Нагрузки от мостовых электрических кранов

Снеговая нагрузка

В задании на выполнение курсового проекта «Стальной каркас промздания» указан снеговой район, для которого проектируется данное здание.

Характеристическое значение снегового покрова принимается в зависимости от снегового района.

Снеговой район
кН/м2	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8

Предельное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия вычисляется по формуле: , где

- коэффициент надежности по предельному значению снеговой нагрузки, который принимается по т.8.1 ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия». При этом средний период повторяемости Т для объектов массового строительства допускается принимать равным установленному сроку эксплуатации .Для производственных зданий = 60 лет (приложение В ДБН). Тогда = 1,04. (табл. 8.1 ДБН).

- коэффициент, который определяется по формуле .

Коэффициент μ определяется по приложению Ж ДБН в зависимости от формы кровли. Для одноэтажных промзданий с уклоном кровли 25^о допускается учитывать равномерно распределенную снеговую нагрузку с коэффициентом μ = 1.

- коэффициент, учитывающий режим эксплуатации кровли. Если характеристическое значение нагрузки от собственного веса покрытия больше или равно 2 кН/ м², то коэффициент = 1. Если характеристическое значение нагрузки от собственного веса покрытия меньше 2 кН/ м², то коэффициент = 0,8.

- коэффициент, учитывающий высоту размещения строительного объекта над уровнем моря. В задании на курсовой проект данные о размещении строительного объекта отсутствуют, поэтому коэффициент = 1.

Пример определения снеговой нагрузки на кровлю однопролетного промздания в

ІІІ снеговом районе: = 1,2 кН/м², gⁿ = 1,7 кН/м² < 2 кН/м².

Расчетная снеговая нагрузка на 1 м²

= 1,04 ∙ 1,2 ∙ 1 ∙1∙ 0,8 = 0,99 кН/м²

Расчетная снеговая нагрузка на стропильную ферму

= 0,99 ∙ 6 = 5,94 кН/м

Нагрузка на колонну рамы

= 5,94 ∙ 30/2 = 89,1 кН

Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка на поперечную раму каркаса промздания принимается в зависимости от ветрового района места предполагаемого строительства, указанного в бланке задания, высоты и длины здания и его конфигурации в поперечном сечении.

Предельное расчетное значение ветровой нагрузки определяется по формуле

, где:

- коэффициент надежности по предельному значению ветровой нагрузки, определяемый по ДБН В.1.2-2:2006 в зависимости от среднего периода повторяемости Т, который для объектов массового строительства принимается равным сроку эксплуатации конструкции . По приложению В для производственных зданий = 60. Тогда по табл. 9.1. ДБН =1,04.

- характеристическое значение ветрового давления, определяемое в зависимости от ветрового района по карте (рис. 9.1 ДБН) и равно:

1 район – 0,4 кН/м²;

2 район – 0,45 кН/м²;

3 район – 0,5 кН/м²;

4 район – 0,55 кН/м²;

5 район – 0,6 кН/м².

- коэффициент, который определяется по формуле: , где:

- аэродинамический коэффициент, определяемый по п.9.8 ДБН;

- коэффициент высоты сооружения, определяемый по п.9.9 ДБН; табл. 9.02

из т.9.02 ДБН: при высоте сооружения Z ≤ 5 принимается =0,9;

при Z =10 =1,2; при Z =20 =1,55; при Z =40 = 2;

- коэффициент географической высоты, определяемый по п.9.10 ДБН;

- коэффициент рельефа, определяемый по п.9.11 ДБН;

- коэффициент направления, определяемый по п.9.12 ДБН;

- коэффициент динамичности, определяемый по п.9.13 ДБН.

По высоте колонны до отметки низа стропильной фермы допускается принимать ветровую загрузку в виде равномерно распределенной равновеликой площади фактической эпюры давления ветра.

, где:

- расчетная площадь эпюры давления ветра до отметки низа фермы с учетом увеличения ветрового напора на высоте более 5 м;

Н - высота колонны от отметки чистого пола до низа фермы.

Ветровая загрузка на участке стены выше отметки низа стропильной фермы, а также реакции связей по нижнему поясу ферм, к которым прикреплены промежуточные стойки фахверка при шаге рам 12 и 18 м, принимают в виде сосредоточенных сил, приложенных к верху колонны на уровне нижнего пояса стропильных ферм (рис. 1).

Пример определения ветровой загрузки на поперечную раму промздания.

Исходные данные:

1.Ветровой район строительства – ІІІ - = 0,5 кН/м²;

2.Отметка низа стропильной фермы – 15 м;

3.Пролет здания L = 30 м;

4.Длина здания В = 108 м.

Для примера сбора ветровой нагрузки коэффициенты = 1, = 1, = 1, = 1 (см. пп. 9.10, 9.11, 9.12, 9.13 ДБН). Тогда коэффициент .

Коэффициент определяется по п.9.9 ДБН для местности типа Ш по табл. 9.02 ДБН (см. рис.2). - определяется для схемы 1 приложения И ДБН, соотношении ; и уклоне кровли ≈ 0^о =-0,61, =-0,41, =-0,52 (см. рис.2).

Определяем интенсивность ветрового напора .

Характеристические величины ветрового давления:

Напор

На отметке 5.0 м = 0,5 ∙ 0,8 ∙ 0,9 = 0,36 кН/м²;

На отметке 10.0 м = 0,5 ∙ 0,8 ∙ 1,2 = 0,48 кН/м²;

На отметке 15.0 м = 0,5 ∙ 0,8 ∙ 1,38 = 0,55 кН/м²;

На отметке 18.5 м = 0,5 ∙ 0,8 ∙ 1,5 = 0,6 кН/м².

Отсос

На отметке 5.0 м = 0,5 ∙ 0,52 ∙ 0,9 = 0,23 кН/м²;

На отметке 10.0 м = 0,5 ∙ 0,52 ∙ 1,2 = 0,31 кН/м²;

На отметке 15.0 м = 0,5 ∙ 0,52 ∙ 1,38 = 0,36 кН/м²;

На отметке 18.5 м = 0,5 ∙ 0,52 ∙ 1,5 = 0,39 кН/м².

Расчетные величины ветрового давления:

Напор

На отметке 5.0 м = 0,36 ∙ 1,04 = 0,37 кН/м²;

На отметке 10.0 м = 0,48 ∙ 1,04 = 0,5 кН/м²;

На отметке 15.0 м = 0,55 ∙ 1,04 = 0,57 кН/м²;

На отметке 18.5 м = 0,6 ∙ 1,04 = 0,62 кН/м².

Отсос

На отметке 5.0 м = 0,23 ∙ 1,04 = 0,24 кН/м²;

На отметке 10.0 м = 0,31 ∙ 1,04 = 0,32 кН/м²;

На отметке 15.0 м = 0,36 ∙ 1,04 = 0,37 кН/м²;

На отметке 18.5 м = 0,39 ∙ 1,04 = 0,41 кН/м².

Т.к. при расчете рамы с шарнирным прикреплением стропильной фермы к колонне, при сжатом опорном раскосе фермы ригелем рамы является нижний пояс фермы, то ветровую нагрузку в пределах высоты колонны представляем как равномерно распределенную, эквивалентную по площади фактической эпюре давления.

Сбор ветровой нагрузки в пределах высоты колонны

Для полосы шириной 1 м определяем площадь эпюры ветрового давления до отметки 15,0 м (низ стропильной фермы).

Рис. 3 Эпюра ветрового давления на полосу шириной 1 м

Напор 1,8+2,45+2,58=6,83 кН

Отсос

1,15 + 1,35 + 1,53 = 4,03 кН

Характеристическая равномерно распределенная ветровая нагрузка

Напор кН/м

Отсо с кН/м.

Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка

Напор = 0,45 ∙ 1,04 = 0,5 кН/м

Отсос = 0,27 ∙ 1,04 = 0,3 кН/м.

Если шаг рам В = 6 м или В = 12 м (при отсутствии стойки фахверка), то распределенная ветровая нагрузка в пределах высоты колонны равна:

При шаге рам В = 6 м, шаге рам В = 12 м, В = 18 м и наличии стоек фахверка

(рис. 4, 6, 7)

Характеристическая нагрузка

Напор = 0,45 ∙ 6 = 2,7 кН/м

Отсос = 0,27 ∙ 6 = 1,62 кН/м.

Расчетная ветровая нагрузка

Напор = 2,7 ∙ 1,04 = 2,81 кН/м

Отсос = 1,62 ∙ 1,04 = 1,68 кН/м.

При шаге рам В = 12 м и отсутствии стойки фахверка

Характеристическая нагрузка

Напор = 0,45 ∙ 12 = 5,4 кН/м

Отсос = 0,27 ∙ 12 = 3,24 кН/м.

Расчетная ветровая нагрузка

Напор = 5,4 ∙ 1,04 = 5,62 кН/м

Отсос = 3,24 ∙ 1,04 = 3,37 кН/м.

Сосредоточенная нагрузка на уровне опорного узла стропильной фермы составляет

При шаге рам В = 6 м (см. рис. 4)

Ветровая нагрузка собирается с заштрихованной площади

Напор кН

Отсос кН

При шаге рам В = 12 м и отсутствии стойки фахверка (см. рис. 5)

Ветровая нагрузка собирается с заштрихованной площади

Напор кН

Отсос кН

При шаге рам В = 12 м и промежуточных стойках фахверка через 6 м (см. рис. 6)

Сосредоточенная нагрузка определяется на отметке 15,0 м (уровень низа стропильной фермы) как реакция двух связевых горизонтальных ферм по нижним поясам стропильных ферм, на которые опираются в узлах стойки фахверка, и полосы шириной В = 12 м выше отметки 15,0 м. Нагрузки собираются по грузовым площадям заштрихованных участков с интенсивностью ветровой нагрузки на соответствующих отметках.

Напор

= 21,15+24,99 = 46,14 кН

Отсос

= 12,6 + 16,46 = 29,06 кН

При шаге рам В = 18 м и промежуточных стойках фахверка через 6 м (см. рис. 7)

Равномерно распределенная нагрузка на стойку рамы ниже отметки 15,0 м (уровень низа стропильной фермы) будет аналогична нагрузке при шаге рам 6 м. Сосредоточенная ветровая нагрузка определяется по грузовым площадям с учетом интенсивности ветра на соответствующих отметках.

Напор

= 42,3 + 37,8 = 80,1 кН

Отсос

= 25,2 + 24,69 = 49,9 кН

Нагрузки от мостовых электрических кранов

Вертикальные крановые нагрузки

Нагрузки от мостовых кранов определяют в соответствии с заданной номинальной грузоподъемностью крана и пролетом моста (расстояние между осями подкрановых балок).

Максимальное характеристическое давление на одно колесо моста крана (при положении тележки с грузом на минимальном расстоянии от одного из рядов колонн рамы) принимают по ГОСТам на краны или по данным, указанным в крановых паспортах заводов-изготовителей.

В курсовом проекте данные о мостовых кранах принимают по табл.4 «Методических указаний к выполнению раздела курсового проекта «Стальной каркас промздания». Расчет колонн.»

Минимальное характеристическое давление на одно колесо моста крана у противоположного ряда колонн рамы здания

; где:

-номинальная грузоподъемность крана в кН;

- характеристические значения веса тележки и моста крана в кН;

- максимальные характеристические давления колес моста в кН (табл.4);

( - в ферме моста без кабины;

- в ферме моста с кабиной);

- общее количество колес моста крана с одной стороны; .

Предельные расчетные значения для вертикальной нагрузки

, где:

- коэффициент надежности по нагрузке, который определяется в зависимости от заданного среднего периода повторяемости Т по табл. 7.1 ДБН. Для объектов массового строительства допускается средний период повторяемости Т принимать равным сроку эксплуатации конструкции , который по приложению В для производственных зданий равен

= 60.

По табл. 7.1 при = 60, коэффициент = 1,1.

- коэффициент сочетаний крановых нагрузок, принимаемый по табл.7.22 ДБН. Для одного крана в пролете = 1.

Для двух кранов режимов работы 1К – 6К (средний режим) = 0,85.

Для кранов режимов работы 7К, 8К (тяжелый и весьма тяжелый режимы) = 0,95.

В многопролетных зданиях при учете четырех кранов:

= 0,7. – для кранов режимов работы 1К – 6К;

= 0,8. – для кранов режимов работы 7К, 8К.

Коэффициент динамичности учитывают только при расчете прочности и устойчивости подкрановых балок.

Горизонтальные крановые нагрузки по СНиПу

До 2007 г. Горизонтальные нагрузки на подкрановые балки и рамы собирались по СНиП 2.01-07-85 «Нагрузки и воздействия» от торможения тележки крана с грузом.

Тормозная нагрузка определялась от двух сближенных кранов по линиям влияния опорных реакций смежных подкрановых балок не зависимо от количества колес моста крана.

Нагрузка прикладывалась с одной стороны моста крана (где максимальное вертикальное давление моста крана) внутрь или наружу пролета на уровне головки рельса.

Характеристическая горизонтальная поперечная нагрузка на одно колесо моста крана с гибким подвесом от торможения тележки с грузом составляет

, где:

- грузоподъемность мостового крана в кН;

- масса тележки в кН;

- общее количество колес моста крана с одной стороны.

С вводом в январе 2007 г. ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи» изменилась методика и величины нагрузок от мостовых кранов, которые действуют на элементы каркаса промышленных зданий. Особенно это касается горизонтальных крановых нагрузок, которые значительно возросли по сравнению с определяемыми по СНиП 2.01-07-85 «Нагрузки и воздействия». Поэтому предлагается для всех видов мостовых кранов определять горизонтальную нагрузку на раму от торможения тележки с грузом при накатке линии влияния двумя сближенными кранами и горизонтальную нагрузку на раму от боковых сил, которые определяются по формулам ДБН для четырехколесных кранов при накатке линии влияния одним мостовым краном и для восьми и более колес моста крана при накатке линии влияния двумя сближенными кранами. Раму рассчитывать на большую горизонтальную силу.

Горизонтальные нагрузки от четырехколесных мостовых кранов по ДБН

По ДБН четырехколесные мостовые краны выделены в отдельную группу кранов, склонных к перекосу моста при движении.

Наибольшие боковые силы крана, направленные поперек кранового пути, возникают, когда перекос моста крана ограничивается ребордами колес, контактирующими с рельсами. Ограничение перекоса моста может осуществляться колесами одной стороны крана или колесами, расположенными по диагонали (см. рис. 7.1 ДБН). Характеристическая величина боковой силы для колес ребордами, контактирующими с рельсами:

; где:

- характеристическое значение вертикальной нагрузки на колесо соответственно на более или на менее нагруженной стороне крана;

- коэффициент, принимаемый 0,03 - при центральном приводе механизма передвижения моста крана и 0,01 - при раздельном приводе.

- соответственно база и пролет крана.

Нормативная (характеристическая) величина боковой силы для колес, ребордами не контактирующими с рельсами:

.

Согласно ДБН горизонтальные боковые силы определяют от одного мостового крана и учитывают для определения усилий в подкрановых балках, колоннах, фундаментах.

Из предлагаемых ДБН схем выбрана наиболее невыгодная схема приложения боковых сил на раму здания для четырехколесных кранов.

Рис.8 Схема приложения боковых сил четырехколесных кранов

Горизонтальные нагрузки от многоколесных (восемь и более) кранов с гибким подвесом

по ДБН

Для многоколесных кранов горизонтальные и вертикальные нагрузки собираются от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов, расположенных на одном крановом пути или в одном створе (п.7.17;7.19 ДБН В.1.2-2:2006).

Характеристическое значение боковой силы, приложенной к колесу многоколесных кранов с гибким подвесом, принимается равным 0,1 от вертикальной нагрузки на колесо, подсчитанной при расположении тележки с грузом, равным паспортной грузоподъемности крана посередине моста (п.7.6 ДБН), т.е.:

, где и - максимальное и минимальное нормативное давление на колесо крана.

При определении следует учитывать, что боковые силы передаются на обе стороны кранового пути. На каждой стороне крана боковые силы имеют одно направление – наружу или внутрь пролета. На одном из путей принимается полная боковая сила , на другом пути 0,5 .

Горизонтальные нагрузки от торможения моста крана и боковые силы считаются приложенными в местах контакта колес крана и рельса.

Рис. 9 Схема приложения боковых сил для многоколесных кранов

Примеры расчета

Поиск по сайту: