1.2.2 Крановые нагрузки.

По пр. XV [1] находим габарит нагрузки от мостовых кранов грузоподъёмностью Q=10 т (98.1кН): ширина крана Вк =5.4 м; база крана Ак =4.4 м; нормативное max давление колеса крана на подкрановый рельс Рmax,n =95 кН; масса тележки Gт =2.4 т; общая масса крана Gк =15.8 т. Нормативное max давление одного колеса крана на подкрановый рельс (при 4 колёсах):

Рmin,n = 0.5·(Q+Qк)-Рmax,n = 0.5·(9.81+15.8·9.81)-95=31.5 кН

Нормативная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана, направленная поперёк кранового пути и вызываемая торможением тележки, при гибком подвесе груза будет равна:

Тn = 0.5·0.05·(Q+Qт) = 0,5·0,05·(98,1+2,4·9,81) = 3,04 кН.

Расчётные крановые нагрузки вычисляем с учётом коэффициента надёжности по нагрузке f = 1.1 согласно п. 4.8 [7]. Определим расчётные нагрузки от двух сближенных кранов по линии влияния (рис.2) без учёта коэффициента сочетания :

Max давление на колонну Dmax = Рmax,n·f ·y·n= 95·1.1·2.119·0.95 кН, где y-сумма ординат линии влияния y = 1+,833+0,1+0,266 = 2,119;

Min давление на колонну Dmin= Рmin,n·f·y·n = 31.5·2.119·1.1·0.95 = 72.39 кН.

Тормозная поперечная нагрузка на колонну Т=Тn·f·y·n=3.04·1.1·2.119·0.95=7 кН

3. Ветровая нагрузка.

Самара расположена в III ветровом районе по скоростным напором ветра. Согласно п.6.4 [7] нормативное значение ветрового давления Wo = 0.38 кПа.

Для заданного типа местности В с учётом коэффициента k (табл. 6 [7]) получим следующие значения ветрового давления по высоте здания:

На высоте до 5 м Wn1=0.5·0.38=0.19 кПа.

На высоте до 10 м Wn2=0.65·0.38=0.247 кПа.

На высоте до 20 м Wn3=0.85·0.38=0.323 кПа.

Согласно рис. 1, вычислим значение нормативного давления на отметках верха колонн и покрытия:

На отметке 13.2 м Wn4=0.247+[(0.323-0.247)/10]·(13.2-10)=0.271кПа.

На отметке 16.97 м Wn5=0.247+[(0.323-0.247)/10]·(16.97-10)=0.3 кПа.

Переменный по высоте скоростной напор ветра заменяем равномерно распределённым, эквивалентным по моменту в заделке консольной балки длиной 13.2 м.

Wn={2[Wn1·h1²/2+(Wn1+Wn2)·(h2-h1)·(h1+(h2-h1)/2)/2+(Wn2+Wn4)·(h4-h2)·(h2+(h4-h2)/2)/2]/h4²=

={2·(0.19·5²/2+(0.19+0.247)·(10-5)·(5+(10-5)/2)/2+

+(0.247+0.271)·(13.2-10)·(10+(13.2-10)/2)/2}/13.2²=0.232 кПа.

Для определения ветрового давления с учетом габаритов здания находим по пр. 4 [7] аэродинамические коэффициент ce = 0,8 и ce3 = - 0,4. Тогда с учётом коэффициента надёжности по нагрузке f = 1.4 и с шагом колонн 6 м получим:

расчётная равномерно-распределённая нагрузка на колонну рамы с наветренной стороны W1=0.232·0.8·1.4·6·0.95=1.48 кН/м; то же, с подветренной стороны W2=0.232·0.4·1.4·6·0.95=0.74 кН/м; расчётная сосредоточенная ветровая нагрузка от давления ветра на ограждающие конструкции выше отметки 13,2 м.

W=(Wn4+Wn5)·(h5-h4)·(cе-cе3)·f·L·n/2=

=(0.271+0.3)·(16.97-13.2)·(0.8-0.4)·1.4·6·0.95/2=10.31 кН.

2. Проектирование стропильных конструкций. Безраскосная ферма.

Конструкция безраскосной фермы представляет собой статически неопределимую систему, усилия в элементах которой вычислены ЭВМ или по таблицам без учёта неупругих свойств бетона. В задачу проектирования входят расчёт сечений основных элементов фермы с учётом перераспределения усилий и конструирование арматуры.

Воспользуемся результатами автоматизированного статического расчёта безраскосной фермы марки ФБ 24 I для III снегового района, приведённых в табл.

Для анализа напряжённого состояния элементов фермы построим эпюры усилий N, M и Q от суммарного действий постоянной и снеговой нагрузок (снеговая 1).

Согласно эпюрам усилий N и M наиболее неблагоприятные сочетания усилий для расчета нормативных сечений верхнего и нижнего поясов фермы имеет в контуре с сечениями 4, 5, 6 и 15, 16, а для расчета прочности наклонных сечений в поясах фермы опасными будут 3 и 14.

Нормативные и расчётные характеристики тяжёлого бетона заданного класса В50, твердеющего в условиях тепловой обработки при атмосферном давлении, эксплуатируемого в окружающей среде влажностью 85% (b2 =1): Rbn=Rb,ser= 36 Мпа; Rb=1·27.5=27.5 МПа; Rbtn=Rbt, ser =2.3 Мпа; Rbt =1·1.55 Мпа; Eb = 35000 Мпа; Rbp=35 МПа.

Расчётные характеристики ненапрегаемой арматуры: продольной класса А-II, Rs = Rsc 280 Мпа; Es = 210000 МПа; поперечной диаметром 5 мм класса Вр-I, Es=170000 МПа; Rsw=260МПа; поперечной класса А-I, E =210000 МПа; Rs = 175 МПа.

Нормативные и расчетные характеристики напрягаемой арматуры диаметром 15 мм К-7: Rsn = Rs, ser = 1295 МПа; Rs= 1080 МПа; Es=180000 МПа.

Назначаем величину предварительного напряжения арматуры в нижнем поясе фермы sp =1000МПа. Способ натяжения арматуры – механический на упоры. Так как sp > 0,32·Rs, ser = 414.4 МПа и sp < 0.95·Rs, ser = 1230.25 МПа, то требования условия (2) [4] удовлетворяются.