3 Подбор профилированного настила

Исходя из пролёта здания L = 36 м, принимаем настил с трёхпролётной расчётной схемой. Сбор нагрузок на настил приведен в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Сбор нагрузок на профилированный настил

Состав кровли и нагрузка	Нормативная нагрузка, кН/м2	γf	Расчётная нагрузка, кН/м2
Гидроизоляция – 2 слоя изопласта, 5 кг/м2	0,05·2 = 0,1	1,2	0,12
Теплоизоляция – РУФ БАТТС ρ = 160 кг/м3, t = 160 мм	0,256	1,2	0,3072
Пароизоляция – 1 слой изопласта, 5 кг/м2	0,05	1,2	0,06
Снег	2,24	1/ 0,7	3,2
Итого:	2,646		3,6872
Примечания: 1 t = 160 мм – толщина теплоизоляции для отапливаемого здания в климатическом районе I2. 2 γf = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки, принятый по табл. 1 [3]. 3 γf = 1/ 0,7 – коэффициент надежности по нагрузке для снеговой нагрузки, принятый по п. 5.7 [3].

По полученному значению расчётной нагрузки подбираем марку настила по табл. П7.4 [5]. Принимаем профилированный настил Н60-845-0,8 с максимальной воспринимаемой нагрузкой 3,78 кН/м² и весом 9,9 кг/м².

4 Подбор прогона

Определяем погонную нагрузку на прогон с грузовой площади, равной шагу прогонов.

(4.10)

где – расчётное значение веса кровли;

– расчётное значение веса настила;

– расчётное значение собственного веса прогона;

– расчетное значение веса снегового покрова;

– шаг прогонов;

– коэффициент, учитывающий неразрезность настила, для трёхпролётной расчетной схемы;

– коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки, принятый по табл. 1 [3].

.

Для подбора прогона используем типовую серию 1.462.3 – 17. Подбор ведём по допускаемой нагрузке. Принимаем прогон марки ПРС 16,5 с допускаемой нагрузкой 16,5 кН/м (рис. 4.1).

Рисунок 4.1 – Схема прогона ПРС 16,5.

Верхний пояс в.

Сечение: 2Гн[180×80×5.

Расчётные усилия: N = -288 кН, M = 19,2 кНм.

Раскос Р1.

Сечение: Гн[160×80×5.

Расчётные усилия: N = 297 кН.

Раскос Р2.

Сечение: Гн[160×80×5.

Расчётные усилия: N = -131 кН.

Масса прогона: 550 кг.

Марка стали С235 – принимаем по табл. 50*[2].

5 Определение нагрузок на поперечную раму

1 Собственный вес.

Собственный вес задается автоматически в SCAD по назначенным жесткостям. Жесткости задаются предварительно по проектам - аналогам.

2 Вес покрытия.

Нагрузка от веса покрытия включает в себя нагрузку от веса кровли, профилированного настила и прогонов. Так как нагрузка от веса покрытия передается через прогоны, то она определяется в виде сосредоточенных сил.

Нагрузка в средние узлы определяется по формуле:

(5.11)

где – расчетная нагрузка от веса кровли и настила;

– расчетная нагрузка от веса прогона;

– коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки, принятый по табл. 1 [3];

В = 12 м – шаг ферм;

d = 3 м – шаг прогонов.

_{Нагрузка в крайние узлы определяется:}

(5.2)

_{Схема приложения нагрузки показана на рис. 5.1.}

3 Снеговая нагрузка.

Полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяется по формуле:

(5.3)

где S_g = 3,2 кН/м² – расчетное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, принимаемое в соответствии с п. 5.2 [3] для V снегового района;

m = 1 – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с п. 5.3 [3].

Рисунок 5.1 – Схема приложения нагрузки от веса покрытия

Нагрузка на средние прогоны определяется по формуле:

(5.4)

Нагрузка на крайние прогоны:

(5.5)

_{Согласно п. 5.3 [3], схему следует рассматривать также и со снеговой нагрузкой, действующей на половине пролета.}

_{Схема приложения нагрузки показана на рис. 5.2.}

Рисунок 5.2 – Схема приложения снеговой нагрузки

4 Ветровая нагрузка

Нормативный скоростной напор ветра для II ветрового района определяется по табл. 5 [3]: w₀ = 0,3 кН/м2.

Поправочные коэффициенты, учитывающие изменение ветрового напора по высоте, принимаются по табл. 6 [3] с учётом типа местности. Предполагая местность с препятствиями не более 25 м, принимаем тип «В». Промежуточные значения находим по интерполяции. Высота z принимается от поверхности земли.

z	k
до 5 м	0,5
16,35 м	0,777

Аэродинамические коэффициенты принимаем в соответствии с прил. 4 [3]:

• наветренная сторона: с_е = +0,8;

• подветренная сторона: с_е3 = -0,5 (при соотношениях b/l = 4,33 и h/l = 0,454).

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m со стороны напора определяется по формуле:

(5.6)

Расчетное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m со стороны напора:

(5.7)

где γ_f = 1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке (п. 6.11 [3]).

_{Расчетная линейная нагрузка со стороны напора:}

(5.8)

где В = 12 м – шаг ферм.

С учётом изменения давления по высоте, получим следующие значения нагрузки со стороны напора:

z = 5 м:

z = 16,35 м:

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m со стороны отсоса:

Расчетное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m со стороны отсоса:

_{Расчетная линейная нагрузка со стороны отсоса:}

С учётом изменения давления по высоте, получим следующие значения нагрузки со стороны напора:

z = 5 м:

z = 16,35 м:

_{Схема к расчету ветровой нагрузки показана на рис. 5.3.}

Рисунок 5.3 – Схема приложения ветровой нагрузки

5 Крановая нагрузка.

Максимальное нормативное давление колеса крана на рельс F_n,max = 525 кН. Подкрановая балка является разрезной. Максимальное значение давления, оказываемого на колонну, определяем при помощи линий влияния (рис. 5.4), распределив нагрузку на рельс наиболее неблагоприятным образом:

(5.9)

где γ_f = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок (п. 4.8 [3]);

ψ = 0,95 – коэффициент сочетания для групп режимов работы крана 7К при учете двух кранов (п. 4.17 [3]);

y_i – ординаты линии влияния по рис. 5.4;

γ_f = 1,05 – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки, принятый по табл. 1 [3];

G_пб = 43 кН – собственный вес подкрановой балки;

γ_f = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки, принятый по табл. 1 [3];

g_n = 1,5 кН/м² – полезная нормативная нагрузка на тормозной площадке;

b_т = 1,5 м – ширина тормозной площадки;

В = 12 м – шаг ферм.

Рисунок 5.4 – К определению нагрузки от мостовых кранов

Минимальное нормативное давление колеса крана на рельс:

(5.10)

где Q = 50 т – грузоподъемность крана;

G_к = 843 кН – вес крана с тележкой;

n₀ = 2 – число колес с одной стороны крана;

Минимальное значение давления, оказываемого на колонну, определяем аналогично максимальному:

(5.11)

При переносе сосредоточенных сил _Dmax и _Dmin к оси нижней части колонны в расчётной схеме, добавляется сосредоточенные моменты:

(5.12)

где e = 0,5·h_н = 0,5·1500 = 750 мм – расстояние между осью колонны и осью приложения силы D.

Нормативное значение горизонтальной нагрузки от торможения крановой тележки, направленное поперёк кранового пути, определяется:

(5.13)

где G_т = 132 кН – вес тележки;

β = 0,05 – коэффициент уменьшения для кранов с гибким подвесом груза (п. 4.4 [5]);

Расчётное усилие поперечного торможения на колонну:

(5.14)

Схема приложения крановой нагрузки показана на рис. 5.5.

Рисунок 5.5 – Схема приложения крановой нагрузки