Постоянная нагрузка от веса фермы и связей по ферме

Постоянная нагрузка от веса фермы и связей по ферме определяется по формуле:

,
где – коэффициент надежности по нагрузке для металлических конструкций, =1,05;
L – пролет фермы, L = 36 м;
B – шаг колонн, B = 6 м;
- коэффициент, зависящий от пролета фермы, для фермы пролетом 36 мпринимаем =0,9.

.

Суммарный вес покрытия вычисляем по формуле

.

Постоянная нагрузка от веса подкрановой балки и рельса

Постоянную нагрузку от веса подкрановой балки и рельса вычисляем по формуле:

,
где  – максимальное давление колеса крана, для крана грузоподъемностью Q =500 кН,среднем режиме работы и здания, пролетом L =36 м принимаем ;
 – вес одного погонного метра кранового рельса, для рельса типа КР-80 .

Временные нагрузки

Снеговая нагрузка

Полное расчетное значение снеговой нагрузки определяем по формуле:

,
где  – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² поверхности. Для снегового района, к которому относится город Самара, ;
.

Крановые нагрузки

При определении крановых нагрузок на раму предполагается, что действуют нагрузки от двух наиболее неблагоприятных по воздействию мостовых кранов.

Крановые нагрузки разделяются на вертикальные и горизонтальные. Расчетное вертикальное давление на колонну, к которой приближенна тележка крана, определяется по линии влияния опорных реакций подкрановых балок с помощью формул:

;

,
где  – коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок;
 – коэффициент сочетания усилий для работы двух кранов, для среднего режима работы кранов принимаем ;
 – сумма значений ординат с линии влияния крановой нагрузки.
 – максимальное давление колеса крана, для крана грузоподъемностью Q =500 кН,весьма тяжелом режиме работы и здания, пролетом L =36 м принимаем
 – минимальное давление колеса крана.

,
где  – грузоподъемность крана, ;
 – вес крана с тележкой, для крана с грузоподъемностью 500 кН принимаем ;
 – количество тормозных колес, для крана с грузоподъемностью 500 кН принимаем n₀ = 2;

;

Рисунок 7 - Линия влияния крановых нагрузок на опорную реакцию
подкрановой балки

Определяем значения ординат линии влияния из подобия треугольников:

; ; .

.

Значения расчетных усилий на колонну:

кН;

кН.

Подкрановые балки уложены с эксцентриситетом по отношению к геометрической оси сечения нижнего участка колонны, поэтому от вертикального давления D_max и D_min возникают изгибающие моменты, значения которых определяются по формулам:

;

,

- эксцентриситет. Значение определяется по формуле:

м

;

.

Расчетная горизонтальная сила на колонну от поперечного торможения тележек крана определяется по формуле:

,
где - нормативная горизонтальная сила на одно колесо крана, направленная поперек кранового пути;

,
где  = 0,05 - коэффициент трения при торможении тележки при гибком подвесе груза;
 – вес тележки крана, для крана с грузоподъемностью 500 кН принимаем ;

кН;

 кН;

Ветровая нагрузка

Полное расчетное значение ветровой нагрузки определяем по формуле:

, где

- нормативное значение ветрового давления. Для ветрового района, к которому относится город Самара, кПа;

- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;

 - аэродинамический коэффициент. Принимаем равным  - для наветренной стороны,  для подветренной стороны;

 - коэффициент надежности для ветровой нагрузки.

Расчетное значение ветровой нагрузки определяем на определенных уровнях высоты здания. Для данного здания определяем значения ветровой нагрузки на высотах соответственно 10 м, 20 м и 40 м от уровня земли. Для этого определяем значения коэффициента  в соответствии со СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» для соответствующего типа местности:

; ; .

Значения ветровой нагрузки для наветренной поверхности на соответствующих высотах:

;

;

.

Значения ветровой нагрузки для подветренной поверхности на соответствующих высотах:

;

.

                

                                       Рисунок 8 - Расчетная схема ветровых нагрузок

 

Для статического расчета рамы необходимо ветровую нагрузку заменить эквивалентной ей по действию. Вычисляем величину эквивалентной нагрузки для наветренной поверхности по формуле:

, где

 - интенсивность ветровой нагрузки в уровне низа фермы. Определяем графически: ;

 - интенсивность ветровой нагрузки в уровне низа фермы. Определяем графически: ;

м – высота фермы.

.

Для подветренной поверхности величина эквивалентной нагрузки:

.

Величину эквивалентной равномерно распределенной нагрузки для наветренной поверхности можно определить по формуле:

, где

 - коэффициент, для зданий высотой 18 м принимаем равным ;

;

Для подветренной поверхности величина эквивалентной нагрузки:

;

     

                    Рисунок 9 - Распределение нагрузки, эквивалентной ветровой

 

Статический расчет рамы с учетом пространственной работы конструкции

Статический расчет рамы производим на ЭВМ с помощью ПК «Мираж», разработка НИИАСС, Киев, Украина.

По результатам расчета получаем значения усилий в сечениях рамы.