. Определение основных размеров поперечной рамы цеха. Расчет подкрановой балки.
1.Определение основных размеров поперечной рамы цеха
Принимаем привязку колонн к разбивочным осям – 250мм. Ригель рамы сквозная ферма без фонаря, жестко соединена с колоннами. Колонны защемлены в фундаментах. Схема поперечной рамы представлена на рис.1.1
Рис.1.1 Схема поперечной рамы цеха
Определим пролет мостового крана по формуле:
,
(при грузоподъемности
т),
где
-
заданный пролет поперечной рамы
(расстояние между разбивочными осями).
Подбираем соответствующий
мостовой кран, и выписываем все данные
этого крана [3, прил.3, Табл.П3.3], (рис.1.2):
- Грузоподъемность -
(т);
- Пролет крана -
(м);
- Высота от головки кранового рельса до
верхней точки тележки
-
(м);
- Величина свеса от
оси колеса -
(м);
- Масса тележки -
(т);
- Масса крана -
(т);
- Тип рельса - TRS – КР70;
- Максимальная нагрузка на колесо крана:
кН;
Рис.1.2 Схема мостового крана
- Длинна тележки - B=6,86 (м);
- Расстояние между
осями колес тележки -
(м).
Определяем основные размеры поперечной рамы (рис.1.1). Высоту колонны от обреза фундамента до оси нижнего ригеля определяем по формуле:
,
(м),
где
(м)
- расстояние от нулевой отметки до
головки кранового рельса (по условию);
-
расстояние от головки подкранового
рельса до оси нижнего пояса ригеля;
0,1 (м) – минимальный зазор между конструкцией крана и низом покрытия;
0,15 (м) – минимальная величина, учитывающая высоту выступающих элементов связей по нижнему поясу фермы и прогиб конструкции покрытия;
м
– заглубление башмака колонн рамы ниже
уровня пола цеха;
(м).
Величину сечения
надкрановой части колонны
принимаем равную 500 (мм) (при грузоподъемности
50 (т)).
Величину сечения подкрановой части определяем из условия свободного прохода крана по формуле:
(м),
где D
– минимальный зазор между внутренней
гранью колонны и конструкцией мостового
крана, принимаем
(мм);
Скорректируем пролет
рамы
по формуле:
(м).
Определим расчетный пролет рамы (рис.1.3) по формуле:
(м),
Расчетная высота колонны:
(м).
Рис. 1.3 Расчетные размеры поперечной рамы
Определяем расчетный пролет ригеля рамы (фермы) (рис.1.4) по формуле:
(м),
Рис.1.4 Размеры ригеля рамы
Высота ригеля в средней
части:
(м),
принимаем
(м).
Высота ригеля на опоре:
(м),
принимаем
(м).
II. Расчет поперечной рамы Цеха
1. Расчет поперечной рамы
Основные размеры поперечной рамы определены в п.I.1.1
1.1 Нагрузки на поперечную раму
а) Постоянные нагрузки
Постоянные нагрузки – нагрузки от веса всех несущих и ограждающих конструкций.
Определим величину расчетной постоянной нагрузки на 1м2 покрытия в табличной форме табл.1.1.1 и принимаем равномерно распределенной по длине ригеля.
Таблица 1.1.1 Определение постоянной нагрузки на ригель рамы
|
Состав покрытия |
Нормативная нагрузка, кПа |
Коэффициент надежности по нагрузке |
Расчетная нагрузка, кПа |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Защитный слой (битумная мастика с топленым гравием): γ=21кН/м2; t=20мм |
0,42 |
1,30 |
0,55 |
|
|
Гидроизоляция (4 слоя рубероида) |
0,20 |
1,30 |
0,26 |
|
|
Утеплитель (пенопласт): γ=0,5 кН/м2; t=50мм |
0,03 |
1,20 |
0,03 |
|
|
Пароизоляция (1 слой рубероида) |
0,04 |
1,30 |
0,05 |
|
|
Крупнопанельные железобетонные плиты ПТ.116-30 |
1,7 |
1,10 |
1,87 |
|
|
Вес ферм и связей |
0,24 |
1,05 |
0,25 |
|
|
Сумма: |
3,01 |
|||
Определим расчетную погонную нагрузку на ригель рамы по формуле:
,
где
-
коэффициент надежности по назначению;
кПа
– постоянная нагрузка на ригель рамы
табл.1.1.1;
- шаг ригелей;
-
угол наклона кровли к горизонту
(рис.1.1.1);
(рис.1.1.1) Угол наклона кровли к горизонту.
(кН/м);
Постоянные нагрузки на колонны от собственного веса колонн, стеновых панелей, веса остекления и оконных проемов в виде сосредоточенных сил условно прикладываем к центрам тяжести подкрановой и надкрановой частей колонны. (рис.1.1.2).
Определим сосредоточенную силу в надкрановой и подкрановой частях колонны по формуле:
-в надкрановой части
,
-в подкрановой части
,
где 0,2 и 0,8 – соответственно распределение веса между надкрановой и подкрановой частями колонны;
-
вес колонны, приведенный к
площади
пола цеха [4, прил.4, табл. П4.1];
-
пролет поперечной рамы;
0,25 – площадь остекления цеха;
–
вес остекления с учетом
веса оконных пролетов [4, прил.4, табл.
П4.2];
-
нагрузка от веса трехслойных стеновых
панелей с эффективным утеплителем на
[4, прил.4, табл. П4.2];
-
высота надкрановой части колонны;
-
высота подкрановой части колонны,
Рис. 1.1.2 Нагрузки, действующие на поперечную раму
б) Снеговая нагрузка
Снеговую нагрузку принимаем равномерно распределенной по длине ригеля. Расчетное значение погонной снеговой нагрузки определим по формуле:
,
где
(кПа)
– расчетное значение веса снегового
покрова на
горизонтальной
поверхности земли в г.Архангельск (СНиП
2.01.07-85);
в) Нагрузка от мостовых кранов
Крановую нагрузку учитываем от одновременного действия двух кранов. Поперечная рама воспринимает вертикальную нагрузку от веса крана с грузом и поперечную горизонтальную от торможения тележки крана с грузом.
Крановую нагрузку от вертикального давления и поперечного торможения на раму определяем по линиям влияния опорного давления (рис.1.1.3)
Рис.1.1.3 Линия влияния опорной реакции
,
,
где
,
-
средняя нормативная максимальная,
минимальная нагрузка на колесо крана;
-
коэффициент надежности по назначению
[3, §3.2.4];
-
коэффициент надежности по нагрузке [2,
п.4.8];
-
коэффициент сочетания [2, п.4.17];
-
нагрузка от веса погонного метра
подкрановой и тормозной балок;
-
площадь линии влияния.
,
где
– грузоподъемность крана;
– масса крана с тележкой
[4, прил.3, табл.П3.3];
–
нормативная, максимальная
нагрузка на колесо крана [4, прил.3,
табл.П3.3];
-
количество колес на одной стороне крана.
Расчетное горизонтальное
усилие на колонну
от
силы поперечного торможения крановой
тележки определим по формуле:
,
г) Ветровая нагрузка
Определим расчетные погонные нагрузки на раму давления ветра с подветренной стороны и заветренной стороны рамы по формуле:
,
,
где
-
нормативное
значение ветрового давления в г.Архангельск
(СНиП 2.01.07-85);
-
коэффициент, учитывающий изменение
ветрового давления по высоте [2,
п.6.5, табл.6];
-
аэродинамический коэффициент (СНиП
2.01.07-85):
- с наветренной стороны
;
- с подветренной стороны
