МГСУ ИПГС Проектирование промышленного здания — Определение нагрузок на раму

Постоянные нагрузки определяем в таблице 2.1

Таблица 2.1 — Нагрузка от веса покрытия

Нагрузка	Нормативная нагрузка, Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, Н/м2
1	2	3	4
Ж/б ребристые плиты покрытия 3х12 м с учетом заливки швов	1950	1,1	2145
Рулонная пароизоляция	50	1,3	65
Утеплитель пенобетон h=100 мм,   γ=400 кг/м3	400	1,2	480
Асфальтовая стяжка толщиной 1,5 см	350	1,3	455
Рулонный ковер   3 слоя	150	1,3	195
Итого			3340

 

Расчетное опорное давление фермы:

от покрытия                   3,34×12×30/2=601,2 кН;

от фермы                        170/2×1,1=93,5 кН,

где 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке.

Расчетная нагрузка от веса покрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания g_n=1,0:

на крайнюю колонну:

F_{1 покр}=(601,2+93,5)1,0=694,7 кН;

на среднюю колонну по формуле 2.2:

F_{2 покр}=2 F_{1 покр}                                       (2.2)

F_{2 покр}=2·694,7=1389,4 кН.

Расчетная нагрузка от веса фонаря:

от веса фермы фонаря:

F_ф.=25/2×1,1×1=13,75 кН,

от веса остекления и бортов фонаря:

F_ф.ф.=(0,4×2,75×12+2)1,1×1=16,74 кН.

Итого от покрытия:

на крайнюю колонну     725,19 кН.

на среднюю колонну      1419,89 кН.

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления, передаваемая на колонну:

от веса стеновых панелей определяем по формуле 2.3:

F_{ст. п}=g₁Sh₁×a×g_f×g_n                                       (2.3)

F_{ст. п}= 2,5×7,85×12×1,1×1=259,05 кН.

от веса остекления определяем по формуле 2.4:

F_{остекл.}=g₂Sh₂×a×g_f×g_n                                      (2.4)

F_{остекл.}= 0,4×8,43×12×1,1×1=44,53 кН,

Итого:                             303,58 кН.

где g₁=2,5 кН/м² – вес 1 м² стеновых панелей толщиной 30 см;

g₂=0,4 кН/м² – вес 1 м² остекления;

Sh₁ – суммарная высота стеновых панелей, м;

Sh₂ – суммарная высота остекления, м;

Итого:                             303,58,8 кН.

Расчетная нагрузка от веса подкрановой балки определяем по формуле 2.5:

F_{под. б}=G_n×g_f××g_n                                             (2.5)

F_{под. б}=115×1,1×1=126,5 кН,

где G_n=115 кН – вес подкрановой балки.

Расчетная нагрузка от веса колонн:

крайние колонны:

надкрановая часть

F=0,6×0,5×4,2×25×1,1×1=34,63 кН;

подкрановая часть

F=0,8×0,5×7,95×25×1,1×1=87,47 кН;

средние колонны:

надкрановая часть

F=0,9×0,5×4,2×25×1,1×1=52 кН;

подкрановая часть

F=2×0,25×0,5×7,95×25×1,1×1=54,63 кН.

Временные нагрузки

Снеговая нагрузка

Вес снегового покрова на 1 м² площади горизонтальной проекции покрытия для IV снегового района (г. Казань) по [3] S_n=2000 Н/м²

Расчетная снеговая нагрузка на:

крайние колонны по формуле 2.6:

F=S_n×a×(l/2)                                             (2.6)

F= 2×12×30/2=360 кН.

средние колонны:

F=2×360=720 кН.

Крановые нагрузки

Вертикальное горизонтальное давление колес кранов передается на раму подкрановыми тормозными балками в виде вертикальных опорных давлений D_max и D_min и горизонтальной силы Н. Вертикальное давление на раму определяется при невыгоднейшем для нее положении кранов на подкрановых балках.

Вес поднимаемого груза Q=100 кН.

Пролет крана:       30-2×0,75=28,5 кН.

По данным из ТУ 24-09-344-84:

ширина крана   М=630 см;

база крана   К=500 см;

вес тележки   G_т=4 кН;

вес крана   G_кр=348 кН;

давление крана на подкрановый рельс

F_maxⁿ=170 кН.

(2.7)

,

где    n₀’ – число колес на одной стороне крана.

Расчетное max и min давление на колесо крана при g_f×=1,1 определяем по формулам 2.8 и 2.9:

F_max=F_maxⁿ×g_f×g_n=                                            (2.8)

F_max=170×1,1×1=187 кН.

F_min=F_minⁿ×g_f×g_n                                             (2.9)

F_min=54×1,1×1=59,4 кН.

Расчетная поперечная тормозная сила на одно колесо по формуле 2.10:

(2.10)

,

Вертикальная крановая нагрузка на крайнюю колонну от двух сближенных кранов определяем по формулам 2.11 и 2.12:

D_max=F_max×g_i×g_f×Sy                                               (2.11)

D_max=187×0,85×1,1(0,57+1+0,88+0,44)=505,47 кН.

D_min=F_min×g_i×g_f×Sy                                                (2.12)

D_min= 59,4×0,85×1,1(0,57+1+0,88+0,44)=160,42 кН,

где g_i=0,85 – коэффициент сочетаний;

g_f=1,1 – коэффициент надежности по нагрузке;

Sy – сумма ординат линии влияния давления двух подкрановых балок на колонну (рисунок 2.4).

Вертикальная нагрузка от 2х кранов на среднюю колонну с коэффициентом сочетаний g_i=0,85.

2D_max=2×480=960,4 кН.

 

Горизонтальная крановая нагрузка на колонну при поперечном торможении определяется по формуле 2.13:

Н=Н_max×g_i×g_f×Sy                                            (2.13)

Н= 3,5×0,85×1,1(0,57+1+0,88+0,44)=9,46 кН.

 

Ветровая нагрузка

Скоростной напор ветра для г. Казани — II района, местности типа С:

для части здания высотой до 10 м по формуле 2.14:

W_n1=W₀×k                                                    (2.14)

W_n1= 300×0,4=120 Н/м²,

для части здания высотой до 20 м по формуле 2.15:

W_n2=W₀×k                                                   (2.15)

W_n2= 300×0,55=165 Н/м²,

где    W₀ – нормативное значение ветрового давления                        [3, табл.5]

k – коэффициент, учитывающий изменение напора ветра по высоте.

Аэродинамический коэффициент наружных стен и наружных поверхностей остекления фонарей:

с наветренной стороны  c=+0,8;

с подветренной стороны c=-0,6;

то же для внутренних поверхностей, при h/l<0,5:

с наветренной стороны  c=+0,4;

с подветренной стороны c=-0,4;

Расчетная ветровая нагрузка на 1 м² поверхности при коэффициенте надежности по назначению g_f=1,2 определяется по формуле 2.16, размещение ветровых нагрузок указано на рисунке 2.5:

w=W_n×g_f×g_n×c                                                (2.16)

w₁= 120×1×1,2×(+0,8)=146 кН;

w₂= 165×1×1,2×(+0,8)=209 кН;

w₃= 120×1×1,2×(-0,6)=-109 кН;

w₄= 165×1×1,2×(-0,6)=-151 кН;

w₅= 165×1×1,2×(-0,6)=-100 кН;

w₆= 165×1×1,2×(-0,6)=-100 кН.

с наветренной стороны определяется по формуле 2.18:

p₁=W_n×a×g_n×g_f×0,8                                               (2.18)

p₁=171×12×1×1,2×0,8=1970 Н/м;

с подветренной стороны по формуле 2.19:

p₂=W_n×a×g_n×g_f×(-0,6)                                              (2.19)

p₂=171×12×1×1,2×(-0,6)=-1477 Н/м.

Сосредоточенную нагрузку в уровне верха колонн рамы от ветровой нагрузки на фонари, кровлю и стеновые панели, расположенные выше отм.12,3 м находим по формуле 2.20:

W=(w₂+w₅+w₆+w₄)h_ф×а + (w₂+w₄)h_ст.п×а                       (2.20)

W=(209+100+100+151)2,75×12+(209+151)4,2×12=37 кН.