- •Содержание.
- •1.Введение.
- •2. Компоновка конструктивной схемы каркаса.
- •3. Расчёт поперечной рамы каркаса. Сбор нагрузок.
- •4. Статический расчёт рамы и определение расчётных усилий.
- •Изгибающие моменты.
- •Поперечные силы.
- •Продольные силы.
- •5. Конструирование и расчёт колонны.
- •6. Конструирование и расчёт сквозного сечения ригеля.
- •7.Литература.
2. Компоновка конструктивной схемы каркаса.
Состав покрытия приводится в таблице 1. Стропильные фермы трапецеидальные с уклоном верхнего пояса i = 0,015, высотой на опоре мм. Высотой посередине:
мм
Основные компоновочные размеры поперечной рамы.
Вертикальные размеры:
Для крана грузоподъемностью Q = 80т. (средний режим работы):
; ; тип рельса КР-100;(по прил. 1).
1. Высота части колонны над рельсом: ,
где – зазор между нижним поясом фермы и краном.
Принимаем кратное 200мм.
2. Высота колонны от пола до низа ригеля:
,
где – отметка головки кранового рельса.
Принимаем кратное 1800мм.
3. Надкрановая часть колоны:
где - по прил.1[3].
Подкрановая часть колонны:
Заглубление базы ниже уровня пола принимаем 1000мм.
Полная высота колонны:
Горизонтальные размеры (-по прил. 1.[3])
Для здания среднего режима работы не предусматривается специальный проход в теле колонны или рядом с колонной, поэтому принимаем привязку разбивочной оси к наружной грани колонны (а=250мм) высоту сечения верхней части колонны не менее ().
Назначаем (кратно250 мм).
Из условия жесткости .
Принимаем .
Пролёт мостового крана .
Сечение верхней части колонны принимаем сплошным, двутавровым. Сечение нижней части - сквозным.
Рис. 2. Система связей
3. Расчёт поперечной рамы каркаса. Сбор нагрузок.
В соответствии с конструктивной схемой (рис. 1) принимаем расчётную схему (рис 4).
В качестве расчетной принимаем схему рамы с жестким сопряжением ригеля с колоннами и с жестким сопряжением колонны с фундаментом, т.е. схему жесткой рамы без шарниров.
Соотношение моментов инерции принимаем в соответствии с рекомендациями ([1], стр. 287) тогда относительные величины
Эксцентриситете смещения осей верхней и нижней части колонны:
.
Эксцентриситете давления крана:
.
Эксцентриситете опорного узла стропильной фермы:
Нагрузки на поперечную раму.
Все нагрузки подсчитываются с учётом коэффициента надёжности по назначению стр.34 [2].
Постоянная нагрузка от покрытия.
Таблица 1.
№ № |
Состав покрытия |
Нормативная, кПа |
|
Расчётная, кПа |
1. |
Стальной профильный настил t=0,8мм |
0,12 |
1,05 |
0,126 |
2. |
Прогоны пролетом 6м |
0,05 |
1,05 |
0,052 |
3. |
Собственный вес металлических конструкций шатра. |
0,40 |
1,05 |
0,42 |
4. |
Связи по покрытию |
0,05 |
1,05 |
0,0525 |
|
Итого: |
0,62 |
|
0,651 |
Постоянная нагрузка.
Нагрузка на 1кровли подсчитана в таблице 1.
Расчётная равномерно распределённая линейная нагрузка на ригель рамы:
где:-равномерно распределённая нагрузка на 1покрытия,
принимая из таблицы 1.
-шаг ферм, равный шагу поперечных ферм;
соs – косинус угла наклона плоскости кровли к горизонтали.
Опорная реакция ригеля рамы:
FR = qп*L/2 = 3,71 * 36 /2 = 66,7 кН
Расчётный вес верхней части колонны 20% веса всей колонны, равен:
Нижняя часть колонны составляет 80% веса всей колонны:
где: – коэффициент надёжности по нагрузкам [2]
– нормативная нагрузка, принимаемая по таблице 12.1 [3]
– пролёт поперечной рамы.
Поверхностная масса стен , переплётов с остеклением.
Вес стен и верхней части колонны F1:
где:
-ширина полосы остекления,
-выступ стены парапета.
В нижней части колонны ширина остекления , а общая высота стены
Снеговая нагрузка.
В соответствии с [2] расчетная снеговая нагрузка для района строительства г. Москва (III район).
Линейная распределённая нагрузка от снега на ригель рамы по формуле:
где: – коэффициент перехода от нагрузки на земле к нагрузке на 1проекции кровли, при уклоне.
Опорная реакция ригеля рамы:
FR = qп*L/2 = 10,26 * 36 /2 = 184,68 кН
Вертикальные усилия от мостовых кранов.
Характеристики крана грузоподъемностью 80т (приложение 1 [3]):
Н=4350мм, В=9180мм, 392кН,422кН.
Максимальное давление кранов на колонну-
где- по таблице. 12.1 [3].
коэффициенты надежности по нагрузке и сочетания; принимаемые 1,1 и 0,95 для двух кранов с режимом работы 6к в соответствии с [2]:
ординаты линии влияния, рис. 3.
полезная нормативная нагрузка на тормозной площадке.
ширина тормозной площадки.
.
Минимальное давление колеса крана определяем по формуле 12.6 [3].
где:вес крана с тележкой;
грузоподъёмность крана;
число колёс с одной стороны крана.
Минимальное давление крана на колонну вычисляется аналогично формуле для.
Сосредоточенные моменты иот вертикальных усилий вычисляем по формулам 12.7 [3].
где
Горизонтальная сила от мостовых кранов, приходящейся на одно колесо с одной стороны крана:
формула 12.4 [3].
Горизонтальное давление крана на поперечную раму Т (формула 12.8 [3]):
Считаем точку приложения силы Т на уровне головки рельса подкрановой балки.
Рис. 3. Линии влияния давления кранов.
Ветровая нагрузка.
Нормативный скоростной напор ветра смотрим в [2] . Тип местности В-см. Приложение [2], коэффициенты К для 5м-0,5; для 10м-0,65; для 20м-0,85; для 40м-1,1. По формуле 12.10 [3]:
Линейная распределённая нагрузка при высоте:
До 5м-
До 10м-
До 20м-
До 40м-
Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки – формула 12.12 [3]:
;
величины ветровой нагрузки, соответствующие высотам – верху здания – отметка верха парапета;-уровню нижнего пояса ферм:
получаем:
.