Metodichka_KP_2_ZhB

3.1. Сбор нагрузок

Сбор постоянных нагрузок на 1 м2 покрытия приведен в таблице 1.

Таблица 1 – Сбор постоянных нагрузок на 1м2 покрытия

50

Сбор постоянных нагрузок на элементы рамы

Расчетная постоянная нагрузка на 1 м длины балки покрытия с учетом ее собственного веса составляет

GSd∙В+GSk,б∙γG = 375∙6+500∙1.35 = 2925 кг/м,

где GSd – расчетная постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия, кг/м2;

В – шаг балок, м;

GSk,б – нормативное значение нагрузки от собственного веса балки, GSk,б=500∙кг/м;

γG – частный коэффициент по постоянной нагрузке.

Постоянная нагрузка от веса конструкций покрытия и кровли на среднюю колонну с учетом собственного веса подстропильной балки составляет

GSd∙В∙L+GSk,б∙γG∙L+GSk,пф∙γG∙Lпф = 375∙6∙18+500∙1.35 18+550∙1.35 12 = 61560 кг,

где L – длина балки;

GSk,пф – нормативное значение нагрузки от собственного веса подстропильной фермы, GSk,пф=550∙кг/м;

Lпф – длина подстропильной фермы.

Нагрузка от собственного веса колонн крайнего ряда по осям А, В:

51

Рис. 2. Схема приложения к элементам рамы постоянной нагрузки

Нормативное пиковое значение скоростного напора ветра составляет

1·1/2·1.25·232 = 330.625 Па =33.7 кг/м2

Определение нагрузки G1:

Нагрузка G1 представляет собой опорную реакцию шарнирно опертой балки (фермы), несущей собственный вес и вес конструкции покрытия с соотствующей грузовой площади.

G1 = (qрасч. B L + Qфермы 1.35) / 2 = (4.4 9 19 + 94 1.35) / 2 = 439.65кН ,

Здесь:

qрасч. - расчётная постоянная нагрузка от собственного веса покрытия, (кН/м2);

52

В – шаг ферм (колонн) , (м);

Qфермы - собственный вес фермы при данном пролёте , (кН);

L – расчётный пролёт фермы, (м).

•Определение G2:

G2 = 2G1 = 879.3кН .

•Определение G3:

G3 представляет собой нагрузку от стеновых панелей и остекления, передающих нагрузку на колонну на отметке +8.400. Стеновые панели выполнены из керамзитобетона, толщина панелей 300мм, ρ = 900кг / м3 . Нагрузка от остекления равномерно распределена с интенсивностью qост = 0.5кН / м2 . Суммарная высота стеновых панелей hст.=4.5м. Высота остекления, передающего нагрузку на колонну hост.=2.4м.

G3 = ρ 0.3/100 1.35 В hст. + qост. B hост 1.35 =162.2кН .

Нормативная нагрузка на фундамент от веса стеновых панелей:

Gфn = 9 0,35 9 1,2 + 0,5 9 7,2 = 66,42кН

•Определяем М3:

M3 представляет собой сосредоточенный момент из-за эксцентриситета силы G3 относительно оси надкрановой части колонны.

M3 = G3 e0 =162.2 0.45 = 68.12кН м .

•Определяем G4:

Эта нагрузка от собственного веса подкрановой балки и рельса, действущая на

•Определяем M4:

M4 = G4 0.35 =127.94 0.35 = 44.78кН м .

•Определяем q1:

Нагрузка q1 является равномерно распределенной нагрузкой по оси надкрановой части крайней колонны от собственного веса.

q1 = 25 0.6 0.5 1.35 =10.125кН / м

•Определяем q3:

q3 = 25 0.6 0.5 1.35 = q1 =10.125кН / м .

53

•Определяем q2:

q2 = 8.49 1.35 =11.46кН / м .

•Определяем q4:

q4 =10.14 1.35 =13.69кН / м

Рис. 3. Загружение элементов рамы постоянной нагрузкой

1)Определение снеговой нагрузки. По кровле распределена равномерно.

54

Рис.3. Расчётная схема рамы, нагруженной снеговой нагрузкой.

Снеговая нагрузка передается колоннам в тех же точках, что и постоянная нагрузка от покрытия.

2) Определение временных нагрузок от действия мостовых кранов. Определяем вертикальное давление колес мостовых кранов. Для заданного

мостового крана грузоподъемностью 20т: нормативная максимальная нагрузка от одного колеса на рельс подкранового пути Fn,max =200 кН, общий вес крана G=300 кН, вес тележки Gт=85кН, ширина крана M=6300мм, база крана К=4400мм (согл. табл. 3 прил. 1 /1/)

Строим линию влияния давления на колонну:

Рис.4. Самое неблагоприятное расположение кранов при определении иаксимального давления га колонну.

55

Расчетное максимальное давление на крайнюю колонну от 2-х сближенных кранов определяем по линии влияния нагрузки на колонну по формуле:

Fmax = γ f Fn,max =1.5 200 = 300кН

Dmax = Fmax γi ∑ y = 300 0.85 2.599 = 662.745кН

MmaxD = Dmax e1 = 662.745 0.75 = 497.06кНм - для средней колонны от двух сближенных кранов

Нормативная минимальная нагрузка от одного колеса на рельс подкранового пути:

Fn,min = (Q + G) / n − Fn,max = (200 + 300) / 2 − 200 = 50кН

где Q- грузоподъемность крана; G- общий вес крана с тележкой ; n- число колес на одной стороне крана.

Расчетная минимальная нагрузка на колонну от 2-х сближенных кранов:

Dmin = Fn,min γi γ f ∑y = 50 0.85 1.5 2.599 =165.686кН

MminD = Dmin e0 = 165.686 0.35 = 57.99кНм

3)Определяем горизонтальную нагрузку от поперечного торможения крана. Нормативная горизонтальная нагрузка, направления поперек кранового пути, вызываемая торможением тележки:

ТН=(Q+Gт)/10= (200+85)/10= 28.5кН. Сила поперечного торможения крана передается

на одну балку и распределяется поровну на все колеса с одной стороны крана:

ТН1=ТН/n=28.5/2=14.25кН. Горизонтальная нагрузка на колонну: Hmax=

γi γ f ТпопH ∑y = 0.85 1.5 14.25 2.599 = 47.22кН

4)Ветровая нагрузка.

При расчете одноэтажных производственных зданий высотой до 36 м при отношении высоты к пролету менее 1,5, размещаемых в местностях типов А и В, учитывается только статическая составляющая ветровой нагрузки, соответствующая установившемуся напору на здание. Характер распределения статической составляющей ветровой нагрузки в зависимости от высоты над поверхностью земли определяют по формуле:

wm = wo k c γf ,

wo — нормативное значение ветрового давления, принимаемое по заданию, wo = 0,24 кПа ;

k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления в зависимости от высоты здания;

56

на отм. 10,000 qw/ 2 = 0.65 0.24 0.5 1.5 9 = 1.053кН / м ; на отм. 12,450 qw/ 3 = 0.7 0.24 0.5 1.5 9 = 1.134кН / м

на отм. 14,200 qw/ 4 = 0.734 0.24 0.5 1.5 9 = 1.189кН / м

Нагрузку от ветрового давления на надколонную часть здания (шатер покрытия) выше отметки 12.45 м приводим к сосредоточенной силе.

H0 – отметка верха колонны.

Сосредоточенные силы W условно считаются приложенными на уровне верха колонны.

3. Определение усилий в стойках рамы от отдельных видов нагрузок.

Интересуемые нас сечения колоны в процессе её расчёта:

Рис.6. Расчётные сечения крайней колонны.

Рассмотрены следующие нагружения рамы (расчётные):

ВН1 – собственный вес конструкций;

ВН2 – снеговая нагрузка;

ВН3 – ветровая нагрузка слева;

ВН4 – ветровая справа;

ВН5 – Dmax на левой колонне;

ВН6 – Dmax на средней колонне от кранов во втором пролёте;

ВН7 – H влево при торможении кранов в первом пролёте (действует на крайнюю левую колонну);

58

ВН8 – H влево при торможении кранов во втором пролёте (действует на среднюю колонну).

Н вправо не вводим в расчёт, т.к. эта нагрузка не образует сочетаний (её наличие уменьшает значение внутренних усилий)

При этом необходимо учесть возможность совместного действия некоторых групп нагрузок (вохможны различные комбинации нагрузок). Мы выделим только наиболее неблагоприятные для расчётных сечений левой крайней колонны.

Согласно СНБ 5.03.01-02 А.4:

—первое основное сочетание

∑(γG,j Gk,j )+ ∑(γQ,i ψ0,i Qk,i );

ji=1

—второе основное сочетание

где Gk,j — нормативные значения постоянных нагрузок;

Qk,1 — нормативное значение доминирующей переменной нагрузки;

Qk,i — нормативные значения сопутствующих переменных нагрузок;

γG,j — частный коэффициент безопасности для постоянных нагрузок;

γQ,i — то же, для переменных нагрузок;

ψ0,i,— коэффициент сочетаний переменных нагрузок, принимаемый по таблице А.1;

ξ — коэффициент уменьшения для неблагоприятно действующей постоянной нагрузки, принимаемый равным 0,85.

Первое основное сочетание:

КН1=ВН1+0.7ВН2;

Второе основное сочетание:

КН2=0.85ВН1+ВН2+(0.6ВН3+0.8ВН6);

КН3=0.85ВН1+ВН4+0.7ВН2;

КН4=0.85ВН1+ВН5+(0.6ВН3+0.6ВН7);

КН5=0.85ВН1+ВН3+(0.8ВН5+0.8ВН6+0.7ВН2);

КН6=0.85ВН1+ВН5+0.7ВН2;

КН7=0.85ВН1+ВН2+0.8ВН5.

59