3.2.2. Снеговая нагрузка

Величину нормативной снеговой нагрузки на 1 м² определим по формуле (3.8). Город Нижний Тагил находится в 4-м снеговом районе. Вес снегового покрова равен s₀ = 1,5 кПа [3]. Так как уклон кровли менее  = 25, то коэффициент  = 1 тогда

, (3.8)

Величину расчетной линейно-распределительной снеговой нагрузки на ригель рамы определим по формуле (3.9). Коэффициент надежности для снеговой нагрузки принимаем равным _с = 1,4, так как выполняется отношение:

, (3.9)

Суммарное давление на колонну от расчетной нагрузки на ригеле:

; (3.10)

3.2.3. Нагрузки от мостовых кранов

Производственные здания часто оборудуют большим числом кранов (по нескольку в каждом пролете). При расчете однопролетных рам крановая нагрузка учитывается только от двух сближенных кранов наибольшей грузоподъемности.

Вертикальное давление кранов определяется при их невыгодном расположении на балках по формуле (3.10). Коэффициент надежности по нагрузке равен _f = 1,1. Коэффициент сочетаний, принимаемый для кранов режимов работ 6К,  = 0,85. Количество колес двух кранов грузоподъемностью Q=100 т, уложившихся в приделах двух подкрановых балок пролетом B = 6 м, равно m = 5 (рис. 8). Тогда

, (3.11)

где F_k – сила максимального давления колеса, кН;

– сумма ординат линии влияния для опорного давления на колонну.

Рис. 8. К определению нагрузок на раму от мостовых кранов:

а – схема расположения кранов на подкрановой балке; б –нагрузка от вертикального давления; в – нагрузка от торможения тележки крана.

Подставляя заданные значения в формулу (3.11), получаем

На противоположный ряд колонн действует сила D_min, величину которой определим по формуле (3.11):

(3.12)

При кране грузоподъемностью Q=100т число колес с одной стороны равно n₀ = 4, а масса крана с тележкой равна G_кр=165т, тогда, подставляя заданные величины в формулу (3.12), получим

Минимальное давление колеса определим по формуле:

, (3.13)

.

Поперечное торможение. Значение расчетной горизонтальной силы T, передаваемой на колонну, определим по формуле (3.15). Масса тележки крана (при Q=100т) равна G_Т=41т, тогда сила горизонтального давления, передаваемая колесу крана , равна

, (3.14)

.

Горизонтальное давление на колонну (силы поперечного торможения тележек кранов) T определяется по формуле

, (3.15)

.

3.2.4. Ветровая нагрузка

Нормативное значение ветрового давления w₀ определим в зависимости от района строительства. Город Нижний Тагил расположен во 2-м ветровом районе, следовательно, w₀=0,3 кПа. Максимальная высотная отметка здания 23.400 м (рис. 9).

Расчетная погонная ветровая нагрузка, передаваемая на стойку рамы к определенной точке по высоте, определяется:

(3.16)

где _f =1,4 – коэффициент надежности для ветровой нагрузки;

w₀ – нормативное значение ветрового давления, кПа;

c – аэродинамический коэффициент, (c=0,8 для активного давления и c=0,6 для отсоса);

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления в зависимости от высоты здания и типа местности);

B_fr – ширина грузовой площадки, принимаемая по шагу рам, м;

Построим эпюру коэффициента k, используя табл.П1.5. прил.1 (рис. 9):

, (3.17)

где X1 – заданная высотная отметка, м;

z_x –значение высотной отметки по табл.П1.5. прил.1, м;

k_x – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для отметки z_x по табл. П1.5. прил.1;

x – номер пункта в табл.П1.5. прил.1.

Например, определим ординаты эпюры k на отметках низа фермы 19.800 и максимальной высотной отметкой здания 23.400:

Для удобства дальнейших расчетов приведем эпюру k к эквивалентной по площади k_экв. Определим значение ординат k_экв:

Ветровую нагрузку, линейно распределенную по колонне, определим по формуле (3.18). Коэффициент надежности для ветровой нагрузки равен _f = 1,4, тогда

, (3.18)

.

Рис. 9. Схема загружения рамы ветровой нагрузкой

Ветровая нагрузка с наветренной стороны с аэродинамическим коэффициентом C_e = 0.8:

, (3.19)

.

Ветровая нагрузка с подветренной стороны с аэродинамическим коэффициентом С_ез =0.53 (при h₁ / L = 23.4 / 36 = 0.65 и b / L = 108 / 36 = 3 по интерполяции [3]):

, (3.20)

.

Ветровая нагрузка, приходящаяся на парапет, прикладывается в уровне низа фермы на отметке 19,800. Определим площадь эпюры k в пределах высоты парапета от низа ригеля 19.800 до верха парапета 23,400:

;

тогда сосредоточенное давление ветра, приходящееся на парапет, определим по формуле

, (3.21)

.

С наветренной стороны

С подветренной стороны