1.3. Связи между кoлоннами.

Система связей между колоннами обеспечивает во время эксплуатации и монтажа геометрическую неизменяемость каркаса и его несущую способность в продольном направлении, а также устойчивость колонн из плоскости поперечной рамы.

При небольшой длине здания /температурного блока/ вертикальные связи устанавливают ближе к середине блока ВС-5 (рис.1.3) [Прил.А].

Наиболее простая схема вертикальных связей — крестовая, применяемая при шаге колонн до 12м. При большой высоте колонн /более 10м/ выполняют два яруса крестов (рис.1.3).

По торцам здания крайние колонны иногда соединяют между собой связями, установленными в верхней части колонны (рис.1.3). Эти торцовые связи также делают в виде крестов, что целесообразно с точки зрения монтажных условий.

Рис.1.3. Схема вертикальных связей.

1.4. Связи по покрытию.

Связи между фермами, создавая общую пространственную жёсткость каркаса, обеспечивают: устойчивость сжатых элементов ригеля из плоскости ферм, перераспределение местных нагрузок/например, крановых /, приложенных к одной из рам на соседние рамы, удобство монтажа, заданную геометрию каркасов, восприятие и передачу на колонны некоторых нагрузок.

Система связей покрытия состоит из горизонтальных и вертикальных связей. Горизонтальные связи располагаются в плоскостях нижнего и верхнего поясов ферм и состоят продольных и поперечных (рис.1.4а,б).

Поперечные связи по верхним поясам ферм располагают в торцах цеха для закрепления прогонов от продольных смещений, при этом они совместно с поперечными горизонтальными связями по нижним поясам ферм и вертикальными связями обеспечивают пространственную жёсткость покрытия.

В однопролётных зданиях большой высоты /Н18 м/,в зданиях с мостовыми кранами грузоподъёмностью Q10т, с кранами режима работы 6К и выше, при любой грузоподъёмности обязательна система связей по нижним поясам ферм.

Поперечные связи закрепляют продольные. В плоскости нижних поясов также устанавливаются поперечные связи, расположенные в тех же панелях, что и поперечные связи по верхним поясам ферм. Для сокращения свободной длины растянутой части нижнего пояса в некоторых случаях предусматривают растяжки, закрепляющие нижний пояс в боковом направлении (рис.1.4б).

Вертикальные связи между фермами располагают в плоскости вертикальных стоек стропильных ферм. Обычно устраиваются одна—две вертикальные связи по ширине пролёта, они обеспечивают предварительное взаимное раскрепление стропильных ферм в процессе монтажа (рис.1.4в).

Вертикальные связи вместе с поперечными связевыми фермами по верхним и нижним поясам обеспечивают создание жестких пространственных блоков у торцов здания. К этим блокам распорками и растяжками привязывают промежуточные фермы.

Варианты схем связей по покрытию приведены на рис.1.5.

Рис.1.4. Схемы связей по покрытию:

а—связи по верхним поясам;

б—связи по нижним поясам;

в—вертикальные связи.

Рис.1.5. Варианты схем связей:

а—связи по верхним поясам;

б—связи по нижним поясам;

в—вертикальные связи.

2.Подкрановые конструкции.

2.1. Конструктивные решения и нагрузки.

Подкрановые конструкции воспринимают воздействия от различного подъёмно-транспортного оборудования и состоят из подкрановых балок и тормозных конструкций (балок или ферм). Подкрановые балки проектируют сплошными двутаврового сечения при пролётах до 12м. Тормозная балка состоит из швеллера и листа, усиленного ребрами жёсткости и приваренного к верхнему поясу подкрановой балки.

Расчётные нагрузки на подкрановые конструкции определяются от двух сближенных кранов наибольшей грузоподъемности, за исключением тех случаев, когда заданием на проектирование предусмотрен один кран.

Расчётное вертикальное давление колеса крана:

, (2.1)

где Fⁿ_max — максимальное нормативное давление катка крана, принимаемое по [Прил.В,табл.1].

Расчётная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана от торможения тележки с грузом /режим работы К-6К/:

, (2.2)

где  - коэффициент сочетаний, равный 0,85 при двух кранах с режимом работы 1К-6К; 0,95 — при двух кранах с режимом работы 7К,8К; при учете четырех кранов нагрузки от них необходимо умножать на коэффициент сочетаний  =0,7 – для групп режимов работы кранов 1К-6К и  =0,8 - для групп режимов работы кранов 7К,8К [Прил.Б]; _fm =1,1 - коэффициент надёжности по крановой нагрузке [Прил.Б,табл.2]; k_d - коэффициент динамичности, равный 1,2 при шаге колонн не более 12м, для группы режима работы мостовых кранов 8К; 1,1 - для группы режимов работы мостовых кранов 6К и 7К, а также для всех групп режимов работы подвесных кранов; k_d =1,1 - для горизонтальных нагрузок от мостовых кранов группы режима работы 8К, в остальных случаях k_d=1,0 [4; п.4.9];

К - коэффициент, равный 0,05 для кранов с гибким подвесом груза и 0,1 - с жёстким [2;п.4.4];

Q, G_т -соответственно грузоподъёмность крана и вес тележки [Прил.В; табл.2];

n -количество катков на одной стороне крана[Прил.В; табл.2].

Расчётное поперечное горизонтальное давление от катка, вызываемое распорным воздействием крана /только при режиме работы 7К, 8К/:

(2.3)

При этом нагрузку по формуле (2.2)не учитывают.

Для определения максимального момента на балке устанавливают такой участок двух кранов, когда на ней оказывается максимальное число колёс, и определяют положение равнодействующей всех грузов, находящихся в данный момент на балке. Расстояние от первого колеса до равнодействующей R

, (2.4)

где Х₁ - расстояние от первого колеса до второго (рис.2.1б);

Х₂ - расстояние от первого колеса до третьего;

Х_n - расстояние от первого колеса до последнего, находящегося в данный момент на балке;

F - сумма всех сил, находящихся на балке.

По правилу Винклера: наибольший изгибающий момент М_мах в разрезной балке от системы сил /максимальное количество колёс от двух сближенных кранов/ будет в том случае, если равнодействующая всех сил, находящихся на балке, и ближайшая к ней сила равноудалены от середины балки, при этом М_мах находится под критической силой F_cr , ближайшей к середине балки (рис.2.1б).

Правильность установки колёс крана проверяется по неравенствам:

, (2.5)

где R₁ - равнодействующая грузов, расположенных слева от рассматриваемого сечения на участке a балки пролётом l;

F_cr - величина критического груза;

F - сумма давлений всех подвижных грузов, расположенных на балке.

Наибольшая поперечная сила Q_мах в разрезной балке будет в том случае, если одна из сил расположена над опорой, а в пролёте расположено наибольшее количество сил как можно ближе к опоре (рис.2.1в). Расчётный изгибающий момент и поперечная сила с учётом веса подкрановой балки и тормозной конструкции:

(2.6)

, (2.7)

где _м и _Q -коэффициенты, учитывающие собственный вес конструкции [Прил.Е, табл.1].

Максимальный изгибающий момент и соответствующая поперечная сила по линиям влияния (рис.2.1б):

(2.8)

, (2.9)

где y_i – по рис.2.1б.

Максимальная поперечная сила на опоре (рис.2.1в):

, (2.10)

где y_i – по рис.2.1в.

Расчётный изгибающий момент и перерезывающая сила от торможения:

(2.11)

(2.12)

Рис.2.1. Схема установки кранового поезда для определения усилий в балке:

а — схема кранового поезда;

б — установка крана для определения М_мах и Q_c;

в — установка крана для определения Q_max.