2.1.3. Кранове навантаження

Вертикальне та горизонтальне кранове навантаження на раму визначають від двох найбільш несприятливих за впливом кранів. Кранове навантаження передається на раму підкрановими та гальмівними балками у вигляді вертикальних опорних тисків V_max і V_min та горизонтальної сили гальмування візка крана Т.

де ψ – коефіцієнт сполучень за сумісної роботи двох кранів легкого та середнього режимів роботи;

– коефіцієнт надійності за навантаженням для кранового навантаження;

F_max – максимальний тиск колеса крана, для кранів Q ≤ 50т F_max= F₁ = 470 кН, для кранів Q ≥ 80т F_max=0,5(F₁+F₂), де F₁ та F₂ – за стандартами на крани;

Σy – сума ординат ліній впливу для опорного тиску на колону (табл.2.1);

G₃=18 кН – навантаження від власної ваги підкранових конструкцій;

F_min – мінімальний тиск колеса крана

,

де Q=50 т – вантажопідйомність крана;

G =66,5 т – повна вага крана з візком;

n₀ = 2 – кількість коліс з одного боку крана (при Q ≤ 50т – п₀=2; при 80т ≤ Q < 160т - п₀=4).

Таблиця 2.1

Значення Σy

Вантажопідйомність крана, т	Σy за прольоту підкранової балки
	6 м	12 м
30/5	1,95	2,96
50/10	1,891	2,892
80/20	2,866	4,967
100/20	2,784	4,884
125/20	2,784	4,884

Горизонтальний розрахунковий тиск гальмівних балок на колону

,

де - тиск одного колеса крана; G_t – вага візка крана.

Підкранові балки встановлюють відносно осі нижньої частини колони з ексцентриситетом, тому в рамі від їх опорного тиску виникають зосереджені моменти (рис.2.2).

;

,

де .

2.1.4. Вітрове навантаження

Граничне розрахункове значення вітрового навантаження на раму визначається за формулою

,

де _fm — коефіцієнт надійності за граничним розрахунковим значенням вітрового навантаження, визначається залежно від заданого середнього періоду повторюваності T. Для об’єктів масового будівництва допускається середній період повторюваності T приймати таким, що дорівнює встановленому терміну експлуатації конструкції T_ef. За додатком В [3] приблизний термін експлуатації будівлі становить 60 років. За табл. 9.1 [3] ;

W₀ — характеристичне значення вітрового тиску, яке дорівнює середній (статичній) складовій тиску вітру на висоті 10 м над поверхнею землі, що може бути перевищений у середньому один раз за 50 років. Характеристичне значення вітрового тиску W₀ визначається залежно від вітрового району по карті районування території України. В курсовому проекті значення задане у вихідних даних: ;

C — коефіцієнт, який визначається за формулою (п. 9.7 [3]):

,

де C_h — коефіцієнт висоти споруди, що враховує збільшення вітрового навантаження залежно від висоти споруди або її частини, що розглядається, над поверхнею землі (Z), типу навколишньої місцевості і визначається за рис. 9.2 [3]. Тип місцевості за п.9.9 [3] – IІI (приміські і промислові зони). Значення C_h залежно від висоти Z наведені в табл. 2.2;

Таблиця 2.2

Значення коефіцієнта C_h залежно від висоти Z

Z, м	≤8,0	21,0	23,2
Сh	1,64	2,28	2,36

C_alt — коефіцієнт географічної висоти, що враховує висоту H (в кілометрах) розміщення будівельного об’єкта над рівнем моря, і за п. 9.10 [3] рівний

(при H<0,5 км);

C_rel — коефіцієнт рельєфу, що визначається за 9.11 [3]; він враховує мікрорельєф місцевості поблизу площадки розташування будівельного об’єкта і приймається таким, що дорівнює одиниці, за винятком випадків, коли об’єкт будівництва розташований на пагорбі або схилі;

C_dir — коефіцієнт напрямку, що визначається за 9.12 [3]; він враховує нерівномірність вітрового навантаження за напрямками вітру і, як правило, приймається таким, що дорівнює одиниці. Значення C_dir, що відрізняється від одиниці, допускається враховувати при спеціальному обґрунтуванні тільки для відкритої рівнинної місцевості та при наявності достатніх статистичних даних;

C_d — коефіцієнт динамічності, що визначається за 9.13 [3]. Він враховує вплив пульсаційної складової вітрового навантаження і просторову кореляцію вітрового тиску на споруду. C_d=1,0;

C_aer — аеродинамічний коефіцієнт, що визначається за додатком І [3] залежно від форми споруди або конструктивного елемента. За схемою 1 додатку І [3] аеродинамічний коефіцієнт рівний

(для навітряного боку),

(для завітряного боку).

Значення коефіцієнта С для активного тиску вітру обчислене нижче:

на відмітці

;

на відмітці низу ферми на опорі

;

на відмітці верху ферми на опорі

.

Обчислення граничного розрахункового значення вітрового навантаження W_m на різних відмітках Z виконане в табличній формі (табл. 2.3).

Таблиця 2.3

Обчислення значень W_m

Відмітка над рівнем землі Z, м		, кН/м2	С	, кН/м2
≤8,0 21,0 23,2	1,035 1,035 1,035	0,7 0,7 0,7	1,312 1,824 1,888	0,96 1,33 1,37

Ширина вантажної площі вітрового тиску рівна .

Лінійні граничні розрахункові значення вітрового навантаження на раму визначаються, як

, кН/м.

Обчислення значень q виконані в табличній формі (табл. 2.4).

Таблиця 2.4

Обчислення значень q

Відмітка над рівнем землі Z, м	Розподілене навантаження , кН/м2	Ширина вантажної площі B, м	Лінійне розрахункове навантаження q, кН/м
≤8,0 21,0 23,2	0,96 1,33 1,37	6 6 6	5,76 7,98 8,22

Для спрощення статичного розрахунку рами дійсне вітрове лінійне навантаження на ділянці від рівня землі до відмітки низу ферми замінюємо на еквівалентне (рівновелике) рівномірно розподілене лінійне навантаження, а навантаження на торець ферми замінюємо на зосереджену силу W, яка прикладається в рівні ригеля рами (рис. 2.3).

Еквівалентне навантаження визначаємо з умови рівності згинаючих моментів в защемленні колони від фактичного та еквівалентного навантажень.

Згинаючий момент від фактичного навантаження:

_{Згинаючий момент від еквівалентного навантаження:}

_Звідси

Інтенсивність вітрового навантаження з завітряного боку отримують множенням інтенсивності вітрового навантаження з навітряного боку на коефіцієнт .

Значення вітрового навантаження з завітряного боку: