Нагрузка от мостовых кранов

ПОПЕРЕЧНАЯ РАМА

Компоновка размеров поперечной рамы

Определение вертикальных размеров

h₁ = Ур.Г.К.Р. = 9000мм

h₂ = H_к + 100мм + f = 2300 + 100 + 300 = 2700мм (округляем в большую сторону

кратно 200мм)

где H_к = 2300мм - габаритный размер мостового крана - от головки

кранового рельса до верхней точки тележки крана (таблица 2.12 [1]);

100мм - допуск на изготовление крана;

f = 200...400мм - зазор, который учитывает прогиб фермы и провисание

связей по нижним поясам фермы, в зависимости от пролета;

Опрелеление размера верхней части колонны:

h_в = h₂ + h_р + h_п.б. = 2700 + 200 + 800 = 3700мм

где h_р = 200мм - высота кранового рельса;

h_п.б. = (1/8...1/10) * В = 1/8 * 6000 = 800мм - высота подкрановой балки

Размер от пола до низа фермы покрытия:

h_к = h₁ + h₂= 9000 + 2700 = 11700мм

Определение размера нижней части колонны:

h_н = h_к- h_в = 11700 - 3700 = 8000мм

Общая высота колонны:

H = h_к + h_загл. = 11700 + 1200 = 12900мм

где h_загл. = 1200мм - величина заглубление опорной базы колонны ниже

нулевой отметки;

Определение горизонтальных размеров

Чтобы кран при движении вдоль цеха не задевал колонну, расстояние от оси

подкрановой балки до оси колонны должно быть не менее .

= В_в+ (60...75мм) + В₁ = 1100 + 70 + 260 = 1500 (округляем в большую

сторону кратно 250мм)

где В_в = 1/12 * H = 1/12 * 12900 = 1100мм - ширина сечения колонны по

сортаменту двутавров принимаем профиль с высотой сечения

h = 1100 мм I 100Б2;

(60...75мм) - безопасный зазор;

B₁ = 260мм - консольный свес крана за ось подкрановой балки

(таблица 2.12 [1]);

Определение пролета крана:

L_к = L - 2 * = 36000 - 2 * 1500 = 33000мм

Сбор нагрузок на поперечную раму

Постоянная нагрузка

Определение нагрузки на 1м² покрытия. Расчет выполняется в табличной форме.

№	Наименование		t, мм	Нормативная нагрузка, кН/м²	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м²
	Гравийная защита	-	-	0,3	1,3	0,39
	3-слойный гидроизоляционный ковер	-	-	0,12	1,2	0,144
	Утеплитель-жесткие минераловатные плиты		0,2	0,6	1,2	0,72
	Пароизоляция	-	-	0,04	1,2	0,048
	Стальной профилированный настил	0,15		0,15	1,05	0,158
	Прогоны		-	0,18	1,05	0,189
	Фермы	-	-	0,3	1,02	0,315
	Связи по покрытию	-	-	0,07	1,05	0,074
	Итого

Определение расчетной грузовой нагрузки в среднем узле фермы:

G_р = q_р * B *d/2= 2,04 * 6 *6/2= 36,72 кН

где B = 6м - шаг колонн;

d = 6м;

Определение расчетной грузовой нагрузки в крайнем узле фермы:

G_р = q_р * B *d/4= 2,04 * 6 *6/4= 18,36 кН

где B = 6м - шаг колонн;

d = 6м;

Принимаем 3-хслойные стеновые панели со стальной облицовкой

Определение нагрузки на 1м² колонны рамы. Расчет выполняется в табличной форме.

№	Наименование		t, мм	Нормативная нагрузка, кН/м²	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м²
	Стальной профилированный настил	0,15		0,15	1,05	0,158
	Утеплитель-жесткие минераловатные плиты		0,2	0,6	1,2	0,72
	Пароизоляция	-	-	0,04	1,2	0,048
	Стальной профилированный настил	0,15		0,15	1,05	0,158
	Итого

Распределенная нагрузка на колонну составит:

q_ст = q_р* B = 1,084 * 6 = 6,51 кН/м

где B = 6м - шаг колонн;

M_ст = q_ст * e_x = 6,51 * 0,55 = 3,58 кН/м * м

где e_x =h_k/2 = 1100/2 = 550 мм = 0,55 м

Снеговая нагрузка

Предельное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия:

S_m = _fm * S_o * C = 1,04 * 1,38 * 1 = 1,44кН/м²

где _fm = 1,04 (при Т=60 лет) - коэффициент надежности по предельному значению снеговой нагрузки (пункт 8.11 [2]);

S_o = 1380 Па = 1,38 кПа (г. Мариуполь) - характеристическое значение снеговой нагрузки (Приложение Е [2])

C = * Се * Сalt = 1 * 1 * 1 = 1

где = 1 (при = 0°) - коэффициент перехода от веса снегового покрова на поверхности земли к снеговой нагрузке на покрытие (Приложение Ж [2]);

C_e= 1 - коэффициент, учитывающий режим эксплуатации кровли (пункт 8.9 [2]);

C_alt = 1 (0,114км < 0,5км) - коэффициент географической высоты (пункт 8.10 [2]);

Сбор снеговой грузовой нагрузки в среднем узле фермы:

P_s = S_m * B *d/2= 1,44 * 6 *6/2= 25,92кН

где B = 6м - шаг колонн;

d = 6м;

Сбор снеговой грузовой нагрузки в крайнем узле фермы:

P_s = S_m * B *d/4= 1,44 * 6 *6/4= 12,96кН

где B = 6м - шаг колонн;

d = 6м;

Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка на здания и сооружения должна определяться как сумма

статической и динамической составляющих. Статическая составляющая,

соответствующая установившемуся скоростному напору, должна учитываться во

всех случаях. Так как здание высотой до 200м, то динамическую составляющую

не учитываем.

Статическая составляющая ветра вызывает давление на здание с наветренной стороны (активное давление) и отсос с противоположной (пассивное давление).

Определяем равномерно распределенную нагрузку на колонну от активного

давления:

q_w = _fm * W_o * C * B

где _fm = 1,04 (при Т = 60 лет) - коэффициент надежности по предельному значению ветровой нагрузки (пункт 9.14 [2]);

W_o = 600 Па = 0,6 кПа (г. Мариуполь) - характеристическое значение

ветрового давления (Приложение Е [2]);

B = 6м - шаг колонн;

C = C_aer * C_h * C_alt * C_rel * C_d

где C_aer = 0,8 (для активной стороны) - аэродинамический

коэффициент (Приложение И [2]);

C_h - коэффициент высоты сооружения (пункт 9.9 [2]);

І тип местности: при высоте до 5м = 1,4;

при высоте 9м = 1,72;

при высоте 11,7м = 1,83;

при высоте 15,45м = 1,88;

C_alt = 1 (0,114км < 0,5км) - коэффициент географической

высоты (пункт 9.10 [2]);

C_rel = 1 (при = 0,05) - коэффициент рельефа (пункт 9.11 [2]);

C_dir = 1 - коэффициент направления (пункт 9.12 [2]);

C_d = 1 - коэффициент динамичности (пункт 9.13 [2]);

q_w₁ = 1,04 * 0,6 * (0,8 * 1,4 * 1 * 1 * 1 * 1) * 6 = 4,19 кН/м (при высоте до 5м)

q_w₂ = 1,04 * 0,6 * (0,8 * 1,72 * 1 * 1 * 1 * 1) * 6 = 5,20 кН/м (при высоте 9м)

q_w₃ = 1,04 * 0,6 * (0,8 * 1,83 * 1 * 1 * 1 * 1) * 6 = 5,48 кН/м (при высоте 11,7м)

q_w₄ = 1,04 * 0,6 * (0,8 * 1,88 * 1 * 1 * 1 * 1) * 6 = 5,63 кН/м (при высоте 15,45м)

Определяем равномерно распределенную нагрузку на колонну от пассивного

давления:

q_w ' = q_w *(C_aer'/C_aer)

где C_aer' = 0,6 (для пассивной стороны) - аэродинамический коэффициент

(Приложение И [2]);

C_aer = 0,8 (для активной стороны) - аэродинамический коэффициент

(Приложение И [2]);

q_w1' = 4,19* 0,75 = 3,14 кН/м (при высоте до 5м)

q_w2' = 5,20 * 0,75 = 3,90 кН/м (при высоте 9м)

q_w3' = 5,48 * 0,75 = 4,11 кН/м (при высоте 11,7м)

q_w4' = 5,63 * 0,75 = 4,22 кН/м (при высоте 15,45м)

Расчетная сосредоточенная сила в уровне ригеля от активного давления:

W₁ = 0,5 * (q_w3 + q_w4) * (h_ф + h_кр) = 0,5 * (4,11 + 4,22) * (3,15 + 0,6) = 15,62 кН

где h_ф = 3150мм = 3,15м - высота фермы;

h_кр = 600мм = 0,6м - высота кровли;

Расчетная сосредоточенная сила в уровне ригеля от пассивного давления:

W₁' = W₁ *C_aer'/ C_aer= 15,62* 0,75 = 11,72 кН

Нагрузка от мостовых кранов

а) от вертикального давления на колонну, к которой приближена тележка крана

Расчетное вертикальное давление от кранов на колонну определяется по линиям влияния опорных реакций подкрановых балок.

Наибольшее расчетное давление на колонну:

D_max = * _fm * P_max * k_д* y_i + G_п.к. * w_л.в. = 0,85 * 1,1 * 135 * 1 * 2.0 + 4 *

* 6 = 276.45 кН

где = 0,85 - коэффициент сочетания, зависящий от числа учитываемых

кранов и их режима работы;

_fm = 1,1 - коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок

(пункт 7.9 [2]);

P_max = 135 кН - наибольшее давление колеса крана по стандартам или по

каталогу на краны (таблица 2.12 [1]);

k_д = 1 - коэффициент динамичности;

y_i = y1 + y2 + y3 = 0,17 + 1 + 0,83 = 2,0 - сумма ординат

линии влияния для опорного давления на колонну;

G_п.к. = 4кН/м - вес подкрановой конструкции, который ориентировочно в

зависимости от пролета подкрановой конструкции и при грузоподъемности

крана 5...15 т может быть принят соответственно 2...6 кН/м;

w_л.в =1/2* 2 * B * y₂ = B * 1 = B = 6 м

Наименьшее расчетное давление на колонну:

D_min = * _fm * P_min * k_д * y_i * G_п.к. * w_л.в.= 0,85 * 1,1 * 42.5 * 1 * 2.0 + 4 *

* 6 = 103.48 кН

где Q = 10 т = 100 кН - грузоподъемность крана;

G = 25,5 т ( 2,3 т - тележка; 23,2 т - кран) = 255 кН - полный вес крана

с тележкой (таблица 2.12 [1]);

n_o = 2 - число колес на одной стороне крана;

Подкрановые балки установлены с эксцентриситетом по отношению к оси

колонны, поэтому в колонне от их вертикального давления возникают

сосредоточенные моменты, на которые расчитываются колонны:

M_max = D_max * e = 276,45 *0,95 = 262,63 кН*м

M_min = D_min * e = 103,48 * 0,95 = 98,31 кН*м

0,95 м - расстояние от оси подкрановой

балки до центра сечения подкрановой части колонны;

б) нагрузка от поперечного горизонтального давления тележки:

Нормативная горизонтальная нагрузка, направленная поперек кранового

пути, вызываемая торможением электрической тележки, должна приниматься

для кранов с гибким подвесом груза - 0,05 суммы подъемной силы крана и веса

тележки.

Нормативное значение горизонтальной силы, приходящейся на одно колесо

крана:

где Q = 10 т = 100 кН - грузоподъемность крана;

G_т = 2,3 т = 23 кН - вес тележки (таблица 2.12 [1]);

n_o = 2 - число колес на одной стороне крана;

Расчетное горизонтальное давление на колонну от силы поперечного торможения

тележки крана:

Расчетное горизонтальное давление на колонну от силы поперечного торможения

тележки крана:

T = * _fm * T_k * k_д * y_i = 0,85 * 1,1 * 3,075 * 1 * 2,0 = 5,75 кН

где = 0,85 - коэффициент сочетания, зависящий от числа учитываемых

кранов и их режима работы;

_fm = 1,1 - коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок

(пункт 7.9 [2]);

k_д = 1 - коэффициент динамичности;

y_i = y₁ + y₂ + y₃ = 0,17 + 1 + 0,83 = 2,0 - сумма ординат

линии влияния для опорного давления на колонну;

Вертикальная нагрузка

Нагрузка от торможения тележки