3.2. Постоянная нагрузка на колонны

Сосредоточенные силы от подстропильных ферм.

Через подстропильные фермы на колонны передается нагрузка с разницы грузовых площадей рамы и одиночной фермы. Нагрузка от подстропильных ферм передаётся на верхнюю часть колонн без эксцентриситетов. Нагрузка равна:

где S_k – шаг колонн, м; S_f – шаг стропильных ферм, м.

Нагрузка от собственной массы стеновых конструкций и переплетов с остеклением

Таблица 2.

№ п/п	Вид нагрузки		qн		γf		g
1	2		3		4		5
1	Стальной профилированный настил, кН/м2		0,060		1,05		0,063
2	Масса остекления с переплетами, кН/м2		0,400		1,1		0,440
3	Ригели, кН/м		0,112		1,05		0,126
Всего:		0,580				0,629

Расчётный собственный вес стеновых панелей составляет g₂=0,629 кН/м².

Распределённые силы от расчетного веса стенового ограждения, приложенные к колоннам:

q_со = g₂ ∙ S_kf = 0,629∙6=3,774 кН/м,

где S_kf - расстояние между колонной рамы и колонной продольного фахверка.

Распределённые моменты относительно оси Y (ось Y направлена из плоскости рамы):

1) Приложенные к верхним частям колонн с эксцентриситетом, равным половине высоты сечения:

m_в = q_со ∙ (h_в/2)=3,774 ∙ (0,7/2)=1,321 кН∙м/м.

2) Приложенные к нижней части колонн:

m_н = q_со ∙ (h_н/2)=3,774 ∙ (1,5/2)=2,831 кН∙м/м.

Расчетные усилия от подкрановых конструкций:

В нагрузке от подкрановых конструкций учитывается собственный вес подкрановых балок с тормозными конструкциями и собственный вес кранового рельса.

Нормативный вес подкрановой балки для мостового опорного крана, грузоподъёмностью 100 т примем по табл. 2.2 [9]: G = 38 кН. Расчётная сосредоточенная сила от подкрановой балки вычисляется с учетом коэффициента надежности по нагрузке (_f=1,05) и коэффициента, учитывающего вес тормозных конструкций (k_t = 1,5): P₄₁ = G∙ _f ∙k_t = 38∙1,05∙1,5=63,84 кН.

По табл. П3.3 [5] принимаем для крана грузоподъемностью 100 т крановый рельс КР120. Его нормативный вес равен q = 1,183 кН/м (табл. П3.4 [5]). Нагрузка на колонны от кранового рельса равна P₄₂ = q∙ _f ∙S_k = 1,183∙1,05∙12=14,905 кН.

Суммарная нагрузка от подкрановых конструкций составляет:

P₄ = P₄₁ + P₄₂ = 63,84+14,906=78,745 кН.

Сосредоточенная сила от подкрановых конструкций действует на нижнюю часть колонн с эксцентриситетом e = h_н /2 = 0,75 м и создает изгибающий момент

M₁ = P₄ ∙ e = 78,745∙0,75=59,058 кН∙м.

Постоянная нагрузка изображена на рис. 2.

рис. 2.

3.3. Снеговая нагрузка

Снеговая нагрузка вычисляется по формуле 10.1[2]:

S = 0,7∙ c_e∙ c_t ∙ ∙ S_g,

где S_g – расчётное значение веса снегового покрова, принимаемое по табл. 10.1 [2] в зависимости от снегового района;

 – коэффициент перехода от веса снегового покрова к снеговой нагрузке на покрытие.

с_e – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с 10.5 [2]; с_e=1,0;

с_t – термический коэффициент, принимаемый в соответствии с 10.10 [2]; с_t=0,8;

Согласно карте 1 прил. Ж [2], г. Астрахань расположен в I снеговом районе, и Sg = 0,8 кН/м².

Для различных конфигураций покрытий существуют несколько вариантов коэффициентов , что определяет наличие нескольких вариантов снеговой нагрузки.

Снеговая нагрузка (вариант 1):

Снеговая нагрузка принимается для номера схемы Г.3.1 прил. Г [2], по рисунку варианта 1 для зоны «C» покрытия.

рис.3.

Коэффициенты  принимают следующие значения:

₁ = 0,8; ₂ = 1 + 0,1∙(a / b) = 1+0,1∙(12 / 12) =1,1.

a = 12 м, b = 12 м,

Снеговая нагрузка приводится к системе сосредоточенных сил, вычисляемых по грузовым площадям аналогично силам от постоянной нагрузки по покрытию.

• Сосредоточенные силы в узлы 1 и 13 верхнего пояса фермы:

P₁ = (0,7∙ c_e∙ c_t ∙ ₂∙ S_g∙1,4∙1,5)∙ S_f = 6,336 кН.

• Сосредоточенные силы в узлы 2, 3, 4 и 10, 11, 12 верхнего пояса фермы:

P₂ = (0,7∙ c_e∙ c_t ∙ ₂∙ S_g∙1,4∙3)∙ S_f = 12,672 кН.

• Сосредоточенные силы в узлы 5 и 9 верхнего пояса фермы:

P₃ =(0,7∙ c_e∙ c_t ∙ (₁+₂)∙ S_g∙1,4∙1,5) ∙ S_f = 10,944 кН.

• Сосредоточенные силы в узлы 6, 7, 8 верхнего пояса фермы:

P₄ =(0,7∙ c_e∙ c_t ∙ ₁∙ S_g∙1,4∙3) ∙ S_f = 9,216 кН.

• Сосредоточенные силы, передающиеся через подстропильные фермы на колонну:

P₅ = 0,7∙ c_e∙ c_t ∙ (₂ ∙ b + ₁ ∙ (a/2)) ∙S_g ∙ 1,4 ∙ (S_k – S_f) = 69,12 кН.

Первый вариант снеговой нагрузки представлен на рис. 5.

Снеговая нагрузка (вариант 2):

Снеговая нагрузка принимается для номера схемы Г.3.1 прил. Г [2], по рисунку варианта 2 для зоны «C» покрытия.

рис. 4.

Коэффициенты  принимают следующие значения:

 = 1;

a = 12 м, b_l = h_l= 3,4 м,

₃ = 1 + 0,5∙(a / b_l) = 1+0,5∙(12 /3,4) ≈ 2,8.

При вычислении коэффициента ₃ необходимо учесть, что он не может быть больше предельной величины. Предельная величина ₃ принимается в зависимости от типа и нормативного веса покрытия. Нормативный вес покрытия равен 0,394 кПа, чему соответствует предельное значение коэффициента ₃ = 4, следовательно, вычисленная величина ₃ =2,8 остается без изменений.

Снеговая нагрузка приводится к системе сосредоточенных сил аналогично снеговой нагрузке по первому варианту.

• Сосредоточенные силы в узлы 1и 13 верхнего пояса фермы:

P₁ = (0,7∙ c_e∙ c_t ∙ ∙ S_g∙1,4∙1,5) ∙ S_f = 5,760 кН.

• Сосредоточенные силы в узлы 2, 3 и 11, 12 верхнего пояса фермы:

P₂ =(0,7∙ c_e∙ c_t ∙ ∙ S_g∙1,4∙3) ∙ S_f = 11,520 кН.

• Сосредоточенные силы в узлы 4 и 10 верхнего пояса фермы:

P₃ =(0,7∙ c_e∙ c_t ∙ (∙1,1+₃∙1,9)∙ S_g∙1,4) ∙ S_f ≈ 24,653 кН.

• Сосредоточенные силы в узлы 5 и 9 верхнего пояса фермы:

P₄ =(0,7∙ c_e∙ c_t ∙ ₃∙ S_g∙1,4∙1,5) ∙ S_f = 16,128 кН.

• Сосредоточенные силы, передающиеся через подстропильные фермы:

P₅ = 0,7∙ c_e∙ c_t ∙ ( ∙ (b- b_l) + ₃ ∙ b_l) ∙S_g ∙ (S_k – S_f) ≈ 69,581 кН.

В торой вариант снеговой нагрузки представлен на рис. 6.

рис. 5.

рис. 6.