В.А. Тесля Одноэтажные промышленные здания

10

С наветренной стороны

qW = 1,4 а ωо k cе γ n = 1,4 6 0,38 0,65 0,8 0,95 = 1,58 кН/м.

С подветренной стороны q′W = 1,4 а ωо k cе3 γ n . Для определения cе3 требуются отношения b/! и h1/!, где b – длина здания (в нашем случае

42 м).

Эти отношения равны 42/18 = 2,33 > 2 и 10,8/18 = 0,6, тогда cе3 = 0,52.

Величина интенсивности ветровой нагрузки с подветренной стороны будет равна:

q′W = -1,4 а· ωо k cе3 γ n = -1,4 6 0,38 0,65 0,52 0,95 = -1,02 кН/м.

Так как высота колонны 10,8 м, можно не определять эквивалентную нагрузку, а возросшую после 10 м по высоте интенсивность (k = 0,85) учитывать только при определении сосредоточенной силы, приложенной на уровне верха колонн W, которая определяется по активному давлению и отсосу, т.е.

W1 = 2,2 1,4 6 0,38 0,85 0,8 0,95 = 4,54 кН и по отсосу W2 = 2,2 1,4 6 0,38 0,85 0,52 0,95 = 2,94 кН.

11

Их сумма составляет W1 + W2 = 7,48 кН. Здесь 2,2 м – высота конструктивной части здания выше отметки верха колонн 13,0-10,8 = 2,2 м,

см. рис. 2.4.

К р а н о в а я нагрузка определяется в зависимости от групп режимов работы кранов по ГОСТ 25546-82. При определении нагрузок исходят из того, что в каждом из пролетов может находиться по два и более кранов с различными режимами работы. Вертикальные нагрузки D складываются из массы моста, тележки, поднимаемого груза и передаются через колеса крана на подкрановые пути. Различают максимальное давление мостового крана Dmax , которое возникает при крайнем положении тележки с грузом на одной стороне моста, и минимальное Dmin , которое соответствует другой стороне моста крана, где отсутствует тележка с грузом. Горизонтальное давление Н определяют для случая, когда сила торможения грузовой тележки передается на все колоса одновременно с одной стороны. При определении D и H необходимо выделять полную кратковременную нагрузку, а также длительного действия, как часть временной (крановой) нагрузки. Величины расчетных нагрузок определяются с учетом коэффициента динамичности γ d = 1,1, коэффициента надежности по нагрузке

γ f = 1,1, коэффициентов сочетания ψс=0,85 (при учете действия четырех

кранов для колонн среднего ряда ψс=0,70). Вертикальную нагрузку на колонну вычисляют по линиям влияния опорной реакции подкрановой балки, наибольшая ордината которой на опоре равна единице. Одна сосредоточенная сила от колеса моста крана устанавливается на опоре, остальные силы располагаются в зависимости от стандартного расстояния между колесами.

12

Определим крановую нагрузку для случая применения кранов общего назначения группы режимов работы 4К–6К (см. приложение 1 [2]) грузоподъемностью Q = 10 тс двухпролетного здания при L = 18 м. Характе-

ристики берем из госстандартов кранов.
Для нашего случая LК = 16,5 м,	В = 5400 мм, АК = 4400 мм,
Nmax= 85 кН, Nmin = 22 кН. Нагрузка Dmax =	∑ ç Nmaxn ãf ãd ø c , требу-
min	min

ется определить сумму ординат η . Из подобия треугольников при основании η 3 = 1 и величине а = 6 м будем иметь η 1 = 0,10, η 2 = 0,83, η 4 = 0,27.

Таким образом, при учете двух кранов ∑η η = 2,20 и при учете работы одного крана (это потребуется для отыскания длительного действия крановой нагрузки) ∑η η = 1,27. Полная расчетная кратковременного действия вертикальная крановая нагрузка Dmax = 2,2 85 1,1 1,1 0,85 = 192,33 кН.

Dmin = 2,2 22 1,1 1,1 0,85 = 49,78 кН.

Временная длительного действия расчетная крановая нагрузка

D! max = 1,27 85 1,1 1,1 0,5 = 65,31 кН. D! min = 1,27 22 1,1 1,1 0,5 = 16,91 кН.

13

При учете силового воздействия от четырех кранов, в данном примере это будет касаться колонн средней оси Б при определении максимальной величины Dmax , коэффициент сочетания действия нагрузок в этом случае принимают равным 0,7.

Горизонтальная сила от торможения грузовой тележки крана будет равна H = ∑ çi 0,5 T ãf ãd ø c ,

где Т для кранов с гибкой подвеской груза определяется как

Т = 0,05 (Q+G)

где Q – грузоподъемность крана, G – вес тележки крана.

Для рассматриваемого случая Q = 100 кН, G = 24 кН, тогда T = 6,2 кН, а величина полного торможения

H = 2,2 0,5 6,2 1,1 1,1 0,85 = 7,015 кН.

Необходимо помнить, что по линии действия нагрузки от крана D действуют постоянные нагрузки от собственного веса подкрановой балки и подкрановых путей. Эти нагрузки определяют по фактическому весу подкрановой балки и погонного веса подкрановых путей (обычно не более 1,5 кН/м). При шаге конструкций а = 6 м подкрановая балка принимается метровой высоты таврового сечения, ее вес равен 51,5 кН, а вес подкрановых путей составляет 9 кН. Таким образом, суммарная нормативная нагрузка Рn = 60,5 кН, расчетная при γ f = 1,1 и γ n = 0,95 PСВ = 63,22 кН.

Осталось определить вес надкрановой и подкрановой частей колонны по оси А. При ширине колонны b = 0,5 м и высоте сечения верхней части колонны hР = 0,38 м вес этой части составит:

РСК = b hb Hb 2,5 9,81 1,1 0,95 = 15,10 кН.

Нижней соответственно:

Р′СК = 0,5 0,8 7,7 2,5 9,81 1,1 0,95 = 78,94 кН.

Мы закончили подсчет всех нагрузок. Сведем их в табличную форму с выделением части длительного действия для колонны крайнего ряда.

14

							Таблица 2.2
№	Наименование	Обо-	Характер действия					Примеча-
			Посто-	Временная нагрузка
п/п	нагрузок	зна-	янная					ние
					в том числе
		чение	нагруз-	полная,	длительного
			ка, кН	кН	действия, кН
1	2	3	4	5	6	7
1	Вес покрытия	РС	208,15	–	–			отношение
						53,865
2	Вес снегового по-	Psn	–	107,73	53,865					= 0,5
	крова							107,73
		Dmax	–	192,33	65,31		Отношение
3	Вертикальная кра-					65,31			= 0,34
	новая D	Dmin	–	49,78	16,91		192,33
4	Вес подкрановой	РСВ	63,22	–	–
	балки и путей
	Горизонтальная
5	крановая от попе-	Н	–	7,015	–
	речного торможе-
	ния
	Ветровая, кН/м	qw	–	1,58	–
6	а) напор
	б) отсос	q′w	–	1,02	–
7	Ветровая сосредо-	W	–	7,48	–
	точенная
	Вес надкрановой							сумма
8	части колонны по	РСK	15,10	–	–
							РСK + Р′СK =
	крайним осям
							= 94,04 кН
9	Вес подкрановой	Р′СK	78,94	–	–
	части колонны

Для колонны среднего ряда данные составляют: ширина b = 0,5 м, высота надкрановой части 3,1 м, высота подкрановой части 7,7 м, что составляет полную длину 10,8 м при расстоянии от низа стропильных конструкций до уровня передачи тормозного усилия 2,2 м. На колонну дейст-

15

вуют нагрузки: постоянная от веса покрытия 419,6 кН с нулевым эксцентриситетом, суммарная от веса подкрановых балок и подкрановых путей 133,1 кН. Вес надкрановой части колонны 25,6 кН, подкрановой – 85,2 кН. Из временных – нагрузка от снега 226,8 кН, крановая вертикальная максимальная 192,3 кН, минимальная – 49,8 кН, горизонтальная от поперечного торможения 14,8 кН.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЙ

Определение усилий необходимо выполнять на ЭВМ от каждого загружения. Усилия определяются в четырех сечениях, как это показано на рис. 3.1. При учете действия многих нагрузок необходимо определить

± Мmax, Nсоотв. и Qсоотв.. Для сечения I-I необходимо найти Nmax и Мсоотв..

Сечения располагаются: I-I по опорной

части колонны, II-II на уровне консольной

части, III-III – ниже консоли и IV-IV по

уровню заделки колонны в стакане фунда-

мента.

С целью недопущения возможных оши-

бок ниже приведены эпюры М от каждого

загружения для колонны крайнего ряда.

Чтобы не допустить грубых ошибок при оп-

ределении усилий, необходимо прогнозиро-

Рис. 3.1. Расчетная схема

ваться ожидаемым очертанием эпюр М и N.

Для колонны крайнего ряда здания, обо-

железобетонной колонны

рудованного мостовыми кранами грузо-

подъемностью 10 тс, значения изгибающих моментов приведены ниже в табл. 3.1. Геометрические характеристики колонны приведены на рис. 3.2.

16

3.1. Определение расчетных усилий от каждого загружения

Определение усилий производится отдельно от загружения постоянными нагрузками и временными нагрузками. Постоянными являются суммарный вес кровли, вес надкрановой и подкрановой частей колонны, вес подкрановой балки и подкрановых путей. Временными нагрузками будут являться вертикальные и горизонтальные крановые, снеговая и ветровая нагрузки. При этом необходимо отдельно определить усилия от длительного действия временных нагрузок. К ним относят часть снеговой нагрузки и вертикальную крановую нагрузку от действия одного крана, см. п. 1.7 [2]. При машинном определении усилий можно не определять их от длительного действия нагрузок. Для этого необходимо усилия от действия полной суммарной временной нагрузки умножить на понижающий коэффициент, величина которого равна P! / P .

17

					Таблица 3.1
		Усилия в сечениях
№				Вид эпюры		Примеча-
	Загружение	сече	расчетные усилия
п/п		ния		М		ния
1	2	3	4	5		6

1. Постоянные нагрузки

Нагрузка от веса кровли и надкрановой части колонны

1 РСК = 208,15 + 15,10 = 223,25 кН. МУ = RB у – РСК eC; RB = 4,7664 кН.

I-I	M= 0; N= 208,15 кН
II-II	М=14,76;-32,11кНм	eC= 0,5 hН-
		-0,5 hН =
III-III	М = -27,82 кН м;	= 40-19 =
	N = 223,25 кН	= 20 см
IV-IV	М = 4,60 кН м;
	N = 302,19 кН;
	Q = 4,77 кН
Постоянная нагрузка от веса подкрановой балки и
2	подкрановых путей
РСВ = 63,22 кН; RB = 0,8977 кН.
	МУ = – RB у + РСВ eD.
I-I	M= 0; N= 0
II-II		eD = λ –
	М= -2,87; 19,35 кНм	– 0,5 hН =
	М = 18,63 кН м;
III-III		= 75 – 40 =
	N = 63,22 кН	= 35 см
IV-IV	М = 12,43 кН м;
	N = 63,22 кН;
	Q = -0,90 кН

			18
1	2	3	4	5	6
		Суммарная – постоянная РСК + РСВ
		I-I	M = 0;
			N = 208,15 кН
		II-II	М= 11,98 кНм;
			М= -12.76 кНм
		III-III	М = - 9,19 кН м;
			N = 286,47 кН
		IV-IV	М = 17,03	кН м;
			N = 365,41 кН;
			Q = 3,87 кН
		2. Временные нагрузки
3		Вертикальная крановая нагрузка			Крановые
		Dmax = 192,33 кН ; Dmin = 49,78 кН.
					длительного
		RB = 2,731 кН; RB = 0,707 кН.
					действияD! =
		МУ = – RB у + D eD
		При действии Dmax			= 0,34 Di
		I-I	M = 0; N = 0		M = 0; N = 0
		II-II	М = -8,47; 58,84		М= -2,87;
			кН м		20,01 кН м
		III-III	М = 56,40	кН м;	М=19,18 кНм
			N = 192,33 кН		N = 65,39 кН
		IV-IV	М = 37,84 кН м;		М=12,87 кНм
			N = 192,33 кН;		N = 65,39 кН
			Q = -2,73 кН		Q = -0,93 кН
		При действии Dmin
		I-I	M = 0; N = 0		M = 0; N = 0
		II-II	М = -2,19;	15,23	М= -0,75;
			кН м		5,18 кН м
		III-III	М = 14,60	кН м;	М = 4,96 кНм
			N = 49,78 кН		N = 16,93 кН
		IV-IV	М = 9,79 кН м;		М = 3,33 кНм
			N = 49,78 кН;		N = 16,93 кН
			Q = -0,71 кН		Q = -0,24 кН

19

1

2

3

4

5

6

Крановая горизонтальная от поперечного 4 торможения Н = 7,015 кН.

RB = ± 4,09 кН; МУ = ± RB у ± Н 8,60

	I-I	M = 0
	I ′-I ′	М= ±	8,997 ≈ ± 9,0
		кНм
	II-II	М = ±	6,365 кН м
	III-III	М = ±	3,73 кН м
	IV-IV	М = ±	16,154 кНм;
		Q = ±	4,09 кН
				Снеговая
5	Снеговая нагрузка по IV району Рsn = 107,73 кН.			длительного
	RB = 2,30 кН; МУ = RB у – Рsn eC			действия
				Р! sn = 0,5 Рsn
	I-I	M= 0; N= 107,73 кН		M = 0; N =
				=53,865 кН
	II-II	М= 7,13; -15,49 кНм		М = 3,565;
				-7,745 кН м
	III-III	М = -13,42 кН м;		М = -6,71 кНм
		N = 107,73 кН		N = 53,865 кН
	IV-IV	М = 2,22 кН м;		М =1,11 кНм
		N = 107,73 кН;		N = 53,865 кН
		Q = 2,30 кН		Q = 1,15 кН
	Ветровая нагрузка – активное давление +qW =1,58 кН/м, W=7,46 кН
6	RB = 5,60 кН; МУ = –RB у + 0,5 qW y2
	I-I	M = 0; N = 0
	II-II	М = -9,77 кН м;
		N = 0
	III-III	М = -9,76 кН м;
		N = 0
	IV-IV	М = 31,75 кН м;
		N = 0; Q=18,92 кН