1. Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок

Шаг колонн в продольном направлении, м ………………6,00

Число пролётов в продольном направлении ……………..6

Число пролётов в поперечном направлении ……………..3

Высота до низа стропильной конструкции, м ……………10,8

Тип ригеля и пролёт ………………………………………..ФБ-18

Грузоподъёмность мостовых кранов, тс………….……….10

Тип конструкции кровли …………………………………...4

Тип и толщина стеновых панелей …………………………ПСП-300

Район строительства ………………………………………..Самара

Тип местности ………………………………………………А

Класс сооружения ………………………………………….КС-3

Компоновку поперечной рамы производим в соответствии с требованиями типизации конструктивных схем одноэтажных промышленных зданий.

Находим высоту надкрановой части колонн, принимая высоту подкрановой балки 0,8 м, а крановые пути 0,15 м с учётом минимального габарита приложения крана к стропильной конструкции 0,1 м и высоты моста крана грузоподъёмностью 10 т 1,9 м:

1,9+0,8+0,15+0,1=2,95 м

С учётом унификации размеров колонн серии 1.424.1 назначаем 3,3м.

Высоту подкрановой части колонн определяем по заданной высоте до низа стропильной конструкции 10,8м и отметки обреза фундамента – 0,150 м при 3,3 м: 10,8-3,30+150=7,65 м.

Расстояние от верха колонны до уровня головки подкранового рельса соответственно будет равно 3,3-0,8-0,15=2,35 м.

Для назначения размеров сечений колонн по условию предельной гибкости вычислим их расчётные длины в соответствии с требованиями.

Таблица 1. Расчётные длины колонн ( ).

Часть колонны	При расчёте в плоскости поперечной рамы		В перпендикуляр-ном направлении
	При учете нагрузок от крана	Без учета нагрузок от крана
Подкрановая Н1=7,65 м	1,5Н1=11,475 м	1,2*(7,65+3,3) =13,14 м	0,8*Н1=0,8*7,65= 6,12 м
Надкрановая Н2=3,3м	2Н2=2*3,3= 9,9м	2,5Н2=2,5*3,3= 8,25м	1,5Н2=1,5*3,3 =4,95м

Размеры сечений внецентренно сжатых колонн должны приниматься такими, чтобы их гибкость ( ) в любом направлении, как правило, не превышала 120 (35). Следовательно, по условию максимальной гибкости высота сечения подкрановой части колонн должна быть не менее м, а надкрановой - м. С учётом унификации для мостовых кранов грузоподъёмностью 16 т принимаем поперечные сечения колонн в надкрановой части 400х600 мм. в подкрановой части для крайних колонн назначаем сечение 400х900 мм, а для средней – 400х800 мм. в этом случае удовлетворяются требования по гибкости и рекомендации по назначению высоты сечения подкрановой части колонны в пределах м.

В соответствии с таблицей габаритов колонн и назначенными размерами поперечных сечений принимаем для колонн крайнего ряда по оси А номер типа опалубки 4, а для колонн среднего ряда Б – 9.

Стропильную конструкцию по заданию принимаем в виде безраскосной фермы ФБ-18 из тяжёлого бетона. Назначаем марку фермы ФБ-18 с номером типа опалубочной формы 1 с максимальной высотой в середине пролёта 3,0 м (объём бетона 2,16 м³).

Назначаем тип плит покрытия размером 3х12 м (номер типа опалубочной формы 4, высота ребра 455 мм, приведённая толщина с учётом заливки швов бетоном 89,7).

Толщина кровли (по заданию тип 4) составляет 100 мм.

По заданию проектируем наружные стены из сборных навесных панелей. Принимаем панели из ячеистого бетона марки по плотности D800 толщиной 240 мм. размеры остекления назначаем с учётом грузоподъёмности мостовых кранов.

Определяем постоянные и временные нагрузки на поперечную раму.

Постоянные нагрузки. Распределённые по поверхности нагрузки от веса конструкции покрытия заданного типа приведены в таблице 2.

Таблица 2. Постоянные нагрузки на 1 м² покрытия.

Элемент покрытия	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка, кН/м2
Кровля:
Слой гравия, втопленного в битум	0,16	1,3	0,208
Гидроизоляционный ковер	0,12	1,3	0,156
Асфальтная стяжка ( мм, кН/м3)	0,36	1,3	0,468
Мин.ват.плиты ( мм, кН/м3)	0,16	1,3	0,208
Обмазочная пароизоляция	0,05	1,3	0,065
Ребристые плиты покрытия размером 3х12 м с учётом заливки швов ( мм, кН/м3)	1,637	1,1	2,4667
Решетчатая балка( м3, пролёт 18 м, шаг колонн 12 м) кН/м2.	0,717	1,1	0,7887
Итого:			3,6947

С учётом коэффициента надёжности по назначению здания (класс сооружения КС-3) и шага колонн в продольном направлении 6 м, расчётная постоянная нагрузка на 1 м ригеля рамы будет равна: 3,6947*6*1,1=24,385 кН/м.

Нормативная нагрузка от стеновых панелей из ячеистого бетона марки D800 при толщине 300 мм составит кН/м³, где кН/м³ – плотность ячеистого бетона.

Нормативная нагрузка от 1 м² остекления равна 0,5 кН/м².

Расчётные нагрузки от стен и остекления оконных переплётов:

На участке между отметками 10,20 и 12,6:

кН;

На участке между отметками 6,12 и 7,2:

(2,4*6,0*2,97+1,2*7,2*0,5)1,1*1,1=42,768 кН;

На участке между отметками 0,0 и 6,12:

(1,2*6*2,97+6,12*12*0,5)1,1*1,1=41,845 кН;

Расчётные нагрузки от собственного веса колонн.

Колонна по оси А:

• подкрановая часть с консолью:

(0,6*7,65+0,45*0,45+0,5*0,45*0,45)*0,4*25*1,1*1,1=59,214 кН;

• надкрановая часть:

0,4*0,45*3,3*25*1,1*1,1=17,968 кН;

• итого:

59,214+17,968=77,182 кН;

колонна по оси Б:

• подкрановая часть с консолями:

(0,6*7,65+2*0,6*0,75+0,75*0,75)0,4*25*1,1*1,1=73,23 кН;

• надкрановая часть

23,958кН;

• итого:

73,23+23,958=97,2 кН

Расчётная нагрузка от собственного веса подкрановых балок и кранового пути (1,5 кН/м) будет равна:

кН

Временные нагрузки. Снеговая нагрузка для расчёта поперечной рамы принимается равномерно распределённой во всех пролётах здания. Для заданного района строительства ( г. Самара) нормативное значение снегового покрова:

*1*1*1*2,4=2,4 кПа

Соответственное полное нормативное значение снеговой нагрузки:

2,4*1,4=2,8 кПа

-коэффициент надёжности для снеговой нагрузки.

При этом длительная составляющая будет равна 0,5*2,8=1,4 кН/м²

Тогда расчётная нагрузка от снега на 1 м ригеля рамы с учётом класса ответственности здания будет равна:

2,8*6*1,1=18,48 кН/м.

Длительно действующая часть снеговой нагрузки составит:

1,4*6*1,1=9,24 кН/м.

Крановые нагрузки. Находим габариты и нагрузки от мостовых кранов грузоподъёмностью 10 т (98,1 кН): ширина крана 5,4 м; база крана 4,4м; нормативное максимальное давление колеса крана на подкрановый рельс 85 кН; масса тележки 2,4т; общая масса крана 13 т.

Нормативное минимальное давление одного колеса крана на подкрановый рельс (при 4 колёсах):

0,5(98,1+13*9,81)-85=27,815 кН.

Нормативная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана, направленная поперёк кранового пути и вызываемая торможением тележки, при гибком подвесе груза будет равна:

0,5*0,05(9,81+2,4*9,81)=3,04 кН.

Расчётные крановые нагрузки вычислим с учётом коэффициента надёжности по нагрузке .

Определим расчётные нагрузки от двух сближенных кранов по линии влияния без учёта коэффициента сочетания :

Максимальное давление на колонну :

85*1,2*2,124*1,1=238,31 кН,

где 0,259+1+0,8+0,065=2,124 - сумма ординат линии влияния;

минимальное давление на колонну:

27,81*1,2*2,124*1,1=77,823 кН;

тормозная поперечная нагрузка на колонку:

3,04*1,2*2,124*1,1=8,523 кН.

Ветровая нагрузка. Самара расположена во II ветровом районе по скоростным напорам ветра. Нормативное значение ветрового давления равно 38кПа.

Согласно 11.1.5 [12] эквивалентная высота 14,2 м, где - высота здания. Коэффициент , учитывающий изменение ветрового давления с учетом эквивалентной высоты вычисляем по формуле:

Определяем нормативные значения средней составляющей ветровой нагрузки .

• Для наветренной стены 0,5*0,476*0,8=0,1904

• Для подветренной стены 0,5*0,476*0,5=0,119

Находим коэффициент пульсации давления ветра:

По таблице 11.6 [12] определяем коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления 0,7236 ( при высоте здания h=14,2м и длине здания равной призвелению шага колонн в продольном направлении на число пролетов в продольном направлении по заданию: 6 6=36 м).

Вычислим нормативные значения пульсационной составляющей ветровой нагрузки :

• Для наветренной стены 0,1904*1,63*0,723=0,224

• Для подветренной стены 0,119*1,63*0,723=0,1402

С учетом коэффициента надежности по нагрузке , шага колонн 6 м и с учетом коэффициента надежности по назначению здания получим следующие значения расчетных ветровых нагрузок:

• Равномерно-распределенная нагрузка на колонну рамы с наветренной стороны: 4,749 кН/м

• То же, с подветренной стороны:

• 2968 кН/м

• Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка от давления ветра на ограждающие конструкции выше отметки 10,8:

• 26,24 кН