Определение временных нагрузок.

Снеговая нагрузка.

 

Район строительства: г. Тула

Район по весу снегового покрова: III

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле:

S₀ = 0,7×c_e ×c_t ×m ×S_g,

где с_е - коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов:

k = 1.2; V = 5 м/c; b = 66 м.

с_е =0.608

c_t - термический коэффициент

c_t = 1, так как покрытие утеплено

m - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие

m = 1

S_g - вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли

S_g = 1.8кПа

S₀ = 0,7 c_e c_t m S_g=0,7*0,608*1*1*1,8=0,77 кПа

Тогда равномерно распределённая нагрузка по ферме:

Расчетная снеговая нагрузка F _R= γ_f×S₀×B=1,4×0,77кПа×6м=6,47 кН/м

 

Ветровая нагрузка.

Район по скоростным напорам ветра:I

Тип местности: А

Нормативное значение ветровой нагрузки w следует определять как сумму средней w_m и пульсационной w_p составляющих:

w_n = w_m + w_p.

w_m = w₀ k(z_e)c

где w₀ - нормативное, значение ветрового давления: w₀=0.23 кПа

k(z_e) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z_e

k(z_e) = k₁₀(z_e/10)^2a,где a=0,15, k₁₀=1

k(5) =0,812

k(10) =1

k(14,4) =1,11

k(17,55) =1,18

с - аэродинамический коэффициент

-для вертикальных стен с наветренной стороны: с₁= 0.8

-для вертикальных стен с подветренной стороны: с₂= -0.5

Давление и нагрузка на поперечную раму с наветренной стороны:

w_m(5) = 0,23×0,812×0,8 = 0,149 кПа; q _m(5) = w_m(5) × B = 0,894 кН/м;

w_m(10) = 0,23×1×0,8 = 0,184 кПа; q _m(10) = w_m(10) × B = 1,104 кН/м;

w_m(14,4) = 0,23×1,11×0,8 = 0,204 кПа; q _m(14,4) = w_m(14,4) × B = 1,224 кН/м;

w_m(17,55) = 0,23×1,18×0,8 = 0,217 кПа; q _m(17,55) = w_m(17,55) × B = 1,302 кН/м;

Давление и нагрузка на поперечную раму с подветренной стороны:

w_m^| (5) = -0,23×0,812×0,5 = -0,093 кПа; q _m^| (5) = w_m^| (5) × B = -0,558 кН/м;

w_m^| (10) = -0,23×1×0,5 = -0,115 кПа; q _m^| (10) = w_m^| (10) × B = -0,690 кН/м;

w_m^| (14,4) = -0,23×1,11×0,5 = -0,128 кПа; q _m^| (14,4) = w_m^| (14,4) × B = -0,768 кН/м;

w_m^| (17,55) = -0,23×1,18×0,5 = -0,136 кПа;q _m^| (17,55) = w_m^| (17,55) × B = -0,816 кН/м;

Сосредоточенное давление в нижней части ригеля:

При расчете многоэтажных зданий высотой до 40 м и одноэтажных производственных зданий высотой до 36 м при отношении высоты к пролету менее 1,5, размещаемых в местностях типа А и В, пульсационную составляющую ветровой нагрузки допускается определять по формуле

w_p = w_m z(z_e)v

где w_m – среднее значение ветровой нагрузки;

z(z_e) - коэффициент пульсации давления ветра

z(z_e) = z₁₀(z_e /10)^-a, где a=0,15, z₁₀= 0,76;

z(5)=0,843

z(10)=0,76

z(14,4)=0,72

z(17,55)=0,7

v - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра

r=b=6 м; c=h=17,35 м => v=0,85

Давление и нагрузка на поперечную раму с наветренной стороны:

q _p(5) = w_p(5) = 0,149 ×0,843×0,85 = 0,107 кПа;

q _p(10) = w_p(10) = 0,184 ×0,76×0,85 = 0,119 кПа;

q _p(14,4) = w_p(14,4) = 0,204 ×0,72×0,85 = 0,125 кПа;

q _p(17,55) = w_p(17,55) = 0,217 ×0,7×0,85 = 0,129 кПа;

Давление и нагрузка на поперечную раму с подветренной стороны:

q _p^| (5) = w_p^| (5) = -0,093 ×0,843×0,85 = -0,067 кПа;

q _p^| (10) = w_p^| (10) = -0,115 ×0,76×0,85 = -0,074 кПа;

q _p^| (14,4) = w_p^| (14,4) = -0,128 ×0,72×0,85 = -0,078 кПа;

q _p^| (17,55) = w_p^| (17,55) = -0,136 ×0,7×0,85 = -0,081 кПа;

Сосредоточенное давление в нижней части ригеля:

Расчетное значение ветровой нагрузки: w_r = (w_m + w_p) × γ_f

q_r(5) = (q_m + q_p) × γ_f = (0,894 + 0,107) × 1,4 = 1,4 кН/м;

q_r(10) = (1,104 + 0,119) × 1,4 = 1,71 кН/м;

q_r(14,4) = (1,224 + 0,125) × 1,4 = 1,89 кН/м;

q_r^| (5) = (-0,558 -0,067) × 1,4 = 0,88 кН/м;

q_r^| (10) = (-0,690 - 0,074) × 1,4 = 1,07 кН/м;

q_r^| (14,4) = (-0,768 - 0,078) × 1,4 = 1,18 кН/м;

P_p= (3,98 + 0,4) × 1,4 = 6,13 кН/м;

P_p^| = (-2,49 – 0,25) × 1,4 = 3,84 кН/м;

 

Нагрузки от мостовых кранов.

 

Краны: Q=80/20 т

Режим работы кранов: средний

Коэффициент сочетания ψ: ψ=1 (1 кран)

Коэффициент надежности по нагрузке: g_f =1.2

Нормативные вертикальные усилия колес: F_k1^max=392 кН; F_k2^max=422 кН;

Вес крана с тележкой G=1274 кН

Вес тележки: G_t=323 кН

Грузоподъемность крана Q=785 кН

Собственный вес подкрановой конструкции G_пб= 45,4 кН

 

F_k1^max=392 кН; F_k2^max=422 кН;

Расчетное максимальное усилие, передаваемое на колонну колесами крана, кН

D _max= ψ∙g_f × +g_f G_пб=1∙1,2∙(422кН∙1,85+392кН ∙0,4)+1,05∙45,4 кН =1172,67 кН

Расчетное минимальное усилие, передаваемое на колонну колесами крана, кН

Количество колес с одной стороны крана n₀=4

Нормативное вертикальное усилие на одно колесо(минимальное), кН

P_сред^min =(G + Q)/n₀- P_сред^max =(1274+785)/4-(422кН+392кН)/2=107,75 кН, тогда

F_k1^min=103,78 кН; F_k2^min=111,72 кН;

D _min =ψ∙g_f × +g_f G_пб= 1∙1,2∙(111,72кН∙1,85+103,78кН ∙0,4)+1,05∙45,4 кН = 345,5 кН

Так как ширина нижней части колонны h_н=1.25 м, то e_k=0,5∙ h_н =625 мм – расстояние между осью подкрановой балки и центром тяжести нижней части крайней колонны.

Для средней колонны e_k=750 мм

Нормативная поперечная горизонтальная сила от торможения тележки с одной стороны:

T_к^max=f×(Q+ G_т) ×(422/407)/ n₀=0,05×(785кН+323кН) ×(422/407)/ 4=14,36 кН

T_к^min=f×(Q+ G_т) ×(392/407)/ n₀=0,05×(785кН+323кН) ×(392/407)/ 4=13,34 кН, где

n₀ – число колес с одной стороны крана

f=0,05 – груз с гибким подвесом

Расчетная горизонтальная сила, передаваемая подкрановыми балками на колонну от торможения тележки

T_max =ψ∙g_f × =1∙1,2∙(14,36 кН∙1,85+13,34 кН∙0,4)=38,28 кН