях крановые нагрузки принимаются с учетом специального коэффициента сочетаний ψ, зависящего от числа учитываемых кранов и режима их работы:
Таблица 10.14.
Некоторые данные по крановым нагрузкам для зданий с металлическим каркасом
|
Грузоподъем-ность, т |
Группа режимов работы крана |
Пролет здания,м |
Размеры, мм | |||||
|
Главного крюка |
Вспомогательного крюка |
Нк |
В |
В2 |
А2 |
А3 | ||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
5 |
- |
4К6К |
18 24 30 |
1980 -- -- |
5118 5908 5908 |
230 -- -- |
3500 5000 5000 |
- - - |
|
7К; 8К |
18 24 30 |
-- -- -- |
5118 5908 -- |
-- -- -- |
3500 -- -- |
- - - | ||
|
10 |
- |
1К6К |
18 24 30
|
2100 -- --
|
5380 --5980
|
220 -- --
|
4400 4400 5000
|
- - -
|
|
7К; 8К |
18 24 30 |
-- -- -- |
5380 --5980 |
-- -- -- |
4400 -- 5000 |
- - - | ||
|
16 |
- |
1К3К |
18 24 30 |
2300 -- -- |
5600 -- 6200 |
260 -- -- |
4400 -- 5000 |
- - - |
|
4К-6К |
18 24 30 |
2300 -- -- |
5600 -- 6200 |
260 -- -- |
4400 -- 5000 |
- - - | ||
|
7К; 8К |
18 24 30 |
2300 -- -- |
5600 -- 6200 |
260 -- -- |
4400 -- 5000 |
- - - | ||
|
20 |
5 |
1К-3К |
18 24 30 |
2400 -- -- |
5600 -- 6200 |
260 -- -- |
4400 --5000 |
- - - |
|
4К-6К 7К;8К |
18 24 30 |
2400 -- -- |
5600 -- 6200 |
260 -- -- |
4400 -- 5000 |
- - - | ||
|
30 |
5 |
3К-5К 6К |
24 30 |
2750 -- |
6300 -- |
300 -- |
5100 -- |
- - |
|
50 |
10 |
3К-5К 6К |
24 30 |
3150 -- |
6760 -- |
300 -- |
5250 -- |
- - |
|
80 |
20 |
3К-5К |
24 30 |
3700 4000 |
9100 -- |
400 -- |
4350 -- |
900 -- |
|
6К |
24 30 |
3700 4000 |
9600 -- |
400 -- |
4600 -- |
900 -- | ||
Продолжение таблицы 10.14.
|
Макс. давление колеса, кН |
Масса, т |
Тип кранового рельса _____ Высота рельса, мм |
Высота подкрановой балки, мм при шаге колонн, м |
ГОСТ или ТУ | ||
|
Р |
тележ-ки |
крана |
6 |
12 | ||
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
55 60 75 |
2,0 -- -- |
11,0 13,0 19,5 |
КР70/120 -- -- |
800 -- -- |
1300 -- -- |
ТУ24.09.344-84 |
|
79 92 112 |
-- -- -- |
12,5 17,5 25,0 |
-- -- -- |
900 -- -- |
1500 -- -- |
-- |
|
90 99 118 |
2,3 -- -- |
12,4 15,6 20,3 |
-- -- -- |
800 -- -- |
1300 -- -- |
ТУ24.09.455-83 |
|
96 103 126 |
3,0 -- -- |
14,0 16,4 22,1 |
-- -- -- |
900 -- -- |
1500 -- -- |
-- |
|
126 138 156 |
3,6 -- -- |
16,6 20,5 27,4 |
КР70/120 -- -- |
900 -- -- |
1500 -- -- |
ТУ24.09.404-83 |
|
128 140 159 |
4,1 -- -- |
17,2 21,1 28,0 |
КР70/120 -- -- |
900 -- -- |
1500 -- -- |
-- |
|
135 148 166 |
5,0 -- -- |
19,2 23,4 30,0 |
КР70/120 -- -- |
1000 -- -- |
1500 -- -- |
-- |
|
145 160 181 |
5,5 -- -- |
18,4 22,4 30,0 |
КР70/120 -- -- |
900 -- -- |
1500 -- -- |
-- |
|
146/164 161/179 183/200 |
5,9/6,7 -- -- |
18,7/22,4 22,8/26,8 30,4/34,1 |
КР70/120 -- -- |
1000 -- -- |
1500 -- -- |
-- |
|
315,0/325 345/355 |
12/12,5 -- |
52,0/56,0 62,0/68,0 |
КР70/120 -- |
1000 -- |
1500 -- |
ГОСТ 6711-81 |
|
470/470 500/510 |
18/18,5 -- |
66,5/69,0 78,0/79,5 |
КР80/130 -- |
1000 -- |
1500 -- |
ГОСТ 25711-83 |
|
347/367 367/392 |
32/33 -- |
97/98 109/110 |
КР 100/150 |
1000 -- |
1600 -- |
|
при учете вертикальной и горизонтальной нагрузки только от одного крана: ψ=1.0.
Вертикальное давление на раму от кранов определяют при их не выгоднейшем для колонны положении на подкрановой балке. Расчетное давление на колонну, к которой приближена тележка крана и с другой стороны,
(10.17)
(10.18)
где ψ- коэффициент сочетаний крановой нагрузки,
γ=1,2 - коэффициент надежности по нагрузке,
Рmax- наибольшее давление колеса крана по ГОСТ или по каталогу на краны
сумма ординат линии влияния для опорного
давления на колонну
Gп.к. вес подкрановых конструкций, который ориентировочно в зависимости от пролета подкрановой балки (6-30 м) вес 1-м подкрановых конструкций может быть принят при горизонтальности кранов:
Q=(5-15)т 2-6 кН/м;
Q=(20-50)т 4-8 кН/м;
Q>50т 6-12 кН/м.
- наименьшее давление колеса крана:
здесьQ- грузоподъемность
крана;
G- полный вес крана с тележкой (принимается по ГОСТ или по каталогу;noчисло колес на одной стороне крана).
Подкрановые балки установленные с эксцентрицитетом по отношению к оси колонны, поэтому в раме от их вертикального давления возникают сосредоточенные моменты , на которые рассчитывается рама:
Ммакс=Dмакс·ек,(10.19.)
Ммин=Dмин·ек, (10.20.)
Где ек- расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения подкрановой части колонны: для колонн крайнего ряда ек=(0,450,55) вН; для симметричных ступенчатых колонн средних рядов ек=0,5 вН.
Нормативная горизонтальная нагрузка, направленная поперек кранового пути, вызываемая торможением электрической тележки, должна приниматься равной:
Для кранов с
гибким подвесом груза - 0,05 суммы
номинальной грузоподъемности крана и
веса тележки, т.е.
=0,05
(Q+GТ);
Для кранов с
жестким подвесом груза 0,1 той же суммы,
т.е.
=0,1
(Q+GТ);
Эта нагрузка учитывается при расчете поперечных рам зданий и балок крановых путей. При этом принимается, что она передается на одну балку кранового пути, распределяется поровну между всеми опирающимися на нее колесами крана и может быть направлена как внутрь рассматриваемого пролета, так и наружу. Поэтому нормативная горизонтальная сила на колесе крана
Тк=
/n0,
Где n0 - число колес на одной стороне мостового крана.
Расчетное горизонтальное давление на колонну Тмаксот силы поперечного торможения тележек кранов определяется по формуле
Тмакс=ncnTky(10.21.)
Обозначение коэффициентов nc,nиyсм. в формуле (10.18.).
Сила Тмаксприложена к раме в уровне верхнего пояса подкрановой балки. Чтобы упростить расчет при балках небольшой (до 1 м) высоты, допускается прикладывать силу Тмакск верху уступки колонны в том же месте, где передается вертикальное давление .
Максимальное вертикальное давление от крановой нагрузки может быть приложено к одной или другой колонне этого пролета, горизонтальное также действует на одну или другую колонну, причем как вправо, так и влево. Таким образом, от крановой нагрузки одного пролета следует учитывать шесть возможных различных загружений, от которых должны быть получены усилия в элементах рамы. В многопролетных рамах такие шесть загружений рассматривают раздельно в каждом из пролетов.
Прочие нагрузки и водействия. Кроме рассмотренных выше нагрузок, которые присущи всем производственным зданиям с мостовыми кранами, в некоторых случаях при расчете рамы приходится учитывать и другие нагрузки, связанные со спецификой условий эксплуатации проектируемого объекта. Сюда относятся, например, различные, нагрузки от веса конструкций и рабочих площадок, опирающихся на элементы каркаса;нагрузки от консольных и подвесных кранов или тельферов;иногда специальные нагрузки, возникающие при ремонте или ревизии технологического оборудования;специальные технологические нагрузки; влажностные и усадочные воздействия; ветровые воздействия, вызывающие аэродинамически неустойчивые колебания или галопирования.
. Для производственных зданий, строящихся в районах, подверженных землетрясениям, необходимо учитывать сейсмические воздействия по специальным нормам.