СОДЕРЖАНИЕ 
 
 
 
 
 

1 КОМПОНОВКА ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ ЗДАНИЯ

Таблица 1

2 СБОР НАГРУЗОК

2.1 Нагрузки от собственного  веса конструкций  здания

Таблица 2

Другие  элементы

     Определение погонной нагрузки на ригель рамы:

Нормативная нагрузка на ригель рамы: , где – шаг рам.

Расчётная нагрузка на ригель рамы:

     Для бесфонарного здания с тёплой кровлей  следует сложить величины нагрузок позиций 1-7 (таблица 2).

2.2 Нагрузка от стенового ограждения при навесных панелях

     Эта нагрузка определяется отдельно для верхней и нижней частей колонны. Если стеновое ограждения по рядам колонн различное, то нагрузка от стенового ограждения определяется для каждого ряда колонн.

     При определении нагрузки от стенового  ограждения следует учитывать, что, как правило, цокольные панели опираются на фундаментные балки и её вес не передаётся на колонны.

     Если  стеновое ограждение продольных стен одинаковое, то нагрузки на каждую стойку соответственно для верхнего и нижнего участков колонны определяется по формулам:

;

,

где – расчётная нагрузка от одного квадратного метра стены и ленточного остекления соответственно;

 – высота стены и высота  ленты остекления соответственно, на участке от места изменения  сечения колонны до верха продольной  стены;

 – высота стены и высота  ленты остекления соответственно, на участке от места изменения сечения колонны до цокольной панели;

 – ширина грузовой площади  (при отсутствии стоек фахверка  продольных стен равна шагу рам). 

     Эксцентриситет  опирания стенового ограждения верхней  и нижней частей колонны определяется по формуле:

;

,

где – ширина верхней и нижней частей колонны соответственно;

 – толщина стеновой панели;

 – зазор между панелью  и стеной, принимаемый не менее 20 мм.

     Для определения величины сейсмической нагрузки по методике, изложенной в [6], следует вычислить нагрузки:

• от веса части здания выше нижней отметки ригеля;
• от веса всех стоек фахверка (при их наличии);
• от веса участков стен в пределах высоты колонн по периметру здания (при самонесущих стенах – продольных стен);
• от веса стен примыкающих к стойкам фахверка (при его наличии).

     Все названные нагрузки следует учитывать  с коэффициентом 0.9 

     Нагрузка  от веса части здания выше нижней отметки ригеля:

где – нагрузка от покрытия и стены соответственно;

 – длина здания и пролёт  соответственно;

 – площадь участков двух  продольных стен от низа ригеля до верха продольных стен;

 – площадь участков двух  торцевых стен от низа ригеля  до верха торцевых стен. 

     Нагрузка  от веса стоек фахверка:

             ,

где – расчётная нагрузка от веса стойки фахверка продольных и торцевых стен соответственно;

 – число всех стоек фахверка  продольных и торцевых стен  соответственно. 

     Нагрузка  от веса участков стен в пределах высоты колонн по периметру здания:

где – расчётная нагрузка от веса одного квадратного метра стеновой панели, остекления и связей соответственно;

 – площадь продольных и  торцевых стен соответственно, в  пределах уровня колонн (без учёта стенового остекления);

 – площадь оконного остекления  продольных и торцевых стен  соответственно. 

     Нагрузка  от веса участков стен, примыкающих  к стойкам фахверка:

где – грузовая площадь стеновой панели продольной или торцевой стены соответственно, приходящаяся на одну стойку фахверка;

 – грузовая площадь остекления  продольной или торцевой стены  соответственно, приходящаяся на  одну стойку фахверка.

2.3 Снеговая нагрузка

     Интенсивность расчётной снеговой нагрузки, согласно [4], определяется по формуле:

                      ,

где – коэффициент надёжности по нагрузке, принимается равным 1.4;

 – нормативное значение  веса снегового покрова на один квадратный метр поверхности земли, принимается по [4] в зависимости от района строительства (равен 1.5 т.к. Кемерово относится к IV снеговому району);

 – коэффициент, зависящий  от конфигурации кровли (равен  1 для кровель с уклоном менее 25 град. при отсутствии фонарей и перепадов высот).

2.4 Нагрузка от мостовых  кранов

     На  поперечную раму здания действуют вертикальные нагрузки от кранов и горизонтальная сила от торможения тележек кранов. 

     Вертикальное  давление на раму:

где – коэффициенты надёжности по нагрузке;

 – коэффициент сочетания  воздействия кранов (принимается  равным 0.95 т.к. в пролёте два  крана режимов работы 7k);

 – нормативное значение максимального давления от колеса мостового крана (принимается равным 480 kH по [1, прил. 1]);

 – сумма ординат линий  влияния;

 – ширина тормозной балки или ремонтной площадки;

 – нормативная нагрузка на тормозную балку. 

     Наименьшее  нормативное значение давления от колеса крана:

             ,

     где – грузоподъёмность крана;

 – вес крана с тележкой;

 – число колёс на одной  стороне одного крана. 

     От  вертикальных крановых нагрузок возникают  сосредоточенные моменты, которые определяются по формулам:

                      ,

                      ,

где – эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки от кранов равный примерно половине ширины нижней части колонны. 

     Расчётное горизонтальное давление на колонну:

                          ,

     где – нормативная величина силы поперечного торможения крана.

     Для кранов с гибким подвесом груза величина определяется по формуле:

              ,

     где – вес тележки крана.

2.5 Ветровая нагрузка

Величины  ветровой нагрузки определяются по формулам:

                      ,

                      ,

                      ,

                      ,

где – нормативное значение ветрового давления (равное 0.38 для III ветрового района);

 – аэродинамический коэффициент  активного давления ветра (принимается равным 0.8);

 – аэродинамический коэффициент  отсоса ветра (принимается равным 0.6);

 – коэффициент, учитывающий возрастание скоростного напора ветра по высоте. Принимается по таблице 6 [4] для типа местности A, промежуточные значения определяются методом интерполяции;

, – заштрихованные площади в эпюрах ветрового давления (рисунок 3) для активного давления и отсоса соответственно, построенных в масштабе, по горизонтали откладываются соответствующие значения ветровой нагрузки в kH/м, по вертикали высота в м. 

         ,

                         , 

         ,

                         , 

         ,

                         , 

         ,

                         , 

      ,

      , 

      ,

      .

3 РЕЗУЛЬТАТЫ СТАТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА РАМЫ

     Таблица 3 – Исходные данные для расчета.

     При расчете также учтено:  число мостовых кранов – 2;

                       сопряжение колонн и ригеля – жесткое;

                       сейсмические нагрузки – действуют;

                       пространственная работа каркаса – учитывается;

                       кровля – жесткая;

                       стены – навесные; 

Таблица 4 – Внутренние усилия в сечениях рамы

     Примечание: положительное значение момента – внутри рамы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 5 – Расчетные сочетания усилий (основное сочетание)

Таблица 6 – Расчетные сочетания усилий (особое сочетание)

4 РАСЧЕТ ПОДКРАНОВОЙ БАЛКИ

Исходные  данные:

     Требуется рассчитать подкрановую балку крайнего ряда пролетом 6 метров под два крана грузоподъемностью , режим работы кранов – 7К. Пролет цеха 30 метров. Материал балки сталь С255 .

Нагрузки  на подкрановую балку:

     Для кранов грузоподъемностью  тяжелого режима работы наибольшее вертикальное усилие на колесе , вес тележки , тип кранового рельса – КР120. Схема крановой нагрузки приведена на рисунке 8.

     Для кранов тяжелого режима работы поперечное горизонтальное усилие на колесе при расчете подкрановой балки равно:

     Расчетные значения усилий на колесе крана определяем с учетом коэффициента надежности по назначению по формулам:

     где – коэффициент надежности по нагрузке принимаемый равным – 1.1;

       – коэффициент сочетаний,  принимаемый равным для кранов 7К – 0.95;

       – коэффициент динамичности принимаемый равным – 1.1. 
 
 
 

4.1 Определение расчетных усилий

     Устанавливаем кран в самое невыгодное положение. Определим положение равнодействующей силы и установим краны в самое невыгодное положение по правилу Винклера (рисунок 9)

В качестве расчетного момента примем максимальный момент определенный на рисунке 9, а в качестве расчетной поперечной силы примем максимальную поперечную силу определенную на рисунке 10.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.2 Подбор сечения  подкрановой балки

     Подкрановая балка относится к I группе конструкций. Климатический район – II₄. Принимаем сталь С255 с расчетным сопротивлением по [2, таблицы 50*,51*], модуль упругости по [2, таблица 63], .