Рис. 2. Линии влияния крана (Fn = 195 кН).

Вертикальная крановая нагрузка при 2-х сближенных кранах у крайней колонны:

Dmax_2 = 0,95∙1,1∙0,85∙465 (1+0,633+0,842+0,475)=1218,46 кН;

Dmin_2 = 0,95∙1,1∙0,85∙105,85 ∙2,95= 277,36 кН.

Вертикальная крановая нагрузка при 4-х сближенных кранах у средней колонны:

Dmax_4 = 2∙( γн∙γf ∙пс∙ Fn,max ∙∑yi)= 2∙(0,95∙1,1∙0,7∙465 ∙2,95)= 2006,87 кН;

Определение горизонтальной силы от мостового крана

Горизонтальная сила от мостового крана, расположенная в плоскости поперечной рамы, возникает из-за перекосов крана, торможения тележки, распирающего воздействия колес при движении по рельсам, расстояние между которыми несколько меньше пролета крана и т. п. Нормативное значение силы передаваемой одним колесом на поперечную раму, для крана с гибким подвесом грузов, определяется по формуле (XIII.2 [1]):

где Q – грузоподъемность крана (т);

n0 – число колес с одной стороны крана;

QТ – масса тележки (т).

Расчетная горизонтальная сила Т, передаваемая подкрановыми балками от двух кранов при поперечном торможении на колонну от силы , определяется по формуле

где γf – коэффициент перегрузки, равный 1,1;

nc – коэффициент сочетания, равный при работе двух мостовых кранов среднего режима работы 0,85;

∑y – сумма ординат линий влияния (рис. 2).

3. Эксцентриситеты приложения нагрузок

-от опорной реакции балки покрытия в надкрановой части колонны:

м;

-от опорной реакции балки покрытия в подкрановой части:

м;

-от вертикального давления мостовых кранов на крайнюю колонну:

м;

-от вертикального давления мостовых кранов на среднюю колонну:

м;

-от стен и остекления в подкрановой части:

м;

3. Статический расчет поперечной рамы

Составление задания на статический расчет поперечной рамы на ЭВМ

Так как при расчете на ЭВМ на расчетной схеме мы задаем не все эксцентриситеты приложения сил, то часть вертикальных сил принимаем как моменты с плечом е0i.

1. Постоянная нагрузка от собственного веса

При расчете на ЭВМ задаем:

– опорные реакции ригеля рамы: на крайних колоннах: FR,кр = 515,3 кН; на средней колонне: FR,ср = 1030,6 кН;

– момент в месте сопряжения ригеля с крайними колоннами:

МП1=FR,кр·е01 =515,3·0,15 =77,3 кН·м;

– момент в уступах крайних колонн задаем от веса стеновых панелей и остекления (89,88 кН), веса подкрановой балки (120,18 кН), надкрановой части колонны (32,13 кН) и опорной реакции ригеля (515,3 кН):

МП2 = –F1 ·е04+Fпб ·е03 – (FR,кр + Fкол,кр)·е02= –89,88·0,92+120,18·0,25 – (515,3+32,13)·0,45 = –44,17 кН·м;

– нагрузка от подкрановых балок прикладывается в уступе: на крайних колоннах: Fпб=120,18 кН; на средней колонне: Fпб_ср=240,36 кН;

Нагрузки от веса стеновых панелей и остекления и колонны учитываем как распределенные соответственно по высоте верхней ((89,88+33,95)/5,7=21,74 кН/м – для крайних; 33,95/5,7=5,95 кН/м – для средних) и нижней части колонны ((111,15+289,2)/12,3=32,6 кН/м – для крайних; 289,2/12,3=23,51 кН/м – для средних) .

2. Снеговая нагрузка

– опорные реакции ригеля рамы: на крайних колоннах: Fкр, сн =277,02 кН; на средней колонне: Fср, сн =554,04 кН;

– момент в месте сопряжения ригеля с крайними колоннами:

Мсн1= Fкр, сн·е01 =277,02·0,15=41,55 кН·м;

– момент в уступах колонн:

Мсн2 = Fкр, сн · е02 = 554,04 ·0,15 =83,11 кН;

3.Вертикальное давление от мостовых кранов

Вертикальная крановая нагрузка от 2-х сближенных кранах:

Мmin на крайнюю колонну:

Мmin=Dmin*е03=277,36∙0,25=69,34 кН∙м

Мmax=Dmax*е03=1218,46∙0,75=913,84 (кН∙м)

Мmax на крайнюю колонну:

Мmin=Dmin*е03=277,36∙0,75=208,02(кН∙м)

Мmax=Dmax*е03=2006,87∙0,25=501,72(кН∙м)

4. Горизонтальная нагрузка от торможения крановой тележки:

Расчетная горизонтальная сила Т, передаваемая подкрановыми балками от двух кранов при поперечном торможении на колонну от силы , определяется по формуле

Т=74,79 (кН)

5. Ветровую нагрузку принимаем линейно распределенной по высоте крайних колонн, сосредоточенную силу от ветровой нагрузки – приложенной в уровне ригеля

На основании полученных значений внешних воздействий производим определение внутренних усилий в элементах поперечной рамы, для следующих загружений:

1. постоянная нагрузка;

2. снеговая нагрузка;

3. вертикальная крановая нагрузка (от двух кранов) на левую колонну крайнего ряда;

4. вертикальная крановая нагрузка (от двух кранов) на колонну среднего ряда;

5. вертикальная крановая, от четырёх кранов, на колонну среднего ряда;

6. тормозная крановая на левую колонну крайнего ряда;

7. то же на колонну среднего ряда;

8. ветровая слева;

9. ветровая справа.

Результаты статического расчёта для элементов поперечной рамы представлены в таблице № 3.

4. Расчёт и конструирование крайней колонны

4.1 Характеристики бетона и арматуры

Для изготовления колонны применяется тяжёлый бетон класса В20, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении. Данный бетон имеет следующие характеристики прочности и деформативности: при коэффициенте условий работы γb2 = 1: Rb = 11,5 МПа; Rbt = 0,90 МПа; Eb = 24·10³ МПа.

В качестве продольной арматуры колонны принимаем арматуру класса А-III, d>10мм, имеющую следующие характеристики Rs = Rsc =365 МПа; Es = 2·105 МПа, поперечную арматуру принимаем класса А-I.

4.2 Расчёт прочности надкрановой части колонны

Размеры прямоугольного сечения: b = 380 мм; h = h2 = 600 мм; для продольной арматуры принимаем а = а' = 40 мм, тогда рабочая высота сечения

h0 = h – а = 600 – 40 = 560 мм.

Рассматриваем сечение 1-0 на уровне верха консоли, в котором действуют три комбинации расчётных усилий, приведённые в таблице. Так как в статическом расчёте рамы-блока по крайним рядам принимались по одной колонне, то для подбора арматуры расчётные усилия остаются те же (табл.№6).

Комбинации усилий для надкрановой части колонны Таблица №6