2. Нагрузки на поперечную раму.

Поперечная рама воспринимает следующие нагрузки:

а) постоянную, состоящую из веса элементов конструкций покрытия, стен, подкрановых балок и колонн;

б) временные: снеговую, крановые – вертикальные давления колес кранов и силы поперечного торможения, ветровую.

Таблица 1

№п/п	Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кгс/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кгс/м2
	I. Постоянная нагрузка
1	2 слоя гравия на мастике	65	1,3	84,5
2	4 слоя рубероида	20	1,3	26
3	Цементная стяжка δ = 3 см, γ = 2200 кг/м3	66	1,3	85,8
4	Утеплитель δ = 12 см, γ = 500 кг/м3	60	1,3	78
5	Пароизоляция	5	1,3	6,5
6	Сборные железобетонные плиты покрытия (с залив кой швов)- 2,95х2,5:(3х12)	205	1,1	225,5
	Итого	gнк = 421	-	gк = 506,3
	II. Временная нагрузка
	Снеговая нагрузка	0,7180=126	-	180
	Итого	qн = 547	-	q = 686,3

Постоянная нагрузка. Подсчет нагрузок на 1 м² покрытия от элементов покрытия и снега приведен в табл.1.Собственный вес фермы покрытия равен 16,0 тс. Расчетная продольная сила от нагрузок на покрытие, приложенная к верху колонн:

Эксцентриситет приложения постоянной вертикальной нагрузки в верхней части колонн крайних рядов (оси «А» и «В») относительно геометрической оси надкрановой части этих колонн определяется по следующему правилу. Эксцентриситет приложения этой нагрузки в верхней части крайних колонн, при их нулевой привязке, составит:

е_в = 0,5h_в-175 мм, (3.2.1)

а при привязке «250 мм» будет:

е_в = 425-0,5h_в мм. (3.2.2)

Согласно вышеприведенному правилу имеем следующие эксцентриситеты постоянной вертикальной нагрузки для колонн по оси «А» и «В» при привязке «250 мм»:

е_в = 425-0,5600=125 мм, для колонн по оси «Б» - е_в = 0 мм.

Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановой балки (Р^н_п.б=11,7 тс) и веса подкранового пути (150 кгс/м) на колонну:

N_п.б = (11,7+0,150∙12)∙1,10,95 = 14,11 тс.

Расстояние от линии действия нагрузки до геометрической оси подкрановой части стойки: по оси «А» : е_н = λ+250- h_н/2=750+250-650 = 350 мм; по оси «Б» - е_н = 750 мм.

Расчетная нагрузка от собственного веса колонн:

колонна по оси «А»:

надкрановая часть N_в = 0,5∙0,6∙4,50∙2,5∙1,10,95 = 3,53 тс,

подкрановая часть N_н = [2∙0,25∙0,5∙8,25 + (1,05+0,4∙3)∙0,5∙(1,3-0,25∙2)]2,5∙1,10,95 = 7,74 тс;

колонна по оси «Б»:

надкрановая часть N_в = 3,53 тс,

подкрановая часть N_н = [2∙0,3∙0,6∙8,25+(1,05+0,4∙3)∙0,5∙(1,4-0,3∙2)]2,5∙1,10,95 = 10,11 тс.

Нагрузка от веса стен и оконных переплетов ниже отметки 7,200 при принятом опирании фундаментных балок передается непосредственно на фундамент и на колонны влияния не оказывает. Расчетная нагрузка на крайнюю колонну от веса стеновых керамзитобетонных панелей (δ = 24 см, γ = 1200 кг/м³) и заполнения оконных проемов (γ =50 кг/м²):

на отметке +12,00:

N^I_ст = 4,80·12,0·0,24·1,2·1,10,95 = 17,34 тс;

на отметке +7,20:

N^II_ст = 2,40·12,0·0,24·1,2·1,10,95+2,40·0,05·12,0·1,10,95 = 10,17 тс.

Условно будем считать нагрузку от веса стеновых панелей приложенной на уровне верха крановой консоли колонн по осям «А» и «В» и равными:

N_ст = N^I_ст + N^II_ст = 17,34+10,17= 27,51 тс.

Расстояние от линии действия нагрузки до геометрической оси подкрановой части колонны: е_н = 0,12 + 0,65 = 0,77 м.

Снеговая нагрузка. Снеговая нагрузка на кровле здания распределяется равномерно (приложение 3 [2]). Полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле (3.2.3):

s=s_g·μ; (3.2.3)

где s_g - расчетное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли;

μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, для плоской кровли μ=1.

Расчетное значение веса снегового покрова s_g на 1 м² горизонтальной поверхности земли следует принимать в зависимости от снегового района Российской Федерации по данным таблицы 4 2, s_g = 180 кгс/м² для III снегового района, тогда имеем: s=s_g· μ=180·1=180 кгс/м².

Нормативное значение снеговой нагрузки определяется умножением расчетного значения на коэффициент 0,7: s_n=180·0, 7=126 кгс/м².

Сосредоточенная величина снеговой нагрузки, приложенная к колоннам по оси «А»:

тс;

к колоннам среднего ряда (колонны по оси «Б»):

тс.

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

Крановая вертикальная нагрузка. Для заданного мостового электрического крана грузоподъемностью 32/5 (ТУ 44.3.1290) по приложению 3: нормативное максимальное давление одного колеса на рельс подкранового пути Р_н^макс = 32,5 тс, общий вес крана G = 49,97 тс, вес тележки G_т = 8,72 тс, ширина крана В=6300 мм, база крана К = 5100 мм.

Вертикальная нагрузка для расчета рам, колонн, фундаментов и оснований в зданиях с мостовыми кранами в нескольких пролетах, расположенными в каждом пролете на одном ярусе, должна приниматься на каждом пути от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов. При учете совмещения в одном створе кранов разных пролетов – от четырех наиболее неблагоприятных по воздействию кранов. При учете двух кранов нагрузки от них необходимо умножать на коэффициент сочетаний ψ = 0,85 (для кранов среднего режима работы). При учете четырех кранов нагрузки от них необходимо умножать на коэффициент сочетаний ψ = 0,7 (для кранов среднего и легкого режимов работы). Коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок принимается равным γ_f=1,1. Динамическое воздействие крановой нагрузки при расчете рам, колонн, фундаментов и оснований не учитывается.

Расчетное максимальное давление на колонну от двух сближенных кранов определяем по линии влияния давления на колонну (рис. 4) и по формуле (3.2.4) :

D_макс = Р^н_макс·Σy· γ_f · ψ· γ_n = 32,5·(1+0,9+0,525+0,575)·1,1·0,85·0,95= 86,60 тс. (3.2.4)

Расчетное максимальное давление на колонну от четырех кранов:

D_макс = 2·32,5·(1+0,9+0,525+0,575)·1,1·0,7·0,95= 142,64 тс. (3.2.5)

Нормативное минимальное давление одного колеса на рельс подкранового пути:

(3.2.6)

где Q – грузоподъемность крана, G – полный вес крана с тележкой, n_о – число колес на одной стороне крана.

Расчетное минимальное давление на колонну: от двух сближенных кранов

D_мин = Р^н_мин·Σy· γ_f · ψ = 8,49·(1+0,9+0,525+0,575)·1,1·0,85·0,95= 22,62 тс, (3.2.7)

Расчетное минимальное давление на колонну от четырех кранов

D_мин = 2·8,49·(1+0,9+0,525+0,575)·1,1·0,7·0,95= 37,26 тс. (3.2.8)

Рис. 4. Линия влияния давления на колонну.

Крановая горизонтальная нагрузка. Нормативная горизонтальная нагрузка, направленная поперек кранового пути, вызываемая торможением крановой тележки (при гибком подвесе груза), равна

(3.2.9)

Сила поперечного торможения крана передается на одну балку и распределяется поровну на все колеса одной стороны крана и равна:

(3.2.10)

Горизонтальное давление на колонну

Т = Т^н_поп·Σy·γ_f · ψ = 1,02·(1+0,9+0,525+0,575)·1,1·0,85·0,95 = 2,72 тс. (3.2.11)

Ветровая нагрузка. Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки w_m определяется по формуле:

w_m = w_okc, (3.2.12)

где w_o = 30 кгс/см² – скоростной напор ветра на высоте 10 м над поверхностью земли для II района, k – коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора на высоте (для типа местности А при высоте над поверхностью земли 20 м k =1,25), с – аэродинамический коэффициент для наружных стен: с наветренной стороны с = +0,8, с заветренной стороны с= -0,6.

Коэффициент надежности для ветровой нагрузки на здания должен приниматься γ_f = 1,4. Скоростной напор ветра возрастает с увеличением высоты, и ветровая нагрузка на стену здания становится неравномерной.

Коэффициент k:

а) для части здания высотой до 10 м k=1,0;

б) на уровне верха колонны (отметка +12,61)

в) на уровне верха стены ( отметка +16,785)

Неравномерную ветровую нагрузку на стойки рамы в целях упрощения их расчета заменяем равномерно распределенной нагрузкой, эквивалентной по моменту в заделке консольной балки (k_экв = 1,025).

Расчетная ветровая нагрузка на колонны поперечной рамы: равномерно распределенная до отметки +12,61:

с наветренной стороны Р_акт = w_okcγ_fb=30·1,025·0,8·1,4·12,0·0,95 = 392,62 кгс/м,

то же с заветренной стороны Р_отс = 30·1,025·0,6·1,4·12,0·0,95 = 294,46 кгс/м.

Сосредоточенная сила в уровне верха колонны рамы от ветровой нагрузки на стеновые панели, расположенные выше отметки +12,61 м,