Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ №2

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ С МОСТОВЫМИ КРАНАМИ

 

Расчетно-пояснительная записка

 

Выполнил: студент группы 119-6

Гудков С.И.

Проверил: Тигай О.Ю.

 

 

Томск 2013

 

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок 3

1.1. Постоянная нагрузка 5

1.2. Временная нагрузка 6

1.3. Крановые нагрузки 6

1.4. Ветровая нагрузка 7

2. Проектирование стропильной конструкции 10

2.1. Расчет элементов нижнего пояса балки 11

2.2. Расчет элементов верхнего пояса балки 19

2.3. Расчет стоек балки 21

2.4. Расчет прочности по наклонному сечению опорной части балки 21

3. Проектирование колонны 24

3.1. Статический расчет поперечной рамы с учетом пространственной работы каркаса 24

3.2. Определение расчетных комбинаций усилий и продольного армирования 25

3.3. Конструирование продольной и поперечной арматуры и расчёт подкрановой консоли 27

4. Расчёт и конструирование монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну 29

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 35

 

Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок

 

Таблица 1

Данные для проектирования

Шаг колонн в продольном направлении, м	6,00
Число пролетов в продольном направлении
Число пролетов в поперечном направлении
Высота до низа стропильной конструкции, м	13,2
Тип ригеля и пролет	БДР-18
Грузоподъемность (ТС) и режим работы крана	16Н
Тип конструкции кровли
Вид бетона стропильных конструкций и плит покрытия	Лёгкий
Тип и толщина стеновых панелей	ПСП-240
Район строительства	Томск
Тип местности	С
Класс ответственности здания	I

Компоновку поперечной рамы производим в соответствии с требованием типизации конструктивных схем одноэтажных промышленных зданий.

Находим высоту надкрановой части колонн, принимая высоту подкрановой балки 0,8 м (по приложению ХII [8]), а кранового пути 0,15 м с учетом минимального габарита приближения крана к стропильной конструкции 0,1 м и высоты мостового крана грузоподъемностью 16 т Н_К=2,2 м, по приложению XV [8]:

Н₂≥2,2+0,8+0,15+0,1=3,25 м

С учетом унификации размеров колонн серии 1.424.1, приложение V [8] назначаем Н₂=3,3 м.

Высоту подкрановой части колонн определяем по заданной высоте до низа стропильной конструкции 13,2 м и отметки обреза фундамента – 0,15 м при Н₂

Н₁=13,2–3,3+0,15=10,05 м

Расстояние от верха колонны до уровня головки подкранового рельса соответственно будет равно:

у=3,3–0,8–0,15=2,35 м

Для назначения размеров сечений колонн по условию предельной гибкости вычислим их расчетные длины в соответствии с требованиями табл. 32 [2]. Результаты представлены в табл. 2.

 

 

Таблица 2

Расчет длинны колонн (l₀)

Часть колонны	При расчете в плоскости поперечной рамы	В перпендикулярном направлении
При учете нагрузок от крана	Без учета нагрузок от крана
Подкрановая Н1=10,05 м	1,5Н1=1,5·10,05=15,075 м	1,2(Н1+Н2)=1,2(10,05+3,3)= =16,02 м	0,8Н1=0,8·10,05=8,04
Надкрановая Н2=3,3 м	2Н1=2·3,3=6,6	2,5Н2=2,5·3,3=8,25	1,5Н2=1,5·3,3 =4,95

 

Согласно требованиям п. 5.3 [2], размеры сечений внецентренно сжатых колонн должны приниматься такими, чтобы их гибкость l₀/h в любом направлении, как правило, не превышало 120 (35). Следовательно, по условию максимальной гибкости высота сечения подкрановой части колонн должна быть не менее 16,02/35=0,458 м, а надкрановой – 8,25/35= 0,236 м. С учетом требований унификации для мостовых кранов грузоподъемностью более 16 т принимаем поперечное сечение колонн в надкрановой части – 400×380 мм. В подкрановой части для крайних колонн назначаем сечение 400×800 мм, а для средней – 400×900 мм. В этом случае удовлетворяется требования по гибкости и рекомендации по назначению высоты сечения подкрановой части в пределах (1/10…1/14)Н₁=(1/10…1/14)10,05=1,005…0,718 м.

В соответствии с таблицей габаритов колонн, приложение V [8], и назначенными размерами поперечных сечений принимаем для колонн крайнего ряда тип опалубки №3, а для колонн среднего ряда опалубка №10.

Стропильную конструкцию по заданию принимаем в виде балки двухскатной решетчатой типа БДР18 из лёгкого бетона. По приложению VI [8] назначаем марку балки II БДР18 с номером типа опалубочной формы–2. Максимальная высота в середине пролета 1,64 м, а объем бетона 4,15 м³.

По приложению XI [8] назначаем тип плит покрытия размером 3×6 м, номер опалубочной формы–2, высота ребра 300 мм, приведенная толщина с учетом заливки швов бетоном 70,0 мм.

Толщина кровли согласно приложению XIII [8] равна 100 мм.

Наружные стены проектируем из сборных навесных панелей. В соответствии с приложением XIV принимаем панели из бетона на пористом заполнителе марки по плотности D1900 толщиной 240 мм. Размеры остекления назначаем по приложению XIV [8] с учетом грузоподъемности мостовых кранов.

Постоянная нагрузка

С учетом коэффициента надежности по назначению здания γ_n=1 и шаг колонн продольном направлении 6 м, расчетная постоянная нагрузка на 1 м ригеля рамы будет равна:

G=3,479·1·6=20,874 кН/м

Нормативная нагрузка от 1 м² стеновых панелей из бетона на пористом заполнителе марки по плотности D1900 толщиной 240 мм равно: 9,9·0,24=2,376кН/м², где: ρ=9,9 кН/м³ – плотность бетона на пористом заполнителе согласно п. 2.13 [4]. Нормативная нагрузка от 1 м² остекления в соответствии с приложением XIV [8] равна 0,5 кН/м².

Распределенные по поверхности нагрузки от веса конструкции покрытия проведены в таблице 3.

Таблица 3

Постоянные нагрузки на 1 м² покрытия

Элемент покрытия	Нормативная нагрузка, кН/м^2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка кН/м^2.
Кровля: Слой гравия втопленный в битум Четырехслойный рубероидный ковер Асфальтовая стяжка(δ=20 мм, ρ=18 кН/м^3) Минераловатная плита (δ=50 мм, ρ=3,2 кН/м^3) Обмазка пароизоляционная Ребристые плиты покрытия размером 3×6 м с учетом заливки швов (δ=70,0 мм, ρ=19.9 кН/м^3) Решетчатая балка (Vb=4,15 м^3, пролет 18 м, шаг колонн 6 м, бетон лёгкий) 4,15·19,9/(18·6)=0,765 кН/м^2.	0,16 0,12 0,36 0,168   0,03   1,393     0,765	1,3 1,3 1,3 1,3   1,3   1,1     1,1	0,208 0,156 0,468 0,218   0,065   1,523     0,842
Итого:			3,48

 

Расчетные нагрузки от стен и остекления оконных переплетов:

на участке между отметками 12,6 и 15,0:

G₁=2,4·6·2,376·1,1·1=37,64 кН;

на участке между отметками 9,6 и 12,6:

G₂=(1,2·6·2,376+1,8·6·0,5)·1,1·1=24,76 кН;

на участке между отметками 0,0 и 9,6:

G₃=(1,2·6·2,376+8,4·6·0,5)·1,1·1=46,54 кН

Расчетные нагрузки от собственного веса колон из тяжелого бетона (ρ=25 кН/м³)

Колонна крайнего ряда, подкрановая часть с консолью:

G₄₁=(0,8·10,05+0,6·0,6+0,5·0,6·0,6)·0,4·25·1,1·1=94,38 кН

надкрановая часть: G₄₂=0,4·0,38·3,3·25·1,1·1=13,794 кН

G₄=G₄₁+G₄₂=94,38+13,794=102,77 кН

Колонна среднего ряда, подкрановая часть с консолями:

G₅₁=(0,9·10,05+2·0,6·0,6+0,6·0,6)·0,4·25·1,1·1=112,72 кН

надкрановая часть: G₅₂=G₄₂=13,794 кН

G₅=G₅₁+G₅₂=112,72+13,794=133,15 кН.

Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановых балок по приложению XII [8] и кранового пути (1,5 кН/м) будет равна:

G₆=(35+1,5·6)·1,1·1=48,4 кН.

Временная нагрузка

Снеговая нагрузка для расчета поперечных рамы принимается равномерно распределенной во всех пролетах здания. Для г. Томска по [6] определяем нормативное значение снегового покрова s₀=1,5 кПа (IV район) и соответственное полное нормативное значение снеговой нагрузки s=s₀µ=1,5·1=1,5 кПа. Коэффициент надежности для снеговой нагрузки γ_f=1,4. Тогда расчетная нагрузка от снега на 1 м ригеля рамы с учетом класса ответственности здания будет равна:

P_sn=1,5·1,4·6·1=12.6 кН/м;

Длительно действующая часть снеговой нагрузки согласно п. 1.7 [6] равно:

P_sn,l=0,5·P_sn=0,5·12,6=6,3 кН/м

Крановые нагрузки

По приложению XV [8] находим габариты и нагрузки от мостового крана грузоподъемностью Q=16 т (156,96 кН): ширина крана В_к=5,6 м, база крана А_к=4,4 м, нормативное давление колеса крана на подкрановый рельс Р_max,n=150 кН, масса тележки G_т=3,7 т. общая масса крана G_к=21,7 т.

Нормативное минимальное давление одного колеса крана на подкрановый рельс:

Р_min,n=0,5(Q+Q_к)–P_max,n=0,5·(156,96+21,7·9,81)–140=44,92 кН

Нормативная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана, направленная поперек кранового пути и вызываемая торможением тележки, при гибком подвесе груза будет равно:

Т_n=0,5·0,05(Q+Q_т)=0,5·0,05·(156,96+3,7·9,81)=4,83 кН

Расчетные крановые нагрузки вычисляем с учетом коэффициента надежности по нагрузке γ_f=1,1, согласно п. 4.8 [1].

Определяем расчетные нагрузки от двух сближенных кранов по линии влияния (рис. 2.) без учета коэффициента сочетания ψ:

максимальное давление на колонну:

D_max=P_max,n·γ_f·Σ_y·γ_n=140·1,1·2,137·1=329,098 кН

где: Σ_у – сумма ординат линии влияния

Σ_у=0,08+1+0,067=2,137

минимальное давление на колонну:

D_min=P_min,n·γ_f·Σ_y·γ_n=34,84 ·1,1·2,137·1=71,6 кН

тормозная поперечная нагрузка на колонну:

Т=Т_пγ_fΣ_yγ_n=4,83·1,1·2,137·1=11,35 кН

Рис. 1. Линия влияния давления на колонну и установка крановой нагрузки в невыгодное положение

 

Ветровая нагрузка

Саратов расположен во III ветровом районе по скоростным напорам ветра. Согласно таблицы 5 [6] нормативное значение ветрового давления равно w₀=0,38 кПа.

Для заданного типа местности 6 с учетом коэффициента k, табл. 6 [7] получим следующие значения ветрового давления по высоте здания:

на высоте до 5 м w_n1=0,4·0,38=0,152 кПа

на высоте 10 м w_n2=0,4·0,38 =0,152 кПа

на высоте 20 м w_n3=0,55·0,38=0,209 кПа

Вычислим значения нормативного давления на отметках верха колонн и покрытия:

на отметке 13,2 м

кПа

на отметке 15,24 м

кПа

Принимаем по высоте скоростной напор ветра заменяем равномерно распределенным, эквивалентным по моменту в заделке консольной балки длинной 14,4м:

 

=0,156 кПа

 

 

Для определения вертикального давления с учетом габаритов здания находим по приложению 4 [6] аэродинамические коэффициенты с_е=0,8 и с_е3= –0,4. Тогда с учетом коэффициента надежности по нагрузке γ_f=1,4 и шаг колонн 6 м получим:

- расчетная равномерно – распределенная нагрузка на колонну рамы с наветренной стороны:

w₁=0,156·0,8·1,4·6·1=1,048 кН/м

то же с подветренной стороны:

w₂=0,156·0,4·1,4·6·1=0,524 кН/м

расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка от давления ветра на ограждающие конструкции выше отметки 12 м.

=3,619 кН.

 

Расчет стоек балки

 

Стойки решетчатой балки рассчитываются на неблагоприятные сочетания усилий N и М без учета длительности действия нагрузок, так как всегда . Рассмотрим порядок определения площади сечения продольной рабочей арматуры в сжато-изогнутой стойке 17-18, N=2,32 кН, М=19,6 кН·м, – М= –9,32кН·м.

Сначала определим сечение продольной рабочей арматуры у наиболее растянутой грани (слева) при действии изгибающего момента М=+М=19,6 кН·м. Вычисляем эксцентриситеты и :

м=8448 мм;

мм.

Расчет сечения несимметричной продольной арматуры выполняем по формулам (121) – (129) [4]. Поскольку:

мм² < 0, то расчет ведем без учета сжатой арматуры.

Находим , соответственно по приложению IV [8] находим 0,0203, тогда мм².

Принимаем у левой грани 2Ø10 А-III, мм² > мм².

Требуемая площадь сечения растянутой арматуры у правой грани при действии М=|–M|=9,32 кН·м. по аналогичному расчету составит =66,9 мм². По приложению IV [8] принимаем и у правой грани 2Ø10 А-III.

Проектирование колонны

Класс бетона для сборных конструкций………………………В30

Класс арматуры сборных ненапрягаемых конструкций……...А-III

Проектируемая колонна по оси………………………………..<Б>

Номер расчётного сочетания колонны………………………...4 – 4

Влажность окружающей среды…………………………………85%

Решение. Анализ эпюр изгибающих моментов, построенных для колонны по оси Б показывает, что целесообразно при расчёте сечений принимать симметричное армирование, так как моменты разных знаков отличаются по абсолютной величине более чем на 25%.

Неблагоприятные комбинации расчётных усилий в сечении 4 – 4 для основных сочетаний нагрузок представлены в табл.

Таблица. Определение основных сочетаний расчётных усилий в сечении 4 – 4 колонны по оси Б.

Но-мер	Загружения и усилия	Расчётные сочетания усилий (силы – в кН; моменты – в кНрм)
	Загружения	1+(10+20)	1+(8+16)	1+(10+20)	1+(12+20)
У С И Л И Я		771,779	771,779	952,48	492,52
	170,612	-176,188	9,27	15,58
	492,52	492,52	492,52	492,52
	0,00	0,00	0,00	0,00
	279,259	279,259	459,95	0,00
	170,612	-176,18	9,27	15,58
	Загружения	1+4+(8+14)+22	1+2+(10+18)+23	1+2+(10+18)+23	1+(10+18)+23
У С И Л И Я		845,91	845,91	1110,6	492,52
	183,12	- 188,14	22,37	15,58
	492,52	492,52	492,52	492,52
	0,00	0,00	0,00	0,00
	251,33	251,33	413,96	0,00
	167,58	- 172,59	22,37	-15,58

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ №2

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ С МОСТОВЫМИ КРАНАМИ

 

Расчетно-пояснительная записка

 

Выполнил: студент группы 119-6

Гудков С.И.

Проверил: Тигай О.Ю.

 

 

Томск 2013

 

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок 3

1.1. Постоянная нагрузка 5

1.2. Временная нагрузка 6

1.3. Крановые нагрузки 6

1.4. Ветровая нагрузка 7

2. Проектирование стропильной конструкции 10

2.1. Расчет элементов нижнего пояса балки 11

2.2. Расчет элементов верхнего пояса балки 19

2.3. Расчет стоек балки 21

2.4. Расчет прочности по наклонному сечению опорной части балки 21

3. Проектирование колонны 24

3.1. Статический расчет поперечной рамы с учетом пространственной работы каркаса 24

3.2. Определение расчетных комбинаций усилий и продольного армирования 25

3.3. Конструирование продольной и поперечной арматуры и расчёт подкрановой консоли 27

4. Расчёт и конструирование монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну 29

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 35

 

Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок

 

Таблица 1

Данные для проектирования

Шаг колонн в продольном направлении, м	6,00
Число пролетов в продольном направлении
Число пролетов в поперечном направлении
Высота до низа стропильной конструкции, м	13,2
Тип ригеля и пролет	БДР-18
Грузоподъемность (ТС) и режим работы крана	16Н
Тип конструкции кровли
Вид бетона стропильных конструкций и плит покрытия	Лёгкий
Тип и толщина стеновых панелей	ПСП-240
Район строительства	Томск
Тип местности	С
Класс ответственности здания	I

Компоновку поперечной рамы производим в соответствии с требованием типизации конструктивных схем одноэтажных промышленных зданий.

Находим высоту надкрановой части колонн, принимая высоту подкрановой балки 0,8 м (по приложению ХII [8]), а кранового пути 0,15 м с учетом минимального габарита приближения крана к стропильной конструкции 0,1 м и высоты мостового крана грузоподъемностью 16 т Н_К=2,2 м, по приложению XV [8]:

Н₂≥2,2+0,8+0,15+0,1=3,25 м

С учетом унификации размеров колонн серии 1.424.1, приложение V [8] назначаем Н₂=3,3 м.

Высоту подкрановой части колонн определяем по заданной высоте до низа стропильной конструкции 13,2 м и отметки обреза фундамента – 0,15 м при Н₂

Н₁=13,2–3,3+0,15=10,05 м

Расстояние от верха колонны до уровня головки подкранового рельса соответственно будет равно:

у=3,3–0,8–0,15=2,35 м

Для назначения размеров сечений колонн по условию предельной гибкости вычислим их расчетные длины в соответствии с требованиями табл. 32 [2]. Результаты представлены в табл. 2.

 

 

Таблица 2

Расчет длинны колонн (l₀)

Часть колонны	При расчете в плоскости поперечной рамы	В перпендикулярном направлении
При учете нагрузок от крана	Без учета нагрузок от крана
Подкрановая Н1=10,05 м	1,5Н1=1,5·10,05=15,075 м	1,2(Н1+Н2)=1,2(10,05+3,3)= =16,02 м	0,8Н1=0,8·10,05=8,04
Надкрановая Н2=3,3 м	2Н1=2·3,3=6,6	2,5Н2=2,5·3,3=8,25	1,5Н2=1,5·3,3 =4,95

 

Согласно требованиям п. 5.3 [2], размеры сечений внецентренно сжатых колонн должны приниматься такими, чтобы их гибкость l₀/h в любом направлении, как правило, не превышало 120 (35). Следовательно, по условию максимальной гибкости высота сечения подкрановой части колонн должна быть не менее 16,02/35=0,458 м, а надкрановой – 8,25/35= 0,236 м. С учетом требований унификации для мостовых кранов грузоподъемностью более 16 т принимаем поперечное сечение колонн в надкрановой части – 400×380 мм. В подкрановой части для крайних колонн назначаем сечение 400×800 мм, а для средней – 400×900 мм. В этом случае удовлетворяется требования по гибкости и рекомендации по назначению высоты сечения подкрановой части в пределах (1/10…1/14)Н₁=(1/10…1/14)10,05=1,005…0,718 м.

В соответствии с таблицей габаритов колонн, приложение V [8], и назначенными размерами поперечных сечений принимаем для колонн крайнего ряда тип опалубки №3, а для колонн среднего ряда опалубка №10.

Стропильную конструкцию по заданию принимаем в виде балки двухскатной решетчатой типа БДР18 из лёгкого бетона. По приложению VI [8] назначаем марку балки II БДР18 с номером типа опалубочной формы–2. Максимальная высота в середине пролета 1,64 м, а объем бетона 4,15 м³.

По приложению XI [8] назначаем тип плит покрытия размером 3×6 м, номер опалубочной формы–2, высота ребра 300 мм, приведенная толщина с учетом заливки швов бетоном 70,0 мм.

Толщина кровли согласно приложению XIII [8] равна 100 мм.

Наружные стены проектируем из сборных навесных панелей. В соответствии с приложением XIV принимаем панели из бетона на пористом заполнителе марки по плотности D1900 толщиной 240 мм. Размеры остекления назначаем по приложению XIV [8] с учетом грузоподъемности мостовых кранов.

Постоянная нагрузка

С учетом коэффициента надежности по назначению здания γ_n=1 и шаг колонн продольном направлении 6 м, расчетная постоянная нагрузка на 1 м ригеля рамы будет равна:

G=3,479·1·6=20,874 кН/м

Нормативная нагрузка от 1 м² стеновых панелей из бетона на пористом заполнителе марки по плотности D1900 толщиной 240 мм равно: 9,9·0,24=2,376кН/м², где: ρ=9,9 кН/м³ – плотность бетона на пористом заполнителе согласно п. 2.13 [4]. Нормативная нагрузка от 1 м² остекления в соответствии с приложением XIV [8] равна 0,5 кН/м².

Распределенные по поверхности нагрузки от веса конструкции покрытия проведены в таблице 3.

Таблица 3

Постоянные нагрузки на 1 м² покрытия

Элемент покрытия	Нормативная нагрузка, кН/м^2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка кН/м^2.
Кровля: Слой гравия втопленный в битум Четырехслойный рубероидный ковер Асфальтовая стяжка(δ=20 мм, ρ=18 кН/м^3) Минераловатная плита (δ=50 мм, ρ=3,2 кН/м^3) Обмазка пароизоляционная Ребристые плиты покрытия размером 3×6 м с учетом заливки швов (δ=70,0 мм, ρ=19.9 кН/м^3) Решетчатая балка (Vb=4,15 м^3, пролет 18 м, шаг колонн 6 м, бетон лёгкий) 4,15·19,9/(18·6)=0,765 кН/м^2.	0,16 0,12 0,36 0,168   0,03   1,393     0,765	1,3 1,3 1,3 1,3   1,3   1,1     1,1	0,208 0,156 0,468 0,218   0,065   1,523     0,842
Итого:			3,48

 

Расчетные нагрузки от стен и остекления оконных переплетов:

на участке между отметками 12,6 и 15,0:

G₁=2,4·6·2,376·1,1·1=37,64 кН;

на участке между отметками 9,6 и 12,6:

G₂=(1,2·6·2,376+1,8·6·0,5)·1,1·1=24,76 кН;

на участке между отметками 0,0 и 9,6:

G₃=(1,2·6·2,376+8,4·6·0,5)·1,1·1=46,54 кН

Расчетные нагрузки от собственного веса колон из тяжелого бетона (ρ=25 кН/м³)

Колонна крайнего ряда, подкрановая часть с консолью:

G₄₁=(0,8·10,05+0,6·0,6+0,5·0,6·0,6)·0,4·25·1,1·1=94,38 кН

надкрановая часть: G₄₂=0,4·0,38·3,3·25·1,1·1=13,794 кН

G₄=G₄₁+G₄₂=94,38+13,794=102,77 кН

Колонна среднего ряда, подкрановая часть с консолями:

G₅₁=(0,9·10,05+2·0,6·0,6+0,6·0,6)·0,4·25·1,1·1=112,72 кН

надкрановая часть: G₅₂=G₄₂=13,794 кН

G₅=G₅₁+G₅₂=112,72+13,794=133,15 кН.

Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановых балок по приложению XII [8] и кранового пути (1,5 кН/м) будет равна:

G₆=(35+1,5·6)·1,1·1=48,4 кН.

Временная нагрузка

Снеговая нагрузка для расчета поперечных рамы принимается равномерно распределенной во всех пролетах здания. Для г. Томска по [6] определяем нормативное значение снегового покрова s₀=1,5 кПа (IV район) и соответственное полное нормативное значение снеговой нагрузки s=s₀µ=1,5·1=1,5 кПа. Коэффициент надежности для снеговой нагрузки γ_f=1,4. Тогда расчетная нагрузка от снега на 1 м ригеля рамы с учетом класса ответственности здания будет равна:

P_sn=1,5·1,4·6·1=12.6 кН/м;

Длительно действующая часть снеговой нагрузки согласно п. 1.7 [6] равно:

P_sn,l=0,5·P_sn=0,5·12,6=6,3 кН/м

Крановые нагрузки

По приложению XV [8] находим габариты и нагрузки от мостового крана грузоподъемностью Q=16 т (156,96 кН): ширина крана В_к=5,6 м, база крана А_к=4,4 м, нормативное давление колеса крана на подкрановый рельс Р_max,n=150 кН, масса тележки G_т=3,7 т. общая масса крана G_к=21,7 т.

Нормативное минимальное давление одного колеса крана на подкрановый рельс:

Р_min,n=0,5(Q+Q_к)–P_max,n=0,5·(156,96+21,7·9,81)–140=44,92 кН

Нормативная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана, направленная поперек кранового пути и вызываемая торможением тележки, при гибком подвесе груза будет равно:

Т_n=0,5·0,05(Q+Q_т)=0,5·0,05·(156,96+3,7·9,81)=4,83 кН

Расчетные крановые нагрузки вычисляем с учетом коэффициента надежности по нагрузке γ_f=1,1, согласно п. 4.8 [1].

Определяем расчетные нагрузки от двух сближенных кранов по линии влияния (рис. 2.) без учета коэффициента сочетания ψ:

максимальное давление на колонну:

D_max=P_max,n·γ_f·Σ_y·γ_n=140·1,1·2,137·1=329,098 кН

где: Σ_у – сумма ординат линии влияния

Σ_у=0,08+1+0,067=2,137

минимальное давление на колонну:

D_min=P_min,n·γ_f·Σ_y·γ_n=34,84 ·1,1·2,137·1=71,6 кН

тормозная поперечная нагрузка на колонну:

Т=Т_пγ_fΣ_yγ_n=4,83·1,1·2,137·1=11,35 кН

Рис. 1. Линия влияния давления на колонну и установка крановой нагрузки в невыгодное положение

 

Ветровая нагрузка

Саратов расположен во III ветровом районе по скоростным напорам ветра. Согласно таблицы 5 [6] нормативное значение ветрового давления равно w₀=0,38 кПа.

Для заданного типа местности 6 с учетом коэффициента k, табл. 6 [7] получим следующие значения ветрового давления по высоте здания:

на высоте до 5 м w_n1=0,4·0,38=0,152 кПа

на высоте 10 м w_n2=0,4·0,38 =0,152 кПа

на высоте 20 м w_n3=0,55·0,38=0,209 кПа

Вычислим значения нормативного давления на отметках верха колонн и покрытия:

на отметке 13,2 м

кПа

на отметке 15,24 м

кПа

Принимаем по высоте скоростной напор ветра заменяем равномерно распределенным, эквивалентным по моменту в заделке консольной балки длинной 14,4м:

 

=0,156 кПа

 

 

Для определения вертикального давления с учетом габаритов здания находим по приложению 4 [6] аэродинамические коэффициенты с_е=0,8 и с_е3= –0,4. Тогда с учетом коэффициента надежности по нагрузке γ_f=1,4 и шаг колонн 6 м получим:

- расчетная равномерно – распределенная нагрузка на колонну рамы с наветренной стороны:

w₁=0,156·0,8·1,4·6·1=1,048 кН/м

то же с подветренной стороны:

w₂=0,156·0,4·1,4·6·1=0,524 кН/м

расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка от давления ветра на ограждающие конструкции выше отметки 12 м.

=3,619 кН.