3. Балки покрытия одноэтажных промышленных зданий: основные принципы расчета (железобетонный каркас).

Балки покрытия

Экзаменационный билет № 5

1. Состав металлического каркаса и его конструктивные схемы.

При проектировании каркасов производственных зданий несущая способность поперек здания задаётся с помощью поперечных рам, а вдоль здания – посредством продольных элементов каркаса, кровельными и стеновыми панелями.

Структура каркаса состоит из колонн или стоек рамы, а также ригелей в форме ферм или сплошностенчатых сечений. К продольным деталям каркаса относятся подкрановые конструкции, подстропильные фермы, связи между колоннами и фермами, кровельные прогоны, а также рёбра стальных кровельных панелей.

Обязательными также в каркасе конструкции являются торцевые или продольные фахверки, площадки, лестницы и другие элементы здания. Схемы каркасов, в зависимости от их конструктивного решения, разделяют на много разновидностей. К примеру, для каркасов с одинаковыми шагами колонн по всем линиям используется одна из самых простых схем. Схема включает в себя поперечные рамы, которые являются опорой для подкрановых конструкций, а также панели покрытия или прогоны. Подобного рода проектирование гарантирует выполнение всех эксплуатационных требований во множестве машиностроительных цехов, которые предусмотрели расположение оборудования с учётом шагов колонн по внутренним рядам.

Подстропильные фермы, выступающие опорой для ригелей рам, монтируют в тех цехах, где по средним рядам шаг колонн больше, чем в крайнем ряду. Если краны обладают большой грузоподъёмностью и большим расстоянием, тогда между колоннами рационально совмещать функции, которые выполняют подстропильные фермы и подкрановые конструкции. Также рекомендуется оговорить и рассчитать по среднему ряду подкраново-подстропильную ферму, на верхний пояс которой будет опираться кровля, а на нижний – краны.

2. Сплошные подкрановые балки: определение расчетных усилий.

Сплошные подкрановые балки: определение расчетных усилий, компоновка сечения, проверка прочности и выносливости, особенности конструирования

Нагрузка от кранов является подвижной, поэтому для определения изгибающих моментов Мmax и поперечных сил Qmах необходимо краны располагать в определенном положении. В разрезных подкрановых балках для вычисления наибольшего момента Мmax крановую нагрузку необходимо располагать так, чтобы середина балки была (по правилу Винклера) между равнодействующей усилий на балке и ближайшей силой от действия колеса крана, рисунок 10.6, а, в.

Наибольшую поперечную силу Qmах в разрезной балке определяют при расположении одной силы непосредственно на опоре, а остальных вблизи к этой же опоре, рисунок 10.6, б, г.

Расчетные значения изгибающего момента и поперечных сил от действия вертикальных усилий с учетом влияния собственного веса подкрановых конструкций и возможной временной нагрузки на тормозной балке определяют по формулам

, ,

где = 1,03 – при пролете балок 6 м; 1,05 – при пролете 12 м.

Расчетный изгибающий момент Мт и поперечную силу Qт от действия горизонтальной нагрузки вычисляют при том же расположении крановой нагрузки, что и для Мmax и Qmах, поэтому Мт и Qт можно определить из соотношения горизонтальных Тn и вертикальных Fn сил от одного колеса крана заданной грузоподъемности

, .

По расчетным значениям М и Q рассчитывают балку по прочности; затем подобранное сечение проверяют на прогиб, общую и местную устойчивость, а также в необходимых случаях и на выносливость и выполняют расчет опорного ребра и соединений поясов со стенкой.

а, б – балки пролетом 12 м

в, г – балки пролетом 6 м

Рисунок 10.6 – Схемы для определения М_max и Q_mах

Рисунок 10.7 – Типы сечений сплошных подкрановых балок