1. Исходные данные Вариант 532

• Назначение здания – остывочное отделение прокатного цеха

• Пролет здания – 30 м

• Длина здания – 120 м

• Характеристика теплового режима в здании – не отапливаемое

• Фонарная надстройка – отсутствует

• Класс бетона фундамента – В 10

• Район строительства – г. Красноярск

• Снеговая нагрузка:

  • район – IV

  • вес снегового покрова = 2,4 КПа

• Ветровая нагрузка:

  • район – III;

  • средняя скорость ветра в зимний период – 3 м/сек;

  • нормативная величина скоростного напора – 0,38 кПа

• Расчетная температура – - 40 ⁰С

• Тип крана – мостовой электрический общего назначения

• Количество кранов – 2; 1

• Грузоподъемность крана – 50/10, 100/20

• Режим работы крана – средний, легкий

• Отметка уровня головки подкранового рельса – 16,200 м

Весовые характеристики конструкции покрытия

	Нормаивное КН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетное КН/м2
Рулонная кровля	0,1	1,3	0,13
Асфальтовая стяжка ρ=16…18 КН/м3 g=0,02м; 0,02*16,5=0,33	0,33	1,3	0,43
Сборные ж.б. плиты покрытий размером 0,3*3,0*12,0 м	2,05	1,1	2,255
Собственная маса стропильных ферм g=0,009; к=1,2; длина=30м 30*0,009*1,2=0,324	0,324	1,05	0,3402

Итого вес покрытия: 3,1552 КН/м²

2. Компановка конструктивной схемы стального каркаса одноэтажного производственного здания

1. Компоновка поперечной рамы

Высота сечения верхней части колонны В_в = 700 мм.

Высота сечения нижней части колонны:

В_н = В_В + В₁ + С

где В₁ – размер части кранового моста, выступающей за ось рельса;

С = 400 мм

В_н = 700 + 400 + 400 = 1500 мм

Отметку низа фермы находим по следующей формуле:

Н_НФ = УГР + Н_К + f

где Н_К = 4000 мм

200 < f < 400

Н_НФ = 16200 + 4000 + 400 = 20600

Принимаем Н_НФ кратно 600, следовательно, Н_НФ = 21000 мм

Отметка консоли:

Н_кон = УГР – h_б

где h_б – высота подкрановой балки;

Н_кон = 16200 – 1600 = 14600 мм

Затем устанавливаем размеры верхней части колонны:

Н_В = Н_НФ - Н_к

Н_В = 21000-14600 = 6400 мм

Размер нижней части колонны:

Н_Н = Н_кон + 600

Н_Н = 14600+600 = 15200 мм

Проверка:

Н_В + Н_Н = Н_НФ + 600 = Н

где Н – полная высота колонны

6400+15200 = 21000 + 600 = 21600

Отметка парапета:

Н_конька = Н_НФ + 4200

где Н_Ф – высота фермы

Н_конька = 21000+4200 = 25200 мм

Схема поперечной рамы промышленного здания

Рис. 1.

3. Расчет поперечной рамы каркаса производственного здания

1. Расчетная схема рамы (рис. 1.)

Схема загружения рамы постоянной нагрузкой приведена на рис. 2.

Рис.2. Схема постоянной нагрузки

2. Нагрузки, действующие на раму

   1. Постоянная нагрузка

Равномерно – распределенная нагрузка от веса покрытия, приложенная к ригелю рамы:

q_ш = q_{кр ·} b;

где q_кр – расчетная нагрузка на 1 м² покрытия, кН/м²;

b – шаг рам, м.

q_ш = 3,165 · 12 = 37,92 кН/м

2. Снеговая нагрузка

Равномерно – распределенная нагрузка расчетная снеговая нагрузка, приложенная к ригелю рамы:

S = S₀·μ ·b;

где S₀ – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, кН/м²;

μ – коэффициент перехода от массы снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, μ = 1;

b – шаг рам, м.

S = 2,4·1·12 = 28,8 кН/м

3. Ветровая нагрузка

Распределенная расчетная ветровая нагрузка, приложенная к стойке рамы:

W = γ_f · W₀· k · c · b;

где γ_f – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, γ_f = 1,4;

W₀ – нормативное значение ветрового давления, кН/м²;

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;

с – аэродинамический коэффициент, с = 0,8 – с наветренной стороны и 0,6 – с подветренной стороны;

b – шаг рам, м.

Принимаем k = 1

W = 0,38 · 1,4 · 0,8 · 12 · 1,1 = 5,64

W' = 0,38 · 1,4 · 0,6 · 12 · 1,1 = 4,2

Расчетная схема при действующей ветровой нагрузке показана на рис. 3.

Рис. 3. Схема ветровой нагрузки

Эквивалентные линейные нагрузки:

q_Э = q_в10· α;

где q_в10 – расчетная ветровая нагрузка на высоте 10 м;

α – коэффициент (α = 1,1 при Н = 15 – 20 м)

q_Э = 5,64 · 1,23 = 6,94 кН/м;

q_Э' = 4,2 · 1,23 = 5,2 кН/м;

Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки:

F_В = q_Э (3,15 + 0,6) = q_Э · 4,2

F_В = 4,2 · 6,94 = 29,148 кН/м;

F_В' = 4,2 · 5,2 = 21,84 кН/м.