2. Компоновка конструктивной схемы каркаса здания

2.1 Размещение колонн в плане

Рис. 2.1. Размещение колонн в плане.

2.2 Определение генеральных размеров поперечных рам здания

2.2.1 Вертикальная компоновка

Рис. 2.2. Схема поперечной рамы.

Размер Н₂ диктуется высотой мостового крана

,

где H_к – расстояние от головки рельса до верхней точки тележки крана, для крана грузо­подъемностью 80 т равняется 3700 мм;

100 мм – запас на прогиб фермы;

f – запас габарита крана, принимается 200 ÷ 400 мм из-за неточности монтажа и изго­тов­ле­ния крана и зависит от пролета.

Принимая во внимание, что пролет здания 24 м, запишем

мм.

Высота цеха от уровня пола до низа стропильных ферм

,

где Н₁ – наименьшая отметка головки кранового рельса, принятая по заданию 15000 мм.

мм.

Исходя из условия соразмерности со стандартными ограждающими конструкциями размер Н₀ принимается кратным 0,6 м, с учетом этого требования принимаем:

мм.

Пересчитаем Н₁:

мм.

Установим размер верхней части колонны Н_в:

,

где h_б – высота подкрановой балки, для здания с шагом рам 12 м и краном грузоподъ­ем­ностью 80 т принимается 1400 мм.

h_р – высота кранового рельса, примем КР-100 (высота – 150 мм, база – 100 мм).

мм.

Высота нижней части колонны ,

гдеh_з = 800 мм – заглубление опорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола.

мм.

Полная высота колонны

мм.

Высота торца стропильной фермы

мм.

Высота светоаэрационного фонаря Н_фн определяется с учетом высот фонар­ных пере­пле­тов, бортовой стенки и карнизных элементов, принятых по типовым решениям:

мм.

Рис. 2.3. Типовое решение фонаря.

2.2.2 Горизонтальная компоновка

Для зданий с краном грузоподъемностью 80 т привязка колонны к оси а = 250 мм. Таким образом высота сечения верхней части колонны

мм.

Для обеспечения жесткости поперечной рамы необходимо, чтобы

,

т.к. условие не выполняется, то увеличиваем до 500 мм.

Привязка подкрановой балки (рельса) к оси колонны

,

где В₁ – размер части кранового моста, выступающей за ось рельса, для крана грузо­подъ­ем­ностью 80 т принимаемый 400 мм;

250 мм – привязка верхней части колоны;

75 мм – зазор между кранной и колонной, по требованиям безопасности принимаемый по ГОСТу на краны;

Получим требуемое значение

мм.

Так как пролеты кранов L_кр имеют модуль 500 мм, то размер l₁ должен быть кратным 250 мм. Примем ближайшее большее:

мм.

Высота сечения нижней части колонны

мм.

Выполним проверку жесткости поперечной рамы:

.

Пролет мостового крана

мм.

Сечение верхней части колонны назначаем сплошностенчатым двутавровым, нижней – сквозным.

2.3 Выбор схемы связей здания

2.3.1 Связи между колоннами

Рис. 2.4. Расположение связей между колоннами.

Система связей между колоннами обеспечивает во время эксплуатации и монтажа геометрическую неизменяемость каркаса, его несущую способность и жесткость в продольном направлении, а также устойчивость колонн из плоскости поперечных рам.

Вертикальные связи по колоннам воспринимают продольные силы, действующие на каркас здания (ветер, продольные силы торможения крана и другие технологические нагрузки). Подкрановый связевой блок (жесткий диск) по колоннам устраивают в середине здания для того, чтобы температурные деформации были бы симметричными.

Связи между фермами, создавая общую пространственную жесткость каркаса, обеспечивают устойчивость сжатых элементов ригеля из плоскости ферм, перераспределение местных нагрузок (например, крановых), приложенных к одной из рам, на соседние рамы, удобство монтажа, заданную геометрию каркаса, восприятие и передачу на колонны нагрузок.