10.3.2. Снігове навантаження

Снігове навантаження є змінним, для якого встановлено три розрахункові значення:

- граничне розрахункове значення;

- експлуатаційне розрахункове значення;

- квазіпостійне розрахункове значення.

Граничне розрахункове снігове навантаження приймають у вигляді розподіленого навантаження по довжині ригеля (погонного) та зосередженого моменту в уступі колони (рис.9.43).

Рис. 9.43. Снігове навантаження на раму

, кН/м,

де - лінійне граничне розрахункове навантаження на ригель рами; В – крок рам, м (ширина вантажної площі ригеля); - граничне розрахункове значення снігового навантаження на горизонтальну проекцію покриття (конструкції), кН/м²; обчислюється за формулою

_fm — коефіцієнт надійності за граничним значенням снігового навантаженням, що визначається згідно з 8.11 [9];

S₀ — характеристичне значення снігового навантаження. Воно дорівнює вазі снігового покриву на 1 квадратний метр поверхні ґрунту, яке може бути перевищене у середньому один раз за 50 років. Визначається залежно від снігового району (6 районів) по карті (рис. 8.1 [9]) або за додатком Е[9]; ;

C — коефіцієнт, який визначається за формулою

 — коефіцієнт переходу від ваги снігового покрову на поверхні ґрунту до снігового навантаження на покрівлю, який визначається за 8.7, 8.8 [9]. Залежить від конфігурації покрівлі, враховує можливу нерівномірність розподілу снігу. Для односхилих та двосхилих покрівель при α  25° коефіцієнт  = 1, тобто навантаження рівномірно розподілене (рис.9.44).

Рис. 9.44. Епюра снігового навантаження для односхилих та двосхилих покрівель при α  25°

Для інших конфігурацій  визначаються за додатком Ж [9]. Наприклад, для будівлі з поздовжнім ліхтарем (рис.9.45);

Рис. 9.45. Епюра снігового навантаження для будівлі з поздовжнім ліхтарем

C_e — коефіцієнт, що враховує режим експлуатації, тобто враховує особливості режиму експлуатації на накопичення снігу на покрівлі (очищення, танення тощо) і встановлюється завданням на проектування. При відсутності даних про режим експлуатації покрівлі коефіцієнт C_e допускається приймати таким, що дорівнює одиниці;

C_alt — коефіцієнт географічної висоти; враховує висоту H (у кілометрах) розміщення будівельного об’єкта над рівнем моря. При H<0,5 км .

Зосереджений момент від ексцентриситету осей колони (рис.9.46):

M_s = V_s e , кНм;

- опорна реакція ригеля.

Рис. 9.46. Зосереджений момент в уступі колони від ексцентриситету осей

10.3.3. Навантаження від мостових кранів

Навантаження від мостових кранів поділяються на вертикальні та горизонтальні кранові навантаження.

А. Вертикальні кранові навантаження.

Найбільше вертикальне навантаження на колону D_max визначається при крайньому положенні візка крана на мосту з вантажем на гаку крана, маса якого рівна вантажопідйомності крана Q (рис.9.47).

Рис. 9.47. До визначення кранового навантаження: 1 – підкранова балка;

2 – гальмівна балка; 3 – міст крана; 4 – візок; 5 - вантаж

Відповідно на другу колону діє менше навантаження – D_min.

Якщо в однопролітній будівлі є два і більше кранів, то вертикальне навантаження на колони визначається лише від двох найбільш несприятливих по дії кранів (при будь-якій кількості кранів на одному ярусі прольоту). В багатопролітних будівлях розглядаються не більше чотирьох кранів (по два в різних прольотах).

Ці умовності пов’язані з тим, що імовірність одночасного співпадання навантажень від декількох кранів надзвичайно мала. Імовірність залежить від того, наскільки часто крани піднімають великі вантажі, маса яких близька до вантажопідйомності, а тому пов’язана з режимом роботи кранів. Ця імовірність враховується в розрахунках введенням коефіцієнту сполучень , рівного:

 = 0,95 – для кранів важкого і занадто важкого режиму;

 = 0,85 – для кранів легкого і середнього режимів роботи;

 = 1 – при наявності лише одного крана.

Розрахункове зусилля D_max, яке передається на колону колесами крана, можна визначити за лінією впливу опорних реакцій (л.в. D) підкранових балок при найневигіднішому розміщенні кранів на балках (рис.9.48).

Рис. 9.48. Лінія впливу опорних реакцій (л.в. D) підкранових балок

D_max = _fm  F_{k, max} + _fm g_e b_г B ,

де _fm – коефіцієнт надійності за граничним розрахунковим значенням кранового навантаження; визначається за 7.9 [9]; F_k,max – характеристичне значення максимального тиску одного колеса крана (наведений в стандартах на крани); – сума ординат лінії впливу для опорного тиску на колону; g_е – корисне навантаження на гальмівній площадці (1,5 кН/м²) при наявності проходу вздовж кранового шляху; b_г – ширина гальмівної площадки; В – крок колон.

Аналогічно:

D_min = _fm  F_{k, min} + _fm g_e b_гB ,

де F_{k, min} – характеристичне значення мінімального тиску одного колеса крана. Воно визначається наступним чином.

Загальне навантаження на всі колеса крана рівне Q+G, де Q - вантажопідйомність крана, G – повна маса крана з візком. Оскільки кожне колесо з однієї сторони крана передає силу F_{k, max}, а з другої сторони крана F_k,min, то сума цих сил рівна загальному навантаженню, тобто

F_k,max n_o + F_k,min n_o = Q + G,

де n_о– кількість колес з однієї сторони крана (при Q  50 т – n_о=2; при Q = 80…160 т – n_o=4; при Q  160 т – n_o=8).

Звідси

.

і остаточно

.

Сили D_max i D_min прикладені по осі підкранової балки, а тому не тільки стискують нижню частину колони, а й передають на неї згинаючі моменти (рис.9.49):

M_max = D_max e₃ ;

M_min = D_min e₃ ,

де e₃ – відстань від осі балки до осі нижньої частини колони.

Рис. 9.49. Схема прикладання сил D_max i D_min

Б. Горизонтальні кранові навантаження.

Горизонтальне кранове навантаження від поздовжнього гальмування кранового моста (вздовж підкранових балок)

T = 0,1 _fm F_{k, max} n_гальм. ,

де n_гальм. – кількість гальмівних коліс (половина з кожної сторони крана).

Горизонтальне кранове навантаження від гальмування візка з вантажем вздовж моста крана (в площині рами). Передається на балку всіма колесами з однієї сторони крана.

Характеристичне значення горизонтального тиску одного колеса:

- для кранів з гнучким підвішуванням вантажів (всіма колесами з однієї сторони крана передається 5 % ваги візка з вантажем)

,

де Q – вантажопідйомність крана; G_в – вага візка; n_o – кількість коліс з однієї сторони крана;

- для кранів з жорстким підвішуванням (10%)

.

Гранична розрахункова горизонтальна сила Т, яка передається підкрановими балками на колону від сил , визначається при тому ж положенні кранів, що й для вертикального навантаження:

T = _fm .

Ця сила прикладається до рами на рівні верху підкранових балок (тобто передається гальмівними балками, рис.9.50).

Рис. 9.50. Прикладання кранових горизонтальних сил до рами

Сила Т може діяти на будь-яку з двох колон в будь-якому напрямку. В результаті від впливу кранів необхідно розглянути шість схем навантажень (рис.9.51).