2. Компоновка конструктивной схемы каркаса машзала

2.1. Размещение колонн в плане

На первом этапе работы над проектом необходимо выполнить размещение колонн в плане.

Общие размеры машзала: длина здания, пролет, а также шаг колонн указаны в задании на проектирование.

Размещение колонн в плане это привязка их относительно разбивочных осей, т.е. указание их положения относительно продольных и поперечных разбивочных осей.

Привязка может быть продольной и поперечной в зависимости от того, к какой оси она осуществляется. Поперечная привязка колонн машзала – нулевая, т.е. разбивочная ось проходит по наружной грани колонны. Продольная привязка – осевая, т.е. геометрическая ось сечения колонны совмещена с поперечной осью.

Продольная привязка колонн у торцов здания смещена с разбивочных осей на 500 мм внутрь здания. Это делают, для того чтобы использовать типовые стеновые панели и избежать применения доборных (дополнительных) элементов стенового ограждения. Таким образом, расстояние между осями торцевой и второй от торцов рам меньше величины установленного шага на 500 мм.

Длина машзала, указанная в задании на проектирование, значительно меньше допускаемой длины температурного отсека. Поэтому нет необходимости в размещении температурных швов.

В качестве примера на рис. 2.1 изображен план машинного зала (в осях А–Б) пролетом 42 м, длиной 132 м, с шагом колонн 12 м

Рис. 2.1. План машинного зала

В торцах машзала обязательно устанавливают стойки и ригели торцевого фахверка, служащего для поддержания стенового ограждения и восприятия ветровой нагрузки. На рис. 2.1 шаг стоек торцевого фахверка машзала – 6 м.

2.2. Компоновка поперечной рамы машзала

Прежде чем приступить к компоновке поперечной рамы необходимо задаться очертанием фермы и схемой ее опирания на колонну: – сверху или сбоку (рис. 2.2). В курсовом проекте можно принять любую схему опирания фермы на колонну и любое конструктивное решение фермы, однако для облегчения работы над проектом достаточно принять ферму с параллельными поясами, решетку – треугольную со стойками, а сечения элементов из парных уголков. Схему опирания необходимо знать для определения точки приложения опорной реакции фермы при расчетах по программе «Zal».

а

б

Рис. 2.2. Схема опирания фермы на колонну:

а) сбоку; б) сверху

Схема поперечного разреза машзала показана на рис. 2.3. Заданными являются – пролет зала и – отметка оголовка кранового рельса (размер ). Остальные размеры конструкций следует определить при компоновке в зависимости от пролета машзала и габаритов мостового крана. Габариты мостового крана и высота кранового рельса даны в прил. 1. Там же указана высота подкрановой балки в первом приближении.

Колонны машзала выполняют одноступенчатыми. Прежде чем определить высоту верхней и нижней частей колонны, необходимо определить зазор между низом стропильной фермы и верхом крановой тележки. Этот зазор, установленный по правилам техники безопасности, не позволяет крану задевать за нижние пояса ферм, а также за элементы связей, даже в том случае, если прогиб фермы достигнет предельно допустимой СНиП [3] величины. Размер

где – допускаемый предельный прогиб фермы. При пролетах до 36 м = ; при пролетах свыше 36 м = .

Рис.2.3. Схема поперечного разреза машзала

Фермы с параллельными поясами обычно уже имеют строительный подъем в середине пролета, для того чтобы обеспечить уклон кровли от конька не менее 1,5 – 2% после прогиба фермы. В этом случае размер может быть уменьшен на величину строительного подъема.

Важным размером при компоновке поперечной рамы является отметка низа фермы (в программе « Zal» отметка верха колонны):

Где – высота крана от головки кранового рельса до верха тележки (рис. 2.2), определяемая по прил. 1.

Отметку низа фермы (размер от нулевой отметки) назначают в соответствии с принятым архитектурным решением фасада, а также из условия унификации для обеспечения соизмеримости со стандартными ограждающими конструкциями и остеклением. Обычно размер принимают кратным 0,6 м.

Уточнив размер и приняв его кратным 0,6 м, корректируют вертикальные размеры рамы. Если необходимо увеличить высоту рамы, то целесообразно изменить отметку кранового рельса в большую сторону. При этом увеличивается полезная высота машзала.

Колонны обычно заглубляют ниже нулевой отметки на 0,8 – 1,0 м, однако возможны и другие конструктивные решения. Приняв величину заглубления колонны , определяют высоту верхней и нижней ее частей

Высота верхней части колонны равна сумме высот мостового крана, кранового рельса и подкрановой балки.

где – высота кранового рельса (см. прил. 1)

– высота подкрановой балки (см. прил. 1)

Высота нижней части колонны равна

где – уточненная отметка низа фермы, кратная 0,6 м.

Для выполнения расчетов по программе «Zal» необходимо определить отметку уступа колонны

или

а также отметку верха парапета

где – высота фермы;

– высота парапета. Можно принять .

Высоту фермы следует принимать равной 3,15 м при пролетах машзала 36 м и менее. При пролетах более 36 м высоту фермы следует принимать равной 3,5÷3,7 м, но не более 3,85 м, т.к большая высота фермы усложняет ее перевозку.

Верхнюю часть колонны проектируют в виде симметричного двутавра (сварного или прокатного). Ширину верхней части колонны принимают из условия жесткости не менее – при 6-метровом шаге колонн и не менее – при 12-метровом шаге. Унифицированные размеры – 450 мм или после прогиба фермы – 700 мм.

Нижнюю часть колонны проектируют сквозной из двух ветвей, соединенных между собой решеткой. Ширину нижней части колонны назначают из условий жесткости не менее и кратной 250 мм (т.к. пролет мостовых кранов кратен 500 мм). Следует иметь в виду, что зазор между краном и верхней частью колонны должен быть не менее 75 мм. Возможная ширина нижней части колонны –1250; 1500; 1750 мм и т.д.

Для расчетов в программе «Zal» необходимо задать расстояние от наружной грани колонны до точки приложения опорной реакции фермы – . При опирании колонны сбоку ; при опирании колонны сверху

где – ширина надколонника (см. рис. 2.2).