-
Компоновка конструктивной схемы каркаса
Запроектировать стальной каркас одноэтажного, однопролётного сборочного цеха машиностроительного завода.
Исходные данные:
-
Пролёт поперечной рамы - 30м.
-
Шаг поперечных рам - 12м.
-
Грузоподъёмность мостовых кранов - 32/5т (средний режим).
-
Отметка кранового рельса - 11.5м.
-
Длина здания – 84м.
-
Рама жёсткая (жёсткое сопряжение ригеля с колонной и жёсткое сопряжение стойки с фундаментом).
-
Режим здания – отапливаемый.
Определим вертикальные размеры поперечной рамы (рис.1), [1].
где:
- по приложению 1 [1]. Принимаем
Ближайший
размер, кратный 600 мм, - 15000 мм. Отметку
верха подкранового рельса можно увеличить
до 15 – 3.2 = 11.8 м. При высоте подкрановой
балки с рельсом, 1/8 её пролёта,
При заглублении базы колонны на 1000 мм
ниже уровня пола
Полная высота колонны
Определим горизонтальные размеры поперечной рамы (рис.1):
Высота
сечения верхней части колонны
величина
Назначаем
(кратно 250 мм.);
Пролёт мостового крана
Сечение верхней части колонны назначаем
сплошностенчатым двутавровым, нижней
– сквозным. Сквозной ригель (ферма)
принимаем трапециевидной формы с
восходящим опорным раскосом.
Схема поперечной рамы.
Hв =4700
Hн =11300
H=1600
0.00
1000
Рис. 1.
Постоянные нагрузки от покрытия
Таблица 1.
|
Состав покрытия |
Норм. (кН/м2) |
Коэф. н-ке |
Расчётн. (кН/м2) |
|
Защитный слой (битум с втопленным гравием) |
0.4 |
1.3 |
0.52 |
|
Гидроизоляция (4 слоя рубероида) |
0.2 |
1.3 |
0.26 |
|
Утеплитель (минплита ρ=200кг/м3, t=90мм.) |
0.18 |
1.2 |
0.22 |
|
Пароизоляция (один слой рубероида) |
0.05 |
1.3 |
0.07 |
|
Прогоны и профнастил |
0.35 |
1.05 |
|
|
Металлоконструкции шатра здания |
0.3 |
1.05 |
0.32 |
|
Итого |
1.48 |
|
1.76 |
Связи
по верхним поясам ферм. 
Б
прогон
300000
ℓy= 3000
А
2
2
12000х7=84000
1
1
8
1
Связи по нижним поясам ферм.
Б
ℓy= 6000
6000х5
А
1
8
Вертикальные связи по шатру и колоннам.
(1
– 1)
hг.р.
12000х7=84000
hф
8
1
(2 – 2)
Рис.2. Системы связей стального каркаса.
3. Нагрузки на поперечную раму каркаса здания.
Постоянную
равномерно распределённую линейную
нагрузку на ригель рамы вычисляем:
кн/м.
Опорная
реакция ригеля:
Расчётный
вес колонны.
По табл. 12.1 [1] принято 0.3 кн/м2
. Масса верхней части (20% массы),
;
масса нижней части (80% массы),
Поверхностная
масса стен 200кг/м2,
оконные переплёты с остеклением 35кг/м2.
Нагрузка
на колонну
от верхней части стены
Нагрузка
на колонну
от нижней части стены
Снеговая
нагрузка. В данном примере, расчётное
значение веса снегового покрова принято
кн/м2
[2].
Линейная распределённая нагрузка от
снега на ригель рамы:
Опорная реакция ригеля:
Вертикальные усилия от мостовых кранов.
База крана 5.1м, расстояние между колёсами кранов 1.2м, нормативное давление колеса крана 345кн. Определяется по прил. 1, [1].
5.7
5.1 1.2 5.1 6.9 
12м
12м
1
0.75
0.9
0.475
Рис.3. Схема нагрузок мостового крана и линия влияния опорной реакции расчётной рамы.
где:
вес подкрановой балки по таб. 12.1 [1].
Определяем
сосредоточенные моменты от вертикальных
сил
и
Принимаем значение
.
.
Схема крановых нагрузок показана рис.
4.
Рис.4. Схема действия крановых нагрузок.
Определим горизонтальную силу от мостовых кранов.
Ветровая нагрузка.
В
данном примере принято
Тип местности В (см. прил. 3 [1]), коэффициент
при высоте до 5 м – 0.5; для 10 м – 0.65; для
20 м – 0.85
Линейная распределённая нагрузка при высоте до 10 м равна 3.09 ∙ 0.65 = 2 кн/м; 20 м – 3.09 ∙ 0.85 =2.6 кн/м; 16 м – 2+ (2.6-2)∙6/10 = 2.4 кн/м. 19.8 – 3.09∙0.85 = 2.62 кн/м.
Вычисляем сосредоточенные силы от ветровой нагрузки
кн
.
Эквивалентные линейные нагрузки – по формуле 12.10 [1]:
;
.
4 м
10 м
10 м
5 м
16 м
Рис.5. Схема ветровых нагрузок.
Рис.6 Расчётные ветровые нагрузки.