Рассмотрим отдельно каждое загружение.

1. Постоянная нагрузка от массы покрытия.

Определяем грузовую площадь нагрузки для крайней и средней колонны.

А_гр^кр=B*L/2=12*18=216 м²

А_гр^cр=B*L=12*36=432 м²

Результаты сбора нагрузок на 1 м² покрытия представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1.

№	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кг/м2	γf	Расчетная нагрузка, кг/м2
	Постоянная нагрузка
	Мембрана	5,0	1,2	6,0
	Жесткий утеплитель пеноплекс δ=150 мм, ρ=1000 кг/м3	15,0	1,2	18,0
	Пароизоляция	5,0	1,2	6,0
	Выравнивающая ц. п. с. δ=30 мм, ρ=1800 кг/м3	54,0	1,3	70,2
	Собственный вес покрытия (3-12)	165,0	1,1	181,5
	Собственный вес стропильной конструкции		1,1
	Итого: g

 

Находим сосредоточенную нагрузку от массы покрытия:

а) Нагрузка на колонны крайнего ряда.

- Постоянная нагрузка на крайнюю колонну от покрытия.

Нормативная:

Расчетная:

Эксцентриситет нагрузки от покрытия относительно геометрической оси надкрановой части колонны – е₁=100 мм.

Эксцентриситет нагрузки от покрытия относительно геометрической оси подкрановой части колонны – е₂= 360мм

- Нагрузка от собственного веса надкрановой части.

Эксцентриситет нагрузки от собственного веса надкрановой части относительно геометрической оси подкрановой части колонны – е₁=460 мм.

- Нагрузка от стеновых панелей и заполнения оконных проемов.

Надкрановая часть:

Подкрановая часть:

Эксцентриситет от стеновых панелей относительно геометрической оси подкрановой части колонны – е₄=1175 мм.

-Нагрузка от собственного веса подкрановых балок и кранового пути.

Эксцентриситет нагрузки от собственного веса подкрановых балок и кранового пути относительно геометрической оси подкрановой части колонны – е₃=780 мм.

- Нагрузка от собственного веса подкрановой части колонны.

Рис. 2.2. Схема приложения постоянной нагрузки на колонны крайнего и среднего ряда

б) Нагрузки на колонну среднего ряда.

- Постоянная нагрузка на среднюю колонну от покрытия.

Нормативная:

Расчетная:

Эксцентриситет нагрузки от покрытия равен нулю, так как нагрузка приложена по оси надкрановой части колонны.

- Нагрузка от собственного веса надкрановой части.

Эксцентриситет нагрузки от собственного веса надкрановой части равен нулю, так как нагрузка приложена по оси надкрановой части колонны.

- Нагрузка от собственного веса подкрановых балок и кранового пути.

Эксцентриситет нагрузки от собственного веса подкрановых балок и кранового пути относительно геометрической оси подкрановой части колонны – е₆=1230 мм.

- Нагрузка от собственного веса подкрановой части колонны.

Эксцентриситет нагрузки от собственного веса подкрановой части колонны равен нулю, так как нагрузка приложена по оси подкрановой части колонны – е₆.

Схема приложения постоянной нагрузки на колонны среднего ряда приведена на рис. 2.2.

1) Снеговая нагрузка, приложенная к покрытию.

При расчете поперечной рамы применяют снеговую нагрузку равномерно распределенной во всех пролетах здания.

Нормативное значение снегового покрова принимается по СП «Нагрузки и воздействия», для города Калуга.

S₀=1,8 кН

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке γ_f=1,4.

Продольные силы в колоннах от снеговой нагрузки:

– для крайней колонны;

– для средней колонны.

Эксцентриситеты приложения продольных сил от снеговых нагрузок точно те же, что и для продольных сил от веса покрытия.

е₁=100 мм – крайняя колонна.

е₂=360 мм – средняя колонна.

2) Ветровая нагрузка, действующая на продольные стены здания.

Для города Калуга скоростной напор ветра W₀=0,23 кН/м², коэффициент надежности по нагрузке γ_f=1,4.

Расчётное значение нагрузки определяется по формуле

W=W₀* γ_f=0,23*1,4=0,322 кН.

Определяем погонное усилие, действующее на колонну

- с наветренной стороны

P_акт=w*k(z_e)*C_e(d)

- с подветренной стороны

P_пас=w*k(z_e)*C_e(E) , где

k(z_e)- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте.

C_e(d)- аэродинамический коэффициент,принимаемый равынм 0,8.

C_e(E)=-0,5.

Коэффициент k(z_e) определяем для местности А.

Определяем ветровое давление на высоте 5 м, k(z_e)=0,75.

=0,322*0,75*0,8=0,2 кН

=0,322*0,75*(-0,5)=-0,121кН

Определяем ветровое давление на высоте 12,6 м, k(z_e)=1,11.

=0,322*1,11*0,8=0,29 кН

=0,322*1,11*(-0,5)=-0,18кН

Определеляем средневзвешанное значение ветровой нагрузки

P_акт=(0,2+0,29)/2=0,245кН.

P_пас=(-0,121-0,18)/2=-0,1505кН.

Расчётная ветровая погонная нагрузка, передающаяся через стеновые панели на колонны:

W_акт=0,245*12=2,94кНм.

W_пас=(-0,1505)*12=-1,806 кНм.

Расчётная ветровая нагрузка, воспринимаемая шатром покрытия,приводится к сосредоточенной силе:

1) Крановые нагрузки, приложенные в точках крепления подкрановой балки к стойкам.

Расчетную вертикальную нагрузку на колонну обычно принимают от двух сближенных кранов в пролете и вычисляют по линиям влияния опорных реакций подкрановых балок, располагая одно колесо непосредственно на опоре. Максимальное вертикальное давление кранов, принимая их положение максимально сближенным, и при одинаковой грузоподъемности – симметричным относительно рассматриваемой рамы.

Коэффициент динамичности k_д = 1 при определении расчетной тормозной силы на одно колесо:

Где:

Q= 300 кН – грузоподъемность крана;

G_тел= 120 кН – вес тележки;

m= 2 – число колес с одной стороны крана;

γ_f= 1,1 – коэффициент надежности по нагрузки;

γ_n= 0,95 – коэффициент надежности по назначению для II класса ответственности зданий и сооружений.

P_n,max= 315 кН – максимальное давление колеса.

Минимальное давление колеса

95кН

Расчетные максимальные и минимальные давления на одно колесо:

P_max

P_max= 315* 0,95* 1,1=329,18кН

P_min

P_min= 95* 0,95* 1,1=99,28 кН

На крайнюю колонну с учетом двух сближенных кранов и коэффициента сочетания для группы режимов работы кранов 7 к ψ₂=0,95 максимальное и минимальное давление кранов определяют по следующим формулам:

 

Максимальное давление на среднюю колонну с учетом четырех сближенных кранов и коэффициента сочетания ψ₄=0,8:

Соотвественно вычисляется горизонтальная нагрузка Т от торможения двух спаренных кранов: