Нагрузки от мостовых кранов

Нагрузки от мостовых кранов определяют с учетом группы режимов работы кранов, вида привода и способа подвески груза.

На крановый рельс от колес крана передаются: вертикальные силы F_k, которые зависят от веса крана, грузоподъемности крана и положения тележки на крановом мосту; горизонтальные поперечные силы T_k, возникающие при торможении тележки с грузом; горизонтальная продольная сила T_kр, возникающая при продольном торможении крана с грузом и воспринимаемая вертикальными связями по колоннам.

Вертикальные и горизонтальные поперечные нагрузки воспринимаются поперечной рамой. Максимальные вертикальные нагрузки передаются на колонну рамы подкрановыми балками на уровне их нижнего пояса в виде вертикального опорного давления D _max, когда тележки с грузом при совместной работе двух кранов наибольшей грузоподъемности расположены в непосредственной близости от колонны. Минимальные вертикальные нагрузки в виде вертикального опорного давления D _min передаются на колонну рамы с противоположной стороны крана.

Горизонтальные нагрузки передаются на колонну через те же колеса тормозными конструкциями на уровне верхних поясов подкрановых балок, полагая, что эта нагрузка целиком передается на одну сторону кранового пути, распределяется поровну между всеми колесами и может быть направлена как внутрь, так и наружу рассматриваемого пролета.

Вертикальное давление определяют по линии влияния опорной реакции подкрановой балки (см. рис. 5). Расчетное вертикальное давление на колонну D _max = 2109,98 кН от двух сближенных кранов грузоподъемностью 100 т при шаге колонн B = 12 м было определено при сравнении вариантов компоновочных схем каркаса здания (см. п. 2.2.5).

Расчетное значение вертикального давления крана на противоположную колонну

где F_{k ,min} – минимальное нормативное давление одного колеса крана, определяемое по формуле

F_{k ,min} = (Q + G_кр) / n _o – F_{k ,max} = (1000 +1450) / 4 – 465 = 147,5 кН,

здесь Q = 1000 кН – номинальная грузоподъемность крана;

G_кр = 1450 кН вес крана с тележкой (см. табл. 1);

n _o = 4 – число колес на одной стороне крана.

В кранах с грузоподъемностью Q ≥ 80 т для разных колес F_{k ,max} различно, в расчете обычно принимают среднее значение максимальных давлений колес:

F_{k ,max} = (F_{k 1,max} + F_{k 2,max}) / 2 = (450 + 480) / 2 = 465 кН.

Для более точного расчета распределяют минимальные давления колес крана пропорционально распределению максимальных давлений:

F_{k 1,min} = F_{k ,min} (F_{k 1,max} / F_{k ,mak}) = 147,5 (450 / 465) = 142,7 кН;

F_{k 2,min} = F_{k ,min} (F_{k 2,max} / F_{k ,mak}) = 147,5 (480 / 465) = 152,3 кН.

Вертикальное давление

При совмещении оси подкрановой балки с осью подкрановой ветви колонны силы D _maxи D _min прикладывают по отношению к геометрической оси сечения нижнего участка колонны с эксцентриситетом e_k, принимают примерно равным (0,5…0,55) h_н.

Приняв e_k = 0,5 h_н = 0,5 · 1,25 = 0,625 м, определяют сосредоточенные моменты от вертикального давления кранов:

M _max = D _max e_k = 2109,98 · 0,625 = 1318,74 кН·м;

M _min = D _min e_k = 681,6 · 0,625 = 426 кН·м.

Нормативное значение горизонтальной силы, действующей на одно колесо от поперечного торможения тележки с грузом в направлении вдоль кранового моста, определяют по формуле

T_k,n = β (Q + G_T) / n_о = 0,05 (1000 + 410) / 4 = 17,63 кН,

где β = 0,05 – для кранов с гибким подвесом груза и β = 0,1 – с жестким подвесом груза;

G_T = 410 кН – вес тележки.

Расчетное значение горизонтальной силы на колонну от поперечного торможения тележек кранов при том же расположении мостовых кранов определяют по линии влияния опорной реакции тормозной балки, такой же, как и для подкрановой балки:

Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка оказывает активное давление на здание с наветренной стороны и отсос с заветренной стороны и может быть направлена как в одну, так и в другую сторону (рис. 8, а).

Нормативное значение ветрового давления (скоростного напора ветра) w _o принимают в зависимости от ветрового района страны по табл. 9.

Для г. Иркутска (ΙΙΙ район) w _o = 0,38 кН/м².

Расчетная линейная ветровая нагрузка, передаваемая на колонну рамы в какой-то точке по высоте z, определяется по формуле

q_w = w _o k c γ_f B,

где c – аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации здания и учитывающийся только для вертикальных стен (принимают с = 0,8 с наветренной стороны и с′ = 0,6 с заветренной стороны);

γ_f = 1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

В = 12 м – ширина расчетного блока, равная шагу колонн;

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяемый в зависимости от типа местности по табл. 10.

Таблица 9

Нормативные значения ветрового давления w _o

Рассматриваются следующие типы местности:

А – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;

В – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;

С – городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м.

Таблица 10

Коэффициенты k для типов местности

Территория строительства проектируемого здания относится к местности типа В.

Расчетная погонная нагрузка на раму от активного давления по высоте:

q ₅ = w _o k ₅ c γ_f B = 0,38 · 0,5 · 0,8 · 1,4 · 12 = 2,55 кН/м²;

q ₁₀ = w _o k ₁₀ c γ_f B = 0,38 · 0,65 · 0,8 · 1,4 · 12 = 3,32 кН/м²;

q ₂₀ = w _o k ₂₀ c γ_f B = 0,38 · 0,85 · 0,8 · 1,4 · 12 = 4,34 кН/м²;

q ₃₀ = w _o k ₃₀ c γ_f B = 0,38 · 0,98 · 0,8 · 1,4 · 12 = 5,01 кН/м².

Расчетная погонная нагрузка на уровне низа ригеля (определяют линейной интерполяцией)

q _19,8 = 3,32 + (4,34 – 3,32) 9,8 / 10 = 4,32 кН/м².

Расчетная погонная нагрузка на уровне верхней точки здания

q _23,3 = 4,34 + (5,01 – 4,34) · 3,3 / 10 = 4,56 кН/м².

Ветровую нагрузку, действующую на участке от низа ригеля до верхней точки здания, заменяют сосредоточенной силой, приложенной в уровне нижнего пояса фермы.

Значение этой силы:

– со стороны активного давления ветра

W = (q _19,8 + q _23,5) H_ш / 2 = (4,32 + 4,56) 3,5 / 2 = 15,54 кН/м²;

– со стороны отсоса

W′ = W с′ / с = 15,54 · 0,6 / 0,8 = 11,66 кН.

Общая сосредоточенная сила

W_W = W + W′ = 15,54 + 11,66 = 27,2 кН.

Фактическую линейную нагрузку (в виде ломаной прямой) для упрощения расчета заменяют равномерно распределенной по высоте эквивалентной нагрузкой q_э (рис. 8, б). Интенсивность эквивалентной нагрузки находят из условия равенства изгибающего момента M _о в основании условной защемленной консольной стойки по длине, равной высоте рамы, от фактического ветрового давления и от эквивалентной нагрузки.

Рис. 8. Схема загружения рамы ветровой нагрузкой:

а – по нормам проектирования; б –загружение

эквивалентной нагрузкой

Изгибающий момент в защемленной стойке от фактического ветрового давления

Эквивалентная равномерно распределенная нагрузка с наветренной стороны с учетом коэффициента с = 0,8

q_э = 2 M _о / H ² = 2 · 689,75 / 20,4² = 3,31 кН/м².

Эквивалентная равномерно распределенная нагрузка с заветренной стороны (отсос) с учетом коэффициента с′ = 0,6

q_э′ = q_э с′ / с = 3,31 · 0,6 / 0,8 = 2,48 кН/м².

Поиск по сайту: