§ XVIII.2. Проектирование конструкций

ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ ОДНОЭТАЖНОГО

ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ (ПРИМЕР 2)

1. Общие данные

Здание отапливаемое, двухпролетное с открытым

тоннелем в средней части пролета глубиной 3,3 м

согласно конструктивной схеме рис. XVIII.13. Пролеты здания

24 м, шаг колонн 12 м, длина температурного блока 72 м.

7U7

ф-1

Рис. XVI11.13. Конструктивная схема поперечной рамы

Мостовые • краны среднего режима работы грузоподъ*

емностью 2Q/5 т в каждом пролете. Снеговая нагрузка

по III географическому району, ветровая нагрузка для

I района, местность открытая. Кровля рулонная,

плотность утеплителя 400 кг/м3, толщина 10 см.

2. Компоновка поперечной рамы

В качестве основной несущей конструкции покрытия

выбираем железобетонные фермы с параллельными

поясами пролетом 24 м с предварительно напряженным

нижним растянутым поясом и первым нисходящим

растянутым раскосом. При малоуклонной кровле создаются

возможности механизации производства кровельных

работ, что дает экономию материалов и снижает

трудоемкость работ. Устройство фонарей не предусматривается,

цех оборудуется лампами дневного света. Плиты

покрытия предварительно напряженные железобетонные реб-

67»

ристые размером 3x12 м. Подкрановые балки

железобетонные предварительно напряженные высотой 1,4 м.

Наружные стены панельные навесные, опирающиеся на

опорные столики колонн на отметке 6,6 м. Стеновые

панели и остекление ниже отметки 6,6 м также навесные,

опирающиеся на фундаментную балку. Крайние

колонны проектируются сплошными прямоугольного сечения,

ступенчатыми; средние колонны при полной высоте

здания в средней части более 12 м — сквозные двухветве-

вые. '

Отметка кранового рельса 8,15 м. Высота кранового

рельса 150 мм.

Колонны крайних рядов имеют длину от обреза

фундамента до верха подкрановой консоли #1=8,15—A,4+

+0,15) +0,15=6,75 м; от верха подкрановой консоли до

низа стропильной конструкции в соответствии с

габаритом мостового крана, согласно стандарту на мостовые

краны, высотой подкрановой балки, рельса, размером

зазора Я2=2,4+ A,4+0,15) +0,15=4,1 м.

Окончательно принимаем #2=4,2 м, что отвечает

модулю кратности 1,2 м для длины от нулевой отметки

до низа стропильной конструкции.

При этом полная длила #=#i+#2=4,2+6,75 =

= 10,95 м.

Колонна средних рядов имеет длину от обреза

фундамента до верха подкрановой консоли #=8,15+3,3—

-^A>4+0,15)+0,15=10,05 м; от верха подкрановой кон->

соли до низа стропильной конструкции #2=4,2 м.

Полная длина колонны #=10,05+4,2=14,25 м.

Привязку крайних колонн к разбивочным осям при

шаге 12 м, кране грузоподъемностью 20 т (<30 м) при

длине 10,05 м (<16,2 м) принимаем 250 мм.

Соединение колонн с фермами выполняется путем

сварки закладных деталей и в расчетной схеме

поперечной рамы считается шарнирным (рис. XVIII. 14).

Размеры сечений колонн установлены в соответствии

с рекомендациями гл. XIII.

Для крайней колонны в подкрановой части Л =

= A/10)#1=675/10 = 67,5 см, принимаем 80 см; 6 —

=50 см (при шаге 12 м); в надкрановой части из

условия опирания фермы Л=60 см, 6 = 50 см (рис. XVIII.15).

Для средней двухветвевой колонны в подкрановой

части общую высоту сечения можно назначать так, чтобы

ось ветви совпадала с осью подкранового пути. Если

680

и о.

P Z

Рис. XVIII.14. Расчетная схема

поперечной рамы

«3

г

4-1

e-0,15

Рис. XVIII.15. Компоновка

сечен яй колонн

а — крайней колонны;

средней колонны

б —

600

500 1

950

принять высоту сечения одной ветви 25 см и учесть, что

2А,=2-75=150 см, то h—150+25= 175 см. Однако при

кранах грузоподъемностью до 20—30 т и отметке

головки кранового рельса до 10—12 м в целях уменьшения

общей высоты сечения колонны можно допускать

смещение оси подкрановой балки с оси ветви. Принимаем

высоту сечения колонн Л=120 см. Назначаем ширину

сечения Ь = 1/20Я=1005/20=50,25«50 см; проверяем

условие Ь —1/30 Н= 1425/30=47,5<50 см.

В надкрановой части из условия опирания на

колонну двух ферм (без устройства консолей) принимаем

Л=60 см; Ь=50 см (см. рис. XVIII.15).

3. Определение нагрузок на раму

Постоянная нагрузка

Нагрузка от веса покрытия приведена в табл. XVIII.5.

Расчетное опорное давление фермы: от покрытия 3,45-12-24/2=*|

=496,8 кН; от фермы A20/2I,1=66 кН, где 1,1—коэффициент на.

дежности по нагрузке у/.

Расчетная нагрузка от веса покрытия с учетом коэффициента

надежности по назначению здания Yn=0,95: на крайнюю колонну F,=

= D96,8+66H,95=534,66 кН; на среднюю f,=2^=1069.32 кН.

«S-W3

6S1

Таблица XV III.5. Нагрузка от веса покрытии

Нагрузка

Железобетонные ребристые

плиты покрытия размером в

плане 3X12 м с учетом

заливки швов

Обмазочная пароизоляция

Утеплитель (готовые плиты)

Асфальтовая стяжка

толщиной 2 см

Рулонный ковер

Итого

Нормативная

нагрузка.

Н/м«

2050

50

400

350

150

—

Коэффициент

надежности

по нагрузке

1,1

1,3

1,2

1,3

1,3

—

Расчета^

нагрузка,.

Н/м>

2255

65

480

455

195

3450

Расчетная нагрузиа от веса стеновых панелей и остекления,

передаваемая иа колонну выше отметки 6,6 м, F(g{2,h+g2h)a\j\n=

= B,5-5,4+0,4-2,4) 12-1,1 0,95= 181,33 кН; то же передаваемая

непосредственно иа фундаментную балку, F= B,5-1,2+0,4-5,4) 12Х

X 1,1-0,95=64,71 кН, где gi=2,5 кН/м2 — вес 1 мг стеновых панелей;

2/i — суммарная высота полос стеновых панелей выше отметка

6,6 м; gj=0,4 кН/м2 —вес 1 м2 остекления; Л —высота остекления,

Расчетная нагрузка от веса подкрановых балок /7=GnY/Y»="

= 115-1,1-0,95=120,2 кН, где О„=115 кН —вес подкрановой балки.

Расчетная нагрузка от веса колонн. Крайние колонны: иадкра-

иовая часть F=0,5-0,6-4,2-25-1,1-0,95=32,9 кН; подкрановая часть

F=0,5-0,8-6,75-25-1,1 -0,95=70,54 кН. Средние колонны

соответственно: F=0,5-0,6-4,2-25-1,1 -0,95=32,9 кН; F= [0.50.25-10,05-2+

+ @,9+3-0,4H,5A,2—2-0,25)]25-1,1-0,95=84,84 кН.

Временные нагрузки

Снеговая нагрузка. Вес снегового покрова на 1 м2 площади

горизонтальной проекции покрытия для III района, согласно глав*

СНнП «Нагрузки и воздействия», sn=1000 Н/м2. Расчетная

снеговая нагрузка при с=1, Y/=l>4: на крайние колонны F=snca(l/2)X

XY/Yn=l-M2-24/2-l,4-0,95 = 191,52 кН; на средние колонны f=>

=2-191,52=383,04 кН.

Крановые Нагрузки. Вес поднимаемого груза Q=200 кН. Проле!

крана 24—2-0,75=22,5 м. Согласно стандарту на мостовые краны,

база крана iW=630 см, расстояние между колесами /(=440 см, вес

тележки Gn=8,5 кН, Fn,max=220 кН, Fn,min=60 кН. Расчетное

максимальное давление на колесо крана при yf=l,l: Fmax=Fn,max4t4n=

= 220-1,1-0,95=229,9 кН, fmin=60-1,1-0,95=62,7 кН. Расчетная

поперечная тормозная сила на одно колесо

20

20

«82

Вертикальная крановая нагрузка на колонны от двух

сближенных кранов с коэффициентом сочетаний Vj=0,85: Ana*=fmaxVi2i/=

=229,9-0,85-2,95=576,47 кН; ?>m<n=62,7.0,85-2,95« 157,22 кН, где

2^=2,95— сумма ординат линии влияния давления двух

подкрановых балок на колонну (рис. XVIII.16); то же, от четырех кранов

на среднюю колонну с коэффициентом сочетаний Vi=0,7 2Dmax=*

=2.229,9.0,7.2,95=949,49 кН.

Рис, XVIII.16. Линия влияния давления на колонну

Горизонтальная крановая нагрузка на колонну от двух кранов

при поперечном торможении #=//ma*Y<2#=,45-0,85-2,95=18,7 кН.

Ветровая нагрузка. Скоростной иапор ветра по главе СНиП

«Нагрузки и воздействия» для I района, местности типа А для части

здания высотой до 10 м от поверхности землн a;nl=270 Н/м2; то

же, высотой до 20 м при коэффициенте, учитывающем измеиеине

скоростного напора по высоте А= 1,25, wn2=kwni= 1,25-270=

=337,5 Н/м2. В соответствии с линейной интерполяцией на высоте

14,37 м имеем:

= 270 + [C37,5 — 270)/10]A4,37 —10) = 299,5 Н/м*;

то же, на высоте 10,8

ьув4 = 270+1C37,5 — 270)/10]A0,8 — 10) =275,4 Н/м2.

Переменный по высоте скоростной иапор ветра заменяем

равномерно распределенным, эквивалентным по моменту в заделке

консольной балки длиной 10,8 м:

0,8? = 270,4 Н/м?.

При условии Я/2/=14,37/2-24=0,299<0,5 значение

аэродинамического коэффициента для наружных стен принято: с наветренной

стороны С=+0,8, с подветренной С=—0,5.'

Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на

колонны до отметки 10,8 м при коэффициенте надежности тго

назначению v/=l,2: с наветренной стороны о=юпау/Уп-О,8=27в,4-1а-1,2Х

Х«,95-ад=«959 Н/м-, с нодветренной стороны е=27в,4-12-1,2-0,95Х

Х0,5=Ш50Н/«.

43* 6S3

б) г,

Рис. XVIII.17. К определению реакций в колоннах от нагрузок

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отметки

10,8 м

»a + » (о>8 + 0,5) =

0,2995 + 0,2754

(j4,37— 10,8) 12.1,2 @,8 + 0,5) = 19,2 кН.

4. Определение усилий в колоннах рамы

Расчет рамы выполняем методом перемещений по данным"