Горизонтальная крановая нагрузка от поперечного

торможения тележек с грузами

Схема расположения мостовых кранов относительно рассчитываемой колонны такая же, как в предыдущем параграфе (рис.3).

Расчетная горизонтальная сила

(11)

где - нормативная горизонтальная сила на колесе мостового крана;

n₀ - число колес с одной стороны крана;

- нормативное значение горизонтальной нагрузки, направленной поперек кранового пути и вызываемой торможением электрической тележки для мостового крана с гибким подвесом груза;

Q - подъемная сила мостового крана;

G_T - масса тележки.

Расчетная горизонтальная сила T_max приложена к поперечной раме в уровне верхнего пояса подкрановой балки.

Ветровая нагрузка

Для статического расчета поперечной рамы достаточно определить величину ветровой нагрузки с наветренной стороны (активное давление). При необходимости определения величины ветровой нагрузки с подветренной стороны (отсос) это можно сделать путем пересчета, используя коэффициент 0.75 по отношению к активному давлению.

Расчетная схема для определения ветровой нагрузки приведена на рис.4.

Расчетная погонная нагрузка на колонну определяется для характерных уровней (высотных отметок):

на отметке 5 м

(12)

где - коэффициент надежности по нагрузке;

W₀ - нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки;

К₅ - коэффициент, учитывающий повышение скоростного напора ветра с увеличением высоты для типа местности "В" (городские территории, лесные массивы и другие местности, покрытые препятствиями высотой > 10 м) К₅ = 0.5;

с = 0.8 - значение аэродинамического коэффициента с наветренной стороны для поверхностей, расположенных вертикально по отношению к направлению ветра:

В - шаг поперечных рам для промышленных зданий без стенового фахверка;

на отметке 10 м

(13)

где - значение коэффициента на отметке 10 м;

на отметке Н_п - полезная высота здания

(14)

где K_Нп - коэффициент, определяемый линейной интерполяцией между К₁₀ и К₂₀, К₂₀ = 0.85 для типа местности "В";

на отметке 20 м

(15)

на отметке Н_зд

(16)

где К_Нзд - коэффициент, определяемый линейной интерполяцией между К₂₀ и К₄₀, К₄₀ = 1.1 для типа местности "В".

Активная составляющая равномерно распределенной (по высоте стойки) эквивалентной погонной ветровой нагрузки

(17)

где М - суммарный момент относительно уровня заделки нижней части стойки, который получается в результате перемножения равнодействующих ветровой нагрузки на отдельных участках на соответствующие плечи (расстояния до заделки) с последующим сложением этих произведений;

Н - высота колонны.

Активная составляющая сосредоточенной ветровой нагрузки, которую принято считать приложенной в уровне верха стойки (при шарнирном ее сопряжении с ригелем) (рис.4)

(18)

где - погонная эквивалентная ветровая нагрузка на шатровую часть здания.

Определение расчетных усилий в элементах рамы

Нормами проектирования предусмотрены два вида основных сочетаний нагрузок:

а) постоянная, все временные длительные, одна наиболее неблагоприятная по воздействию кратковременная нагрузка, учитываемая с коэффициентом сочетаний ψ = 1;

б) постоянная, все временные длительные, две и более кратковременные нагрузки, умноженные на коэффициент сочетанийψ = 0.9.

Особые сочетания нагрузок: постоянная, длительные, возможные кратковременные, одна из особых нагрузок.

Нагрузки от вертикального давления и поперечного торможения одного или двух мостовых кранов рассматриваются при учете сочетаний как одна кратковременная нагрузка.

Составляют сводные таблицы усилий в характерных сечениях для колонн рамы.

Обычно составляются четыре комбинации усилий: наибольший положительный и отрицательный момент и соответствующая им нормальная сила, наибольшая нормальная сила и соответствующие ей положительный и отрицательный моменты. Для расчета анкерных болтов составляется комбинация минимальной нормальной силы и соответствующих ей положительного и отрицательного моментов "в заделке" от постоянной и ветровой нагрузок.

Лекция №19

ФЕРМЫ

Определение и классификация ферм

Фермой называют решетчатую конструкцию, предназначенную для работы преимущественно на изгиб (рис.1). В отличие от балки ферма образуется из отдельных прямолинейных стержней, связанных в узлах (теоретически шарнирно) в геометрически неизменяемую систему, в которой нагрузка прикладывается только в узлах. Поэтому фермы подвергаются только осевым воздействиям растягивающих и сжимающих сил. Фермы особенно выгодны в конструкциях, где по условиям жесткости требуется большая высота.

Классификация ферм

По назначению: фермы мостов, стропильные фермы, фермы подъемных кранов, опоры ЛЭП, башни, мачты.

По конструктивному признаку: легкие и тяжелые фермы

По направлению опорных реакций и устройству опорных конструкций: балочные фермы (разрезные консольные и неразрезные), распорные арочные фермы и др.

Фермы могут быть плоскими и пространственными. Выбор фермы определяется:

1) назначением сооружения;

2) типом кровли;

3) конструкцией и размерами фонаря;

4) видом водостока;

5) видом сопряжения фермы с колонной.

Очертание ферм

Очертание ферм (рис.1) зависит от назначения сооружения.

1. Фермы треугольного очертания применяются в стропильных фермах, консольных навесах, башнях.

2. Фермы трапециевидного очертания - основной тип стропильных ферм, соответствует эпюре изгибающих моментов, в сопряжении с колоннами позволяет устраивать жесткие рамные узлы.

3. Фермы полигонального очертания - рациональны для тяжелых ферм больших пролетов.

4. Фермы с параллельными поясами вытесняют трапециевидные своими конструктивными преимуществами: равные длины стержней поясов и решетки, одинаковая схема узлов и минимальное число стыков поясов.

Системы решеток ферм и их характеристики

Решетка ферм (рис.2) работает на поперечную силу, выполняя функции стенки сплошной балки.

1. Треугольная система решетки. Недостаток - наличие сжатых раскосов.

2. Раскосная система. Применять раскосные решетки целесообразно при малой высоте ферм, а также когда по стойкам передаются большие усилия.

3. Специальные системы решеток: шпренгельная, крестовая, ромбическая, полураскосная.

Панели ферм.

Нагрузка прикладывается к узлам ферм. Оптимальный угол наклона раскосов в треугольной решетке 45°, в раскосной решетке - 35°.

В стропильных фермах размеры панелей определяются системой кровельного покрытия.

Рис.1. Фермы различного очертания:

а - треугольного;

б - трапециевидного;

в - полигонального;

г - с параллельными поясами

Генеральные размеры ферм

К генеральным размерам ферм относятся пролет и высота (рис.3).

Рис.3. Генеральные размеры фермы:

h₀ - высота на опоре;

h - высота в пролете;

d_н - панель нижнего пояса;

d_в - панель верхнего пояса

Пролеты стропильных ферм промышленных зданий в целях типизации унифицированы, принимаются кратными модулю 6, то есть 18, 24, 30 м и т.д.

Высота h в середине пролета может определяться:

1) условиями минимума веса или требуемой жесткостью;

2) возможностью рационального транспортирования готовой фермы.

В целях экономии, наиболее нагруженные пояса ферм выполняются из сталей повышенной прочности, а раскосы и вспомогательные элементы из малоуглеродистой стали.