2. Определение расчётных нагрузок

Постоянная нагрузка от покрытия, включая балку: ;

расчётная продольная сила на колонну: .

Эксцентриситет приложения нагрузки на колонну: .

Расчётная нагрузка от собственного веса типовой подкрановой балки , марки БКРФ6-2С по каталогу серии КЭ-01-50 для кранов грузоподъёмностью и веса подкранового пути 1,5 кН/м: .

Эксцентриситет приложения нагрузки относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения нижней части колонны: .

Расчётная нагрузка от собственного веса колонн:

- верхней части: ;

- нижней части: .

Расчётная нагрузка от веса керамзитобетонных стеновых панелей толщиной 200 мм при и заполнении оконных проёмов ( ) определяется по формуле :

- на отметке +12,05 м: ;

- на отметке +7,55 м: ;

- на отметке 0,0 м: .

Эксцентриситет приложения нагрузки от веса стеновых панелей:

- для верхней части колонны: ;

- для нижней части колонны: .

3. Определение временных нагрузок

Расчётная нагрузка (кратковременная) от снегового покрова:

.

Вертикальное давление мостовых кранов

Для заданного мостового крана грузоподъёмностью 10 т и пролётом имеются следующие данные:

• максимальное нормативное давление одного крана ;

• вес тележки ;

• общий вес крана ;

• ширина крана ;

• база крана ;

• высота крановой балки ;

• тип кранового рельса – КР-70 ( ).

При расчёте на действие двух кранов среднего режима работы нагрузку от них следует умножать на коэффициент сочетаний .

Коэффициент надёжности по нагрузке .

Расчётное максимальное давление на колонну от двух сближенных кранов определяю по линии влияния давления на колонну

.

Минимальное нормативное давление одного колеса на рельс подкрановой балки:

.

Расчётное минимальное давление на колонну от двух сближенных кранов:

.

Горизонтальная нагрузка от поперечного торможения тележки кранов, распределяемая поровну на все колёса с одной стороны крана:

.

Расчётное горизонтальное давление на колонну:

.

Определение ветровой нагрузки

Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки для IV района по скоростному напору ветра и местности типа Б при высоте здания до 10 м:

; ; ;

- с наветренной стороны; - с заветренной стороны.

Тогда, .

На отметке +14,4 м (верх стеновых панелей) по табл. 2.6 [1] интерполяцией определяю коэффициент ; на отметке +10,8 (верх колонн) - .

На участке выше отметки +10,8 м заменяю трапециевидную ветровую нагрузку на прямоугольную, тогда средний коэффициент .

Расчётная ветровая равномерно распределённая нагрузка на колонны поперечной рамы до отметки +10,8 м (увеличением ветровой нагрузки на участке 0,8 м выше отметки +10,0 м ввиду малости пренебрегаю):

• с наветренной стороны: ;

• с заветренной стороны: .

Суммарная сосредоточенная сила в уровне верха колонны от ветровой нагрузки на стеновые панели:

.

4. Определение расчётных усилий в сечениях колонны

Усилия в колонне от действия различного сочетания нагрузок определяются в результате статического расчёта поперечной рамы цеха.

При расчёте колонн рамы действие вертикальных нормальных сил, приложенных с эксцентриситетом, заменяется соответствующими изгибающими моментами.

Момент в опорном узле ригеля колонны (сечение 1-1):

- от постоянной нагрузки: ;

- от временной нагрузки: .

Момент на уровне верха консоли колонны (сечение 2-2):

- от постоянной нагрузки:

- от временной нагрузки: .

Изгибающие моменты от крановых нагрузок:

- максимальный: ;

- минимальный: .

Для использования данных таблицы приложения VII [1] предварительно вычисляю параметры:

; ;

.

Реакция от единичного перемещения: .

Упругая реакция: , где и .

При расчёте рамы придерживаюсь следующего правила знаков: реакция имеет знак плюс, если она направлена в сторону принятого единичного смещения; изгибающий момент считается положительным, если он вызывает растягивающие напряжения в левых волокнах стоек.

Неизвестная реакция на шарнирной опоре ригеля равна:

Реакция правой колонны составит .

Тогда, , .

Упругая реакция .

Усилия в расчётных сечениях колонны от постоянной нагрузки:

• изгибающие моменты:

;

;

;

;

• продольные силы:

Рис. 5. Эпюра изгибающих моментов

от постоянной нагрузки

;

;

;

.

• поперечная сила в сечении 4-4: .

Усилия в расчётных сечениях колонны от снеговой нагрузки:

;

• изгибающие моменты:

;

;

;

;

• продольные силы: ;

• п

  Рис. 6. Эпюра изгибающих моментов

  от снеговой нагрузки

  оперечная сила в сечении 4-4: .

Усилия в расчётных сечениях колонны от крановой нагрузки:

1. при :

;

• изгибающие моменты:

;

;

;

;

• продольные силы:

Рис. 7. Эпюра изгибающих моментов

от крановой нагрузки слева

; ;

• поперечная сила в сечении 4-4: .

2. при :

;

• изгибающие моменты:

;

;

;

;

• продольные силы:

Рис. 8. Эпюра изгибающих моментов

от крановой нагрузки справа

; ;

• поперечная сила в сечении 4-4: .

В сечении 2-2 для надкрановой части колонны определяю тормозную силу:

;

Рис. 9. Эпюра изгибающих моментов

от тормозной силы

Усилия в расчётных сечениях колонны от ветровой нагрузки:

а) с наветренной стороны:

• изгибающие моменты:

;

;

;

• поперечная сила в сечении 4-4: ;

Рис. 10. Эпюра изгибающих моментов

от ветровой нагрузки

б) с заветренной стороны:

• изгибающие моменты:

;

;

;

• поперечная сила в сечении 4-4: .

Итоговые данные расчётных усилий в сечениях колонны приведены в табл. 5.

На основе вычисленных усилий принимаю следующие значения M, N и Q в расчётных сечениях:

• в сечении 2-2: ; ;

; ;

; ;

усилия от длительно действующей части нагрузок:

; ;

• в сечении 3-3: ; ;

; ;

; ;

усилия от длительно действующей части нагрузок:

; ;

• в сечении 4-4: ; ; ;

; ; ;

усилия от длительно действующей части нагрузок:

; .

Таблица 5. Расчётные значения усилий в колонне

	Сечение	Вид усилия	Постоян. нагрузка	Кратковременная нагрузка
				снеговая		Dmax по оси А		Dmax по оси Б		T на оси А	T на оси Б		ветровая
													слева		справа
			1	2		3		4		5	6		7		8
колонна на оси А	1-1	M, кН·м	-193,2	-32,5		0		0		0	0		0		0
		N, кН	1318	260		0		0		0	0		0		0
	2-2	M, кН·м	+60,3	+12,3		-178,6		-43,4		±20,1	±2,6		-30,3		-22,9
		N, кН	1512	260		0		0		0	0		0		0
	3-3	M, кН·м	-65,0	-13,7		+463,8		+112,8		±20,1	±2,6		-30,3		-22,9
		N, кН	1765	260		558,6		135,9		0	0		0		0
	4-4	M, кН·м	+393,6	+67,4		-79,5		-19,4		±24,9	±6,1		+62,2		+47,8
		N, кН	1942	260		558,6		135,9		0	0		0		0
		Q, кН	60,4	10,7		34,0		8,3		±9,4	±9,4		38,9		-29,5
	коэф. надёжности по нагрузке		1,1	1,4		1,2		1,2		1,2	1,2		1,2		1,2
	4-4 от норм. нагруз.	M^n,кН·м	+357,8	+48,4		-66,25		-16,2		±20,75	±5,08		+51,8		+39,8
		N^n, кН	1765	185,7		465,5		113,2		0	0		0		0
		Q^n, кН	54,9	7,64		28,3		6,92		±7,83	±7,83		32,4		-24,5
	Сечение	Вид усилия	Расчётные сочетания усилий
			основные при						основные при
			Mmax , Nc , Qc		Mmin , Nc , Qc		Nmax , Mc , Qc		Mmax , Nc , Qc			Mmin , Nc , Qc		Nmax , Mc , Qc
колонна на оси А	1-1	M, кН·м	-						-			-		-
		N, кН	-		1578		1578		-			-		-
	2-2	M, кН·м
		N, кН	1772		1512		1772		1595			1361		1595
	3-3	M, кН·м
		N, кН	2324		2025		2324		2092			1945		2326
	4-4	M, кН·м			-
		N, кН	1942		-		2501		2104			2251		2485
		Q, кН	99,3		-		103,8		98,01			49,95		134,6
	4-4 от норм. нагруз.	M^n,кН·м			-
		N^n, кН	1765		-		2231		957,5			-		2175
		Q^n, кН	87,3		-		75,37		98,7			-		103,9