Природа гололедных нагрузок

Гололедные отложения на конструкциях различного назначения образуются в результате [3]:

· осаждения и замерзания переохлажденных капель воды при наличии тумана, мороси, дождя;

· замерзания мокрого снега;

· сублимации водяного пара.

На образование гололедных отложений на конструкциях, кроме метеорологических условий (температура, влажность, осадки), влияет еще целый ряд факторов:

· высотное положение элементов;

· характерные размеры поперечного сечения элементов: диаметр, ширина, высота;

· скорость и направление ветра;

· характер подстилающей поверхности: степь, водоем, лес, населенный пункт и т.д.

7.2. Нормативное значение линейной гололедной нагрузки для элементов кругового сечения диаметром до 70 мм включ. (проводов, тросов, оттяжек, мачт, вант и др.) i, Н/м, следует определять по формуле

(13)

Нормативное значение поверхностной гололедной нагрузки i’, Па, для других элементов следует определять по формуле

(14)

В формулах (13) и (14):

b — толщина стенки гололеда, мм (превышаемая раз в 5 лет), на элементах кругового сечения диаметром 10 мм, расположенных на высоте 10 м над поверхностью земли, принимаемая по табл. 11, а на высоте 200 м и более — по табл. 12. Для других периодов повторяемости толщину стенки гололеда следует принимать по специальным техническим условиям, утвержденным в установленном порядке;

k — коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда по высоте и принимаемый по табл. 13;

d — диаметр провода, троса, мм;

m₁ — коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда в зависимости от диаметра элементов кругового сечения и определяемый по табл. 14;

m₂ — коэффициент, учитывающий отношение площади поверхности элемента, подверженной обледенению, к полной площади поверхности элемента и принимаемый равным 0, 6;

r — плотность льда, принимаемая равной 0, 9 г/см³;

g — ускорение свободного падения, м/с².

7.3. Коэффициент надежности по нагрузке g_f для гололедной нагрузки следует принимать равным 1, 3, за исключением случаев, оговоренных в других нормативных документах.

Давление ветра на покрытые гололедом элементы следует принимать равным 25 % нормативного значения ветрового давления w ₀, определяемого согласно п. 6.4

1-й вариант - известна толщина стенки b, отложение гололеда на проводе имеет форму кругового цилиндра. Это наиболее распространенный на практике случай, для него объем гололедного отложения равен разности между объемом всего гололедного цилиндра вместе с проводом и объемом провода. Тогда вес гололеда на проводе определится как

, (8.6)

где D - диаметр гололедного отложения вместе с диаметром провода d;

- плотность отложения;

g - ускорение свободного падения;

l - длина провода.

При подстановке соотношения , где - толщина стенки гололеда, выражение (8.6) запишется в виде

, (8.7)

При расчете гололедных нагрузок в качестве параметра принимается максимальная возможная плотность отложений, к которой приводится толщина стенки гололеда. В действующих нормах СНиП [1] эта величина принимается равной = 0, 9 г/см³.

Крановая нагрузка

Производственные здания оснащены грузоподъемным оборудованием – мостовыми или подвесными кранами. Их грузоподъемность достигает 500-600 тонн.

Крановые нагрузки делятся на вертикальные, горизонтальные и продольные.

Определение согласно действующим нормам

Вертикальные нагрузки, передаваемые колесами кранов на балки крано­вого пути, принимают в соответствии с ГОСТами на краны или по данным, указанным в крановых паспортах заводов-изготовителей. При отсутствии таких данных нормативные давления на колесо крана могут быть определе­ны по следующим элементарным формулам:

а) максимальное давление на стороне крана, к которой максимально приближена тележка с грузом:

,

где Q - грузоподъемность крана, G_M - вес моста крана, G_T - вес тележки крана, L_cr - пролет крана, а - минимальное приближение крюка крана к оси кранового рельса, n₀ - число колес на одной стороне крана;

б) минимальное давление на колесо на противоположной стороне крана

(4.3)

Расчетная вертикальная нагрузка, например, на поперечную раму промышленного здания.

При учете нескольких кранов нагрузки от них необходимо умножать на коэффициент сочетаний n_С = 0, 7..0, 95, зависящий от количества и режима работы кранов;

Коэффициент по надежности для крановых нагрузок принимается равным . В СНиП [27] также указываются дополнительные коэффициенты для давлений отдельных колес 1, 1... 1, 6 и динамические коэффициенты 1, 1... 1, 2 (см. подробно ниже).

Ʃ у_i = у₁ + у₂ + у₃ + у₄ – сумма ординат линии влияния.

– вес подкрановых конструкций.

Рисунок 16. Определение вертикального давления на колонну

Горизонтальная сила Т от торможения тележки крана, кН:

Нормативная горизонтальная сила на одно колесо крана, направленная поперёк кранового пути Т_n, кН:

где k = 0, 05 – коэффициент трения при торможении тележки при гибком подвесе груза k = 0, 1 – при жестком подвесе груза;

Q = 300 кН – грузоподъемность крана;

G_T = 120 кН – вес тележки крана [2];

n_K= 2 – число колёс на одной стороне крана.

Нормативное значение горизонтальной нагрузки, направленной вдоль кранового пути и вызываемой ударом крана о тупиковый упор, следует определять в соответствии с указаниями, приведенными в обязательном приложении 2. Эту нагрузку необходимо учитывать только при расчете упоров и их креплений к балкам кранового пути.

Нормативное значение горизонтальной нагрузки F, кН, направленной вдоль кранового пути и вызываемой ударом крана о тупиковый упор, следует определять по формуле

где v — скорость передвижения крана в момент удара, принимаемая равной половине номинальной, м/с;

f — возможная наибольшая осадка буфера, принимаемая равной 0, 1 м для кранов с гибким подвесом груза грузоподъемностью не более 50 т групп режимов работы 1К—7К и 0, 2 м — в остальных случаях;

m — приведенная масса крана, определяемая по формуле