94. Основные положения расчета стального каркаса производственного здания.

Задача проектирования стальных каркасов производстх зд: создании рационсистем каркаса, служащего для перекрытия различных помещений.

К цеха или производств зд -сплошная пространств система, состоящую из отдельных эл-ов. Применение цельного стального каркаса пром. зданий м б оправдано не во всех случаях). правильное обоснование, того или иного матер (по ТП).

Основным фактором определяющим выбор стали или ж/б является:

- производственный режим;

- условия эксплуатации конструкций;

- сроки их возведения;

на выбор матер могут влиять габаритные размеры частей соор, а также эксплуатационные нагрузки и условия транспортирования К.

Устройство стального каркаса оправдано для тяжелых цехов (по условиям режима работы: сталеплавильные, металосборочные и т.д.) большой производительности оборудованных крупногабаритными агрегатами, обслуживаемыми кранами Q=200-350т.

Цехи заводов легкого и от части среднего машиностроения характерны для зданий легкого типа. В таких цехах наряду с цельными ж/б каркасами возможны комбинированные (смешанные в виде ж/б колонн и стальных ферм).

Факторы, влияющие на компоновку каркаса:

1. Технологические условия (влияют на объемно-планировочное решение).

Данные о расположении и габаритах, о рабочих агрегатах.

2. Данные об эксплуатационном решении зд(напр работа агрегатов и влияние на внутренний режим цеха; вопросы, связанные с эксплуатацией сооружения; вопросы, связанные с перспективами развития произв-ва).

3. Условия эксплуатации – расположение К, их схемы и габаритные размеры должны обеспечивать:

а) доступность и удобство обслуживания агрегатов цеха и их ремонта.

б) возможность нормальной эксплуатации кранового оборудования (придать цеху поперечную и продольную жесткость).

в) доступность ремонта и осмотра кранового хозяйства.

г) возможность осуществление требуемых условий аэрации, водоснабжения и т.д.

Основные элементы каркаса и их назначение.

Каркас каждого цеха состоит из плоскостных, обычно рамных, несущих конструкций взаимно связанных между собой.

Конструкция каркаса может быть расчленена на следующие элементы:

1. плоские несущие системы (стойка, ригель)

2. элементы покрытия (шатра), т.е. ферма + фонари + прогоны кровель.

3. связи, часть которых также относятся к покрытию.

4. каркас стен (фахверк).

В процентном отношении:

шахтер + связи – 60% (для легких К) – 20% (для тяжелых)

подкрановые балки – 10% (для легких К)– 40% (тяжелых)

• колоны – 15% (для легких К)– 35% (для тяжелых)

• фахверк + связи (вне шатра) – 15% (для легких К)

– 5% (для тяжелых)

94. Основные положения расчета и конструирования внецентренно сжатых стальных колонн сплошного и сквозного сечений.

Для колонн с постоянным по высоте сечением коэффициенты расчет­ной длины µ принимают в зависимости от способа закрепления колонн в фундаменте.

Сплошные колонны.

Составные сечения компо­нуют из трех листов или листов и сварных а также прокатных двутавров. При компоновке составных сечений необходимо обеспе­чить усл применения авто­матической сварки, а также местную устойчивость полок и стенки.

Проверку устойчивости сплошной внецентренно сжатой колонны в плоскости действия момента М_х выполняют по формуле: ,

где φ - коэфф снижения расчетного сопротивл при внецентренном сжа­тии зависит от условной гибкости стержня λ_Х = λ√(R/Е) и приведенного эксцентриси­тета m_x=mη; m=e_x/p_x=M_xA/NW - относительный эксцентриситет; W - момент сопротивля наиболее сжатого волокна; η - коэффт влияния формы сечения.

При проверке устойчивости следует рассмотреть возможные комби­нации М_х и N и выбрать из них наихудшие.

По значениям m_х и λ_Х определяют коэфф η. Зная величину приведенного эксцен­триситета и условную гибкость получим зна­чение коэффициента ф и по формуле А_тр=N/φRγ А_тр. По требуемой площади А_тр подбирают по сортаменту прокатный двутавр или компонуют се­чение из трех листов.

Назначив толщину стенки, определяют требуемую площадь полки А_п: А_п=(А_тр-t_стh_ст)/2

После проверки подобранного сечения в случае необходимоститпроводят корректи­ровку и повторную проверку.

Высоту швов назначают в завис-ти от толщины полок.

Решетчатые колонны.

Стержень решетчатой колонны состоит из двух ветвей, связанных между собой соединительной решеткой. Решетку обычно устанавлива­ют в двух плоскостях (по граням ветвей). Для колонн крайних рядов чаще применяют несимметричные сечения.Колонны средних рядов проектируют обычно симметричного сечения с ветвями из прокатных профилей ли­бо составного сечения.

Сквозная колонна работает как ферма с парал­лельными поясами; от действующих в колонне расчетных усилий N и М в ее ветвях возникают только продольные усилия. Поперечную силу Q воспринимает решетка.

После определения расчетных усилий в ветвях каждую из них про­веряют на устойчивость в обеих плоскостях как работающую на центральное сжатие.

Относительный эксцентриситет для сквозных сечений определяют по фор­муле m=e∙A/W=M_xAy/NI

где М_х - расчетное значение изгибающего мо­мента при проверке устойчивости; А - площадь сечения стержня (обеих ветвей); I - момент инерции сечения колонны; y - расстояние от центра тяжести сечения до центра тяжести наиболее нагруженной ветви колонны.