Нагрузки на поперечную раму

 

На раму передаются следующие нагрузки:

- постоянная – от массы покрытия, собственного веса колонн, подкрановых балок и подкранового пути, ограждающих конструкций;

- временная – снеговая, ветровая и крановые.

Все вертикальные нагрузки вводят в расчет с фактическими эксцентриситетами относительно центров тяжести сечений колонн.

а) Постоянные нагрузки.

Значение постоянных нагрузок на 1 м² покрытия приведены в табл. № 1. Расчетные нагрузки при получены произведением нормативных нагрузок на коэффициент надежности по назначению .

 

Таблица № 1 Постоянные нагрузки на 1 м² покрытия

Элемент покрытия	Нормативная нагрузка Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка Н/м2
Балка плоская таврового сечения L=12м.	5050	1,1	5550
Ж/Б ребристые плиты покрытия 3х12 м с учетом заливки швов	1889	1,1	2078
Обмазочная пароизоляция	100	1,2	120
Утеплитель (готовые плиты)	480	1,2	580
Асфальто-бетонная стяжка толщиной 2см.	400	1,3	520
Трехслойный рубероидный ковер	150	1,2	180
Защитный слой гравия на мастике 2см.	400	1,3	520
ИТОГО	8469	-	9548

 

Расчетная нагрузка, передаваемая ригелем на колонну в виде сосредоточенной силы, определяется по формуле:

 

 

где - нагрузка от конструкции покрытия, кH/м²;

Сосредоточенная нагрузка N_п считается приложенной по вертикали,
проходящей через середину площадки опирания. При привязке 250мм
расстояние от линии действия нагрузки до геометрической оси надкрановой части колонны:

 

 

где: 0,25 - привязка колонн,

0,2 – расстояние от продольной разбивочной оси до передачи продольной силы на колонну.

Расчетная нагрузка от веса подкрановой балки (G_п.б.= 115 кН) равна:

 

N_п.б. =

 

Расстояние от линии действия нагрузки до геометрической оси подкрановой части колонны при привязке 250 мм

 

 

где  - расстояние от оси подкрановой балки до продольной разбивочной оси (принимается по нормам 0,75 м); 0,35 - расстояние от продольной разбивочной оси до грани колонны.

Рис.2 К определению эксцентриситетов

 

Нагрузку от веса стен и оконных переплетов ниже отметки 8,200 м воспринимают фундаментные балки, поэтому усилия в колонне от нее не возникают.

Расчетная нагрузка от веса керамзитобетонных стеновых панелей толщиной =0,3 м, передаваемая на колонну выше отметки 8,200:

 

 

где =2,5 кН/м - вес 1 м стеновых панелей; - суммарная высота полос стеновых панелей выше отметки 8,200 м; В - шаг колонн.

Нагрузка от стен приложена с эксцентриситетом, равным расстоянию от центра стеновых панелей до центра тяжести надкрановой части колонны:

 

 

Расчетная нагрузка от собственного веса колонны определяется по геометрическим размерам:

- надкрановая часть

 

где: ρ - плотность железобетона, кН/м3;

- подкрановой части

 

 

б) Временные нагрузки.

Снеговая нагрузка. Для расчета колонн принимают равномерное распределение снеговой нагрузки по покрытию. Для город Смоленск, расположенного в районе III, вес снегового покрова на 1 м² площади горизонтальной проекции покрытия, S_n = 500 Н/м². Расчетная снеговая нагрузка при μ=1:

 

 

Снеговая нагрузка передается на колонны в тех же точках, что и нагрузка от массы покрытия N_п.

Крановые нагрузки. В соответствии со стандартами на мостовые электрические краны грузоподъемностью Q=30/5=300/50 кН: нормативное максимальное давление одного колеса на рельс подкранового пути P_max,_n=280 кН, минимальное давление P_min,_n=82,5 кН, масса крана кН. Ширина крана В=6300 мм; база крана К=5000 мм.

Расчетное вертикальное максимальное давление от двух сближенных кранов на колонну определяют по линии влияния давления на нее (рис. 3) с коэффициентом сочетания

 

 

Рис. 3 Линия влияния давления на колонну и установка крановой нагрузки в невыгодное положение

 

 

где =  =0,575+1+0,9+0,475=2,95 - сумма ординат линии влияния

давления двух подкрановых балок на колонну.

Расчетные тормозные горизонтальные нагрузки на колонну определяют

по тем же линиям влияния, что и для вертикальных нагрузок: от двух сближенных кранов

 

 

Горизонтальная сила поперечного торможения приложена к колонне на уровне верха подкрановой балки на отметке 9,600 м.

Ветровая нагрузка. Ветровая нагрузка принимается распределенной по высоте колонны. Давление ветра на здание выше колонны заменяют сосредоточенной силой W, приложенной на уровне верха колонн. Давление ветра на колонну собирают с вертикальной полосы шириной, равной шагу колонн вдоль здания.

Скоростной напор ветра для города Смоленск w₀=0,23 кН/м². Аэродинамический коэффициент с наветренной стороны с_е=0,8, с подветренной стороны с_е =- 0,6. Скоростной напор ветра возрастает с увеличением высоты. Определяют значение коэффициента k, учитывающего изменение ветрового давления по высоте. Здание расположено в местности типа Б, поэтому для его части высотой до 10 м  k =0,65; на высоте до 20 м k=0,85; на уровне верха колонны (отметка 12,600) =0,68. На уровне конька здания (отметка 14,000) =0,73 ^:

Для упрощения расчета неравномерную ветровую нагрузку на стойки поперечной рамы заменяют равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке консольной балки

Расчетная равномерно распределенная нагрузка от ветра на колонны поперечной рамы, при шаге колонн В=12 м и =0,95, с наветренной стороны:

 

 

с подветренной стороны:

 

 

где:

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отметки 12,600

 

кН

 

где: w₁и w₂ – сосредоточенные давления ветра при коэффициентах k₁ и k₂ соответственно. h^/ - расстояние от конца колонны до верха стеновой панели.