новая папка / Поперечная рама1

3.Каркас одноэтажного производственного здания……….…..…. 35

3.1.Компоновка однопролетной поперечной рамы…………….. 36

3.2.Системы связей каркаса производственного здания…...... 38

3.3.Сбор нагрузки на поперечную раму………………………….. 45

3.4.Статический расчет поперечной рамы..…………………..... 52

3.5.Составление таблицы расчетных усилий………………….. 57

4.Расчет и конструирование колонн производственных зданий.. 59

4.1.Расчет и конструирование надкрановой части внецентренно-сжатой колонны сплошного сечения……….59

4.2.Расчет подкрановой части внецентренно-сжатой

колонны сплошного сечения……………………………….…. 64 4.3. Расчет подкрановой части внецентренно-сжатой

колонны сквозного сечения…………………..…………….…. 66

4.4.Расчет и конструирование баз и их креплений

кфундаментам……………………………………………...…. 76

5.Расчет и конструирование стропильной фермы……………...... 83

5.1.Определение расчетной узловой нагрузки………………….83

5.2.Определение усилий в элементах стропильной фермы.... 85

5.3.Подбор сечений стержней ферм..………………………….. 88

6.Расчет и конструирование подкрановых балок..……………...... 92

6.1.Определение расчетных усилий………………….………….. 93

6.2.Определение высоты подкрановой балки, компоновка сечения……………………………….………………...………... 96

6.3.Проверка прочности подкрановой конструкции..………….. 98

6.4.Проверка местной устойчивости стенки подкрановой

балки……………………………….………………...………….. 100

6.5. Расчет деталей подкрановой балки…………………………102

35

3. КАРКАС ОДНОЭТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ

Размещение колонн в плане

Размещение колонн в плане выполняется с учетом технологических, конструктивных и экономических факторов. Расстояние

между колоннами в поперечном направлении L (пролет) принимается кратным 6 м (рис. 3.1).

36

Расстояние между колоннами в продольном направлении B (шаг) для колонн крайних рядов принимается равным 6 или 12 м, а для колонн средних рядов многопролетных зданий – кратным 6 м (рис. 3.2-3.5). Пролеты зданий и шаг колонн содержатся в задании на курсовой проект.

Вторцах температурного блока колонны смещены вовнутрь

сразбивочной (численной) оси на 500 мм для устройства стенового ограждения из стандартных заводских панелей и размещения стоек торцевого фахверка (рис. 3.2 – 3.5).

3.1.Компоновка однопролетной поперечной рамы

Схема поперечной рамы с обозначениями изображена на рис. 3.1, где Н1 – расстояние от поверхности пола (уровня земли) до отметки головки подкранового рельса;

Н2 = Нкр + 200 – расстояние от головки подкранового рельса до нижнего пояса стропильной фермы (рекомендуется принимаеть кратным 200 мм);

Нкр – высота мостового крана (габаритный размер, принимаемый по ГОСТ на мостовые краны) (прил. 5);

200 400 мм – зазор, который учитывает возможные прогибы стропильных ферм в пролете и отклонение габаритов мостовых кранов по высоте;

Нп = Н1 + Н2 – полезная высота цеха – расстояние от поверхности пола до нижнего пояса стропильной фермы, рекомендуется принимать кратным 0,6 м, для возможности устройства стенового ограждения из типовых железобетонных панелей (надо менять Н1 , а Н2 оставить минимально необходимым);

Нв = Нпб + Нр + Н2 – высота надкрановой части колонны; Нпб = (1/8÷1/10) В – ориентировочная высота подкрано-

вой балки, определяемая в зависимости от шага поперечных рам В, т.е. пролета подкрановой балки (В = Lпб);

Нр – высота кранового рельса (прил. 2, табл. П.2.2); Нн = Нп – Нв + Нб – высота подкрановой части колонны;

Нб = 0,6 1,0 м – заглубление базы колонны ниже нулевой отметки уровня пола;

Н = Нв + Нн – высота колонны;

37

Но – высота стропильной фермы на опоре, принимается (по заданию) равной 3,15 м при уклоне верхнего пояса i = 1,5% либо

2,2 м при i = 1/8 1/12;

Hфон – высота фонаря, принимается равной 3,3 м при пролете цеха L = 24 м или 3,8 м при L = 30 и более метров;

Hш = Hо + i 0,5 L + Hфон – высота шатровой части цеха (высота покрытия);

Нзд = Нп + Нш – высота цеха;

bв = 2 а – ширина верхней (надкрановой) части колонны, из условий жесткости bв ≥ ( 1/12 ) Нв ;

а – расстояние от кромки колонны до оси ("привязка" колонны), принимается равным 250 мм. При устройстве прохода в надкрановой части колонны размером 400 мм по ширине и 1800 мм по высоте (режим работы кранов 7К) принимается равным 500 мм;

bн = а + λ – ширина нижней (подкрановой) части колонны, из условий жесткости bн ≥ ( 1/20 ) Нн ;

λ – расстояние между разбивочной осью колонны и осью подкрановой балки, принимается равным 750 мм для зданий, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью Q ≤ 50 т, и при отсутствии прохода в надкрановой части колонны. Последующие размеры кратны 250 мм;

(bн – bв) > (В1 + с1 ) – условие, обеспечивающее прохождение мостового крана по подкрановым путям;

В1 – ширина выступающей части мостового крана (изображение крана дано на рисунке в начале табл. П.5.1, прил. 5);

с1 – минимальный зазор, который устанавливается равным 60 мм для мостовых кранов грузоподъемностью Q ≤ 50 т и 75 мм – для кранов большей грузоподъемности.

При невыполнении условия, обеспечивающего прохождение мостового крана по подкрановым путям, необходимо увеличить

ширину подкрановой части колонны крайнего ряда bн на 250 мм. В случае устройства прохода шириной 400 мм вне надкрановой части колонны (режим работы кранов 7К) условие, обеспечивающее прохождение мостового крана по подкрановым путям, дополняется размером 450 мм: 400 мм предусмотрено на ширину прохода и 50 мм – на размер уголка ограждения:

(bн – bв) ≥ (В1 + с1 + 450);

38

L – пролет цеха;

Lкр = L – 2 λ – пролет мостового крана;

Lфон – пролет фонаря; принимается равным 6 м для пролета цеха L = 24 и 12 м для пролетов L = 30, 36 м.

3.2. Системы связей каркаса производственного здания

3.2.1. Вертикальные связи между колоннами

Предельные расстояния между осями вертикальных связей и до торцов температурного блока приведены в [1, табл. 42].

Вертикальные связи между колоннами по всем рядам колонн ставятся в одних и тех же (численных) осях.

Конструктивные схемы связей между колоннами могут быть крестовые, портальные и полупортальные (рис. 3.2, 3.3).

Наиболее распространена крестовая схема. Ее применяют при шаге колонн 6 и 12 м. Угол наклона раскосов a = 35 55o. Раскосы связей с крестовой решеткой включаются в работу на растяжение. Подбор сечений связей производится по предельной гибкости [1, табл. 19] в такой последовательности:

1. Определяется требуемый минимальный радиус инерции сечения

где lef – расчетная длина элемента (раскоса или распорки); λпр – предельная гибкость элемента.

2. По минимальному радиусу инерции подбирается прокатный профиль [4].

39

40

Рис. 3.2. Размещение вертикальных связей между колоннами в пределах температурного блока

41

Рис. 3.3. Разновидности конструктивных схем вертикальных связей между колоннами

3.2.2. Связи по покрытию

Связи по покрытию располагают:

1)в плоскости верхних поясов стропильных ферм – поперечные связевые фермы и продольные элементы между верхними поясами стропильных ферм (распорки). Поперечные связевые фермы ставятся в крайних шагах температурного блока и в средней части покрытия протяженных температурных блоков, при этом расстояние (в осях) между поперечными связевыми фермами не должно превышать 60 м. В коньковых узлах стропильных ферм должны быть установлены коньковые распорки (рис. 3.5);

2)в плоскости нижних поясов стропильных ферм – поперечные и продольные связевые фермы и при необходимости продольные элементы между нижними поясами стропильных ферм (растяжки) (рис. 3.5). Поперечные связевые фермы по нижним поясам находятся в тех же осях, что и по верхним поясам. Продольные связевые фермы располагаются вдоль крайних рядов колонн, а в многопролетных зданиях – вдоль средних рядов колонн не реже чем через пролет при эксплуатации кранов групп режимов 6К-8К и через два пролета в прочих зданиях (рис. 3.4). Продольные связевые фермы обеспечивают включение в совместную пространственную работу нескольких поперечных рам при воздействии на отдельно взятую поперечную раму горизонтальной поперечной крановой нагрузки, что способствует уменьшению, в конечном итоге, эпюр изгибающих моментов от смещения [4];

3)в плоскости вертикальных стоек стропильных ферм в торцах и середине связевого блока – вертикальные связи между фермами. Они располагаются в тех же шагах, что и поперечные связевые фермы по нижним и верхним поясам стропильных ферм;

4)в плоскости верхних поясов фонарей и в вертикальной плоскости – связи по фонарям (рис. 3.5).

Конструктивные схемы связей зависят от шага стропильных ферм. При шаге 6 м применяют крестовую решетку, раскосы которой работают на растяжение (рис. 3.4). Раскосы проектируют из одиночных уголков, а распорки – из двух уголков крестового сечения. Возможно применение треугольной решетки, в которой раскосы могут работать как на растяжение, так и на сжатие (рис. 3.5). Поэтому их сечение проектируется из труб или гнутых профилей. При шаге стропильных ферм 12 м элементы решетки связевой фермы получаются тяжелыми, поэтому дополнительно устанавливается продольный элемент длиной 12 м, который поддерживает диагональные элементы в середине их пролета (см. рис. 3.5).

42

а

б

в

Рис. 3.5. Связи по покрытию промышленного здания:

а – схема горизонтальных связей по фонарю; б – схема связей по верхним поясам стропильных ферм; в – схема связей по нижним поясам стропильных ферм

44