Сбор нагрузок на поперечную раму.

Ветровые нагрузки:

Расчётные значения ветрового давления: , где

W₀ – нормативное давление ветра;

– коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте: по СНиП 2.01.07 – 85 до отметки 5 м , на отметке 10 м , на отметке 20 м . В данном случае на отметке коэффициент , на отметки коэффициент , на отметки коэффициент и на отметке коэффициент .

 

с – аэродинамический коэффициент, принимаемый по СНиП «Нагрузки и воздействия». Коэффициент «с» принимается в зависимости от габаритов здания (ширины, высоты и длины).

γ_f – коэффициент надёжности по нагрузке (коэффициент перегрузки). γ_f для ветровой нагрузки равен 1.4.

γ_n – коэффициент надёжности по назначению.γ_n=0.95 – для зданий II класса.

В – расчетная ширина ветрового блока (В=6м).

Значения аэродинамических коэффициентов «с»:

с=+0,8 – для вертикальных поверхностей с наветренной стороны.

с=-0,6 – с подветренной стороны.

5 метров: ;

;

8,7 метров: ;

;

13,5 метров: ;

;

15,7 метров: ;

.

16,6 метров: ;

.

Рис 8. Схема сбора ветровых нагрузок на поперечную раму.

 

Для удобства расчёта фактическую нагрузку (в виде ломанной) заменяем эквивалентной равномерно распределённой по высоте колонны.

Эквивалентные нагрузки активного давления и откоса ветра определяем по формулам: , где

g_10м – расчётная нагрузка на высоте 10м.

;

α – коэффициент, учитывающий величину полезной высоты цеха H.

α=1.04, т.к H=16.6м

Активное давление ветра: .

Отсос ветра: .

Ветровую нагрузку на участке от низа ригеля (верха колонны) до наиболее высокой части здания заменяем сосредоточенной силой, приложенной в уровне низа ригеля рамы.

Сосредоточенная нагрузка: , где .

— активного давления: ;

— отсоса: .

Рис 9. Расчетная схема для сбора ветровых нагрузок на поперечную раму.

Нагрузки от мостовых кранов:

Рис 9. схема установки мостовых кранов на подкрановых балках для определения

максимального давления на колонну.

 

где - коэффициент перегрузки;

- коэффициент сочетаний ();

- ордината линии влияния под колесом крана;

- нормативный вес подкрановых конструкций;

- полезная нормативная нагрузка на тормозной площадке, принимаемая 150 кг/м³;

- ширина тормозной площадки;

- шаг колонн;

 

Для определения Д_min находим по формуле: , где Q_гр – грузоподъёмность крана в тоннах (Q_гр=70т);

Q_кр – масса крана с тележкой (Q_кр=110т).

=370кН

.

Отношение: => .

Сосредоточенные изгибающие моменты:

Расчётное горизонтальное усилие от торможения тележки крана на колонну:

-масса тележки

- число колёс с одной стороны крана

.

Горизонтальная сила Т определяется по схеме загружения подкрановых балок мостовыми кранами при определении Д_max.

Сила Т приложена в уровне верхнего пояса подкрановой балки на отметке: , где 19,35– уровень головки кранового рельса; 0.15 – высота рельса.

Нагрузка от покрытия

Из таблицы №1 принимаем нагрузку на ферму:

Нагрузка от снега

Из таблицы №1

 

Расчёт рамы при помощи ПК Лира 9.6.

Статический расчет поперечной рамы выполняем с помощью ПК «ЛИРА 9.6». Результатами расчета являются изгибающие моменты, продольные и поперечные силы, вычисленные при разных сочетаниях нагрузок для четырех сечений: в уровне базы колонны – сечение 1–1, в нижней части колонны под подкрановой балкой – сечение 2–2, в верхней части колонны над подкрановой балкой – сечение 3–3, в уровне опоры нижнего пояса фермы покрытия – сечение 4–4. Полученные значения усилий сведены в таблицы 3 и 4.

Рис 10. Схема сечений для определения усилий в раме.

 

Чтобы соблюсти соотношение жесткостей назначаем размеры сечения для нижней части колонны 20x200, для верхней части колонны - 20x100; чтобы соблюсти соотношение жесткостей назначаем размеры сечения условного ригеля 20x325, момент инерции консольного стержня бесконечно большой, поэтому ему назначаем сечение 20x10000, E=2e6 кН/м³, e₀=(0,45…0,55)h_н – 0,5h_в = 500мм.

Загружение №1. Постоянная нагрузка на ригеле

Узловая нагрузка от покрытия ;

L – пролет здания,

n – количество узлов.

Загружение №2. Снеговая нагрузка на всём ригеле

Узловая нагрузка от снега ;

L – пролет здания,

n – количество узлов.

Загружение №3. Ветровая нагрузка слева направо.

Сосредоточенная нагрузка:

— активного давления: ;

— отсоса: .

Распределённая нагрузка

— активное давление ветра: .

— отсос ветра: .