Особенности расчета поперечных рам

Расчетные нагрузки

Поперечные рамы промышленных зданий рассчитываются на следующие нагрузки:

  1. собственный вес кровли и конструкций покрытия;
  2. вес снега;
  3. вес стен (при оттирании стен на каркас);
  4. вертикальное давление от кранов;
  5. давление ветра на стены и фонари здания.

Первые четыре вида нагрузок относятся к основным воздействиям, ветровая нагрузка является дополнительным воздействием.


Нагрузки на поперечную раму

Нагрузки на поперечную раму


Собственный вес кровли и конструкций покрытия вместе со снегом передается на колонну в виде опорного давления фермы Рф, которое приложено к верхней части колонны с эксцентриситетом. Кроме того, на верхнюю часть колонны также эксцентрично опирается часть стены, нагрузка от которой передается через элементы стенового каркаса в виде отдельных сосредоточенных сил Рс.


Линия влияния давления кранов на колонну

Линия влияния давления кранов на колонну


Расчетное вертикальное давление кранов на одну колонну определяется загружением соответствующей линии влияния нагрузкой от давлений колес крана Р, принимаемых по стандартам на краны. Как уже указывалось выше, расчет обычно ведется на два крана; при этом определяют максимальное и минимальное давления на колонну

Формула (4.IX)

где n = 1,3 — коэффициент перегрузки крановых нагрузок;

Рмакс — максимальное давление на колесо крана (по ГОСТ);

Pмин — минимальное давление на колесо крана, определяемое по формуле

Формула (5.IX)

Q — грузоподъемность крана;

G — полный вес крана с тележкой;

nк — полное число колес крана;

у — ординаты линии влияния.

Для определения воздействия поперечного торможения кранов на раму сперва вычисляют силу, приложенную к каждому колесу крана:

Формула (6.IX)

где g — вес тележки крана;

n1 — число колес каждого крана на одной стороне.

Суммарное воздействие сил торможения на раму определяется так же, как и для вертикального давления и по той же линии влияния:

Формула (7.IX)

Сила поперечного торможения Т передается только на одну из колонн рамы.

Продольная тормозная сила, передающаяся на вертикальные связи между колоннами, определяется по формуле

Формула (8.IX)

где nт — число тормозных колес на одной балке (обычно равное половине общего числа колес на балке).

Ветровая нагрузка принимается в соответствии со СНиП (П-Б.1, § 4); причем предполагается, что она действует как равномерно распределенная нагрузка

Формула (9.IX)

где q0 — скоростной напор, по СНиП;

k — аэродинамический коэффициент;

b — шаг рам;

n = 1,2 — коэффициент перегрузки.

Ветровую нагрузку, действующую на фонарь и на часть стены в пределах высоты ригеля, передают на раму в виде сосредоточенной силы Рв, приложенной на уровне нижнего пояса ригеля. Эта сила равна Рв = kq0nbhʹ.

Для предварительного определения собственного веса стальных конструкций можно пользоваться приближенными приведенными в таблице данными, которые характеризуют распределение металла между отдельными элементами стального каркаса промышленных зданий.

Ориентировочные веса элементов стального каркаса промышленных зданий в кг на 1 м2 здания

Элементы стального каркаса Группа цехов
легкие средней мощности тяжелые
Покрытие:      
стропильные фермы 16-25 18-30 20-40
подстропильные фермы 0-6 4-7 8-20
прогоны 10-12 12-18 12-16
фонари 0-10 8-12 8-12
связи 3-4 3-5 8-15
Итого 30-40 45-70 50-80
Колонны со связями и площадками 10-18 18-40 70-120
Подкрановые балки с тормозными балками и ремонтными площадками 0-14 14-40 50-150
Стеновой каркас 0-3 5-14 12-20
Прочее 0-10 3-12
Всего 35-80 75-170 200-400

Для получения погонного веса элемента надо умножить табличные данные (в кг/м2) на соответствующий этому элементу шаг (кроме связей и элементов стенового каркаса).

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Особенности статического расчета рам

Поперечные рамы промышленных зданий рассчитываются как плоские статически неопределимые системы и их расчет бывает достаточно трудоемок. Поэтому при расчете рам обычно вводят ряд допущений, которые упрощают расчет, не влияя сильно на конечные результаты. Основные упрощения сводятся к следующему1. При расчете рамы на все нагрузки, кроме вертикальных, приложенных к ригелю рамы, ригель принимается бесконечно жестким. Это…