При расчете усилий в колоннах от крановых нагрузок учитывается пространственная работа каркаса с включением в работу через диск покрытия остальных поперечных рам каркаса.
2.2. Сбор нагрузок на колонну
2.2.1. Постоянная нагрузка от собственного веса покрытия
Состав покрытия представлен в таблице 2.
Таблица 2 – Постоянная нагрузка от покрытия
|
Номер строки |
Состав покрытия |
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
|
|
1. |
Гидроизоляция |
0,1 |
1,1 |
0,11 |
|
2. |
Цементная стяжка |
0,4 |
1,3 |
0,52 |
|
3. |
Утеплитель – фибролит плитный |
0,5 |
1,2 |
0,60 |
|
4. |
Пароизоляция |
0,05 |
1,2 |
0,06 |
|
5. |
Железобетонные ребристые плиты 3х6 м, |
1,32 |
1,1 |
1,45 |
|
6. |
Железобетонные безраскосные фермы L=18 м, |
0,60 |
1,1 |
0,66 |
|
Итого |
2,97 |
|
3,40 |
|
|
С учетом коэффициента надежности по назначению здания |
2,82 |
|
3,23 |
|
Масса железобетонных элементов покрытия: ребристые плиты 3х6 м – 2,38 т; безраскосные ферма пролетом 18 м при шаге 6 м – 6,5 т.
Грузовая площадь покрытия (шатра) АШ для крайней колонны:
Нагрузка от собственного веса шатра покрытия и надкрановой части колонны:
где - объемный вес железобетона;
2.2.2. Постоянная нагрузка от собственного веса стены
По принятой конструкции стены определяем ее вес:
где qСТ – объемный вес материала стеновой панели. В нашем случае, в зависимости от высоты панели:
q0=25 кН/м3 – удельный вес материала стекла; b0=8 мм – толщина двойного остекления; 1,75 – коэффициент, учитывающий вес оконной коробки и переплетов; hCT и h0 – суммарная высота стеновых панелей без цокольной панели и высота верхней полосы остекления, соответственно. (В расчете считается, что вес нижней полосы остекления и цокольной панели передается на фундаментную балку).
2.2.3. Нагрузки от веса подкрановой части колонны и подкрановой балки
Расчетная нагрузка от подкрановой части колонны равна:
где - нормативный вес колонны.
Расчетная нагрузка от подкрановой балки равна:
2.2.4. Нагрузка от снега
Расчетная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной поверхности земли определяется по формуле:
где S0 – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности, принимаемое по СНиП 2.01.07 – 85* Нагрузки и воздействия в зависимости от снегового района. Так как г. Мухен, в соответствие с картой 1 районирования территории СССР, по весу снегового покрова относится к III району, то S0=1,0 кН/м2; - -коэффициент конфигурации кровли. При расчете колонн производственных зданий допускается принимать , при условии равномерного распределения снеговой нагрузки и отсутствии перепада высот на покрытии; =1,4 – коэффициент надежности по нагрузке.
Таким образом, снеговая нагрузка на 1 м2 кровли:
Нагрузка от снега на колонну:
2.2.5. Крановые нагрузки
При расчете колонны поперечной рамы учитывается действие крановых вертикальных Д и горизонтальных сил Т (рисунок 7).
Максимальное вертикальное нормативное давление колеса крана Fmax,n=360 кН.
Минимальное вертикальное давление колеса крана при двух колесах по одному рельсовому пути:
Горизонтальное нормативное давление колеса крана на рельс при поперечном торможении тележки:
Расчетные крановые нагрузки на колесо:
где - коэффициент сочетания;
Расчетные вертикальные нагрузки Дmax и Дmin, а также горизонтальная нагрузка Т на колонну определяются при расчете крайней колонны от неблагоприятного воздействия двух сближенных кранов.
Линия влияния опорной реакции R на колонне при загружении соседних пролетов балки ходовыми колесами двух кранов для получения Rmax (Dmax, Dmin, T) изображена на рис. 8.
Рис.8 Размещение колес двух кранов на линии влияния опорной реакции для получения наибольшего давления на колонну
2.2.6. Ветровая нагрузка
Ветровая нагрузка одного направления, действуя на здание с наветренной и подветренной стороны, в расчете прикладывается к раме в виде равномерно распределенной по высоте колонны нагрузки , а также сосредоточенной нагрузки в уровне верха колонны W, действующей на участке высотой от верха колонны до верха парапета hП и шириной, равной шагу рам В. Площадь участка равна hПВ. Так как нормы предусматривают трапециевидные эпюры ветровой нагрузки с увеличением ординат по высоте, с целью упрощения расчетов приводим трапециевидную нагрузку к равномерно распределенной из условия равенства площадей эпюр.
Рис. 9 Эпюра изменения ветрового давления
По интерполяции находим ординаты коэффициентов ветровой нагрузки на уровне верха колонны и парапета:
Коэффициент приведения трапециевидной нагрузки к эквивалентной равномерно распределенной на участке до верха колонны:
Получаем интенсивность ветровой равномерно распределенной нагрузки по высоте колонны:
- с наветренной стороны
- с подветренной стороны
где - расчетная ветровая нагрузка без учета аэродинамического коэффициента.
Нормативное значение ветрового напора определяется по табл.5 СНиП 2.01.07 – 85* Нагрузки и воздействия в зависимости от отношения высоты цеха к его ширине и отношения длины здания к его ширине.
Для проектируемого здания H/L=10,8/18=0,6 и при BЗД/L=78/18=4,33 Cе3=-0,52. Знак минус означает, что ветер направлен изнутри здания наружу. При коэффициенте надежности по нагрузке и шаге рам 6 м:
Получаем давления с наветренной и подветренной стороны:
Ветровая нагрузка W, действующая выше верха колонны, прикладывается в уровне низа ригеля рамы. Определяем площадь эпюры ветровых коэффициентов в пределах высоты парапета:
Суммарное давление ветра на парапет с наветренной и подветренной сторон:
где - расчетное давление без учета аэродинамических коэффициентов.
III РАСЧЕТ КАРКАСА НА ПЭВМ
Определение усилий по программе KGK. Исходные данные сводятся в таблицу 3.
Таблица 3 –
Исходные данные для ПЭВМ
|
Номер строки |
Вводимые параметры |
|||||||||
|
1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
||||||
|
2 |
5 |
6 |
7 |
|||||||
|
3 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|||||
|
4 |
13 |
14 |
15 |
16 |
||||||
|
5 |
17 |
|||||||||
|
6 |
18 |
19 |
20 |
|||||||
|
7 |
21 |
22 |
||||||||
1 строка
1. Расчетная высота колонны: HP=H+0,15 м=10,8+0,15=10,95 м.
2. Высота верхней части колонны: H2=4,25 м.
3. Расстояние от подкрановой балки до низа фермы:
H2-HПБ=4,25 м-0,8 м=3,45 м.
4. Число рам в температурном блоке – 7.
2 строка
5. Отношение жесткостей рассматриваемой колонны (EI2 – верхняя часть колонны, EI1 – нижняя часть колонны): для крайней рассматриваемой колонны:
Размеры сечений А и В приведены на рис. 4.
7. Отношение нижней части соседней колонны к нижней части рассматриваемой колонны. Для однопролетного здания
3 строка
8. Эксцентриситет оси верхней части колонны:
Положительный эксцентриситет вращает силу относительно центра тяжести нижней подкрановой части колонны по часовой стрелке.
9. Эксцентриситет стены
10. Эксцентриситет подкрановой балки:
при наличии сдвижки
11. Высота сечения надкрановой части колонны: А=0,38 м.
12. Высота сечения подкрановой части колонны: В=0,7 м.
4 строка
13. Постоянная нагрузка от шатра: GШ=191,30 кН.
14. Постоянная нагрузка от стены: GCT=161,73 кН.
15. Постоянная нагрузка от подкрановой балки: GПБ=36,58 кН.
16. Постоянная нагрузка от нижней части колонны: G1K=70,9 кН.
5 строка
17. Нагрузка от снега: S=71,82 кН.
6 строка
18. Вертикальная крановая нагрузка: ДMAX=593,81 кН.
19. То же: ДMIN=160,82 кН.
20. Горизонтальная тормозная сила: T=26,18 кН.
7 строка
Ветровые нагрузки вводятся без учета аэродинамических коэффициентов, так как они учтены в программе.
21. Сосредоточенная ветровая нагрузка: W1=5,55 кН.
22. Равномерно распределенная ветровая нагрузка:
