- •Компоновка конструктивной схемы здания
- •Постоянная распределенная нагрузка от покрытия
- •Статический расчет поперечной рамы
- •Расчет на постоянную нагрузку
- •Расчет на снеговую нагрузку
- •Расчет на вертикальную нагрузку от мостовых кранов
- •Расчет на горизонтальную нагрузку от мостовых кранов
- •Расчет на ветровую нагрузку
- •Составление комбинаций усилий в сечениях стойки рамы и определение усилий для расчета колонн
- •Расчет подкрановой балки
- •Исходные данные
- •Сбор нагрузок на подкрановую балку
- •Определение усилий
- •Подбор сечения балки
- •Проверка прочности сечения балки
- •Проверка устойчивости стенки
- •Расчет опорной части
- •Расчет сварных швов, соединяющих элементы составной сварной балки
- •Расчет ступенчатой колонны
- •Исходные данные
- •Определение расчетных длин колонны
- •Подбор сечения верхней части колонны
- •Подбор сечения нижней части колонны
- •Подбор сечения решетки нижней части колонны
- •Проверка устойчивости нижней части колонны в плоскости действия момента, как единого целого
- •Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны
- •Расчет и конструирование базы колонны
- •Расчет базы наружной ветви
- •Расчет базы внутренней ветви
- •Расчет усилий в стержнях фермы
- •Подбор и проверка сечений стержней фермы
- •Расчетные усилия в стержнях ферм
- •Расчет сварных швов
Компоновка конструктивной схемы здания
Генеральные размеры поперечной рамы устанавливаются в зависимости от наличия и типов подъемно-транспортного оборудования в здании: с подвесными кранами, мостовыми кранами и без кранов.
Размеры по вертикали.
Исходным данным при определении размеров по вертикали является отметка головки кранового рельса H1, которая задается в технологическом задании на проектирование.
где Нcr – расстояние от головки рельса до верхней точки тележки крана по ГОСТ 25711-83 и ГОСТ 6711-81;
С – размер, учитывающий прогиб фермы и провисания связей по нижним поясам ферм, С = 400 для L = 36 м;
“100” (мм) - установленный зазор по требованиям техники безопасности.
Н2 принимается кратным 200 мм.
Высота цеха от уровня пола до низа стропильных ферм:
где Н1 – наименьшая отметка головки кранового рельса, которая принимается по технологическому заданию;
Н0 принимается кратным 600 мм за счет увеличения Н1.
Длина верхней части колонны:
где hb – высота подкрановой балки, которая принимается по ГОСТ 25711-83, ГОСТ 6711-81 в пределах 1/8…1/10 пролета балки (шага колонн);
hrs – высота кранового рельса по ГОСТ 25711-83, ГОСТ 6711-81.
Длина нижней части колонны:
где НB – заглубление опорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола, принимаемое в пределах 500…800 мм (большее для больших пролетов).
Полная длина колонны:
Высота фермы на опоре Hf = 3150 мм.
Размеры по горизонтали.
Привязка наружной грани колонны к оси колонны а = 250 мм.
Высота сечения верхней части ступенчатой колонны:
Расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны:
где B1 - размер части кранового моста, выступающей за ось рельса, принимаемый по ГОСТ 25711-83, ГОСТ 6711-81;
“75” мм - минимальный зазор между краном и колонной.
L1 должен приниматься кратным 250 мм.
Lcr указывается в ГОСТ 25711-83, ГОСТ 6711-81.
Расчет поперечной рамы здания
Расчетная схема рамы
В соответствии с конструктивной схемой выбираем расчетную схему и основную систему. Расстояние между центрами тяжести верхнего и нижнего участков колонн:
Соотношения моментов инерции Iн/Iв=5; Iр/Iн=4;
Сопряжение ригеля с колонной назначаем жестким (краны режима работы 4К, цех однопролетный).
Сбор нагрузок на поперечную раму
Постоянная нагрузка
Расчет нагрузки на 1 м2 кровли приведен в таблице 1.
Постоянная распределенная нагрузка от покрытия
Таблица 1.
Состав покрытия |
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
Коэффициент надежности по нагрузке |
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
Защитный слой (битумная мастика с втопленным гравием) |
0,4 |
1,3 |
0,52 |
Гидроизоляция (4 слоя рубероида) |
0,2 |
1,3 |
0,26 |
Утеплитель (керамзит), ρ=500 кг/м3; t=130 мм |
0,65 |
1,2 |
0,78 |
Пароизоляция (один слой рубероида) |
0,05 |
1,3 |
0,07 |
ЖБ панели из тяжелого бетона (с заливкой швов) размером 3×12 м |
1,8 |
1,1 |
2 |
Собственная масса металлических конструкций шатра (фермы, фонари, связи) |
0,3 |
1,05 |
0,32 |
Итого |
gn = 3,4 |
|
gкр = 3,95 |
Расчетную равномерно распределенную линейную нагрузку на ригель рамы вычисляем по формуле:
Опорная реакция ригеля рамы:
Расчетный вес колонны.
По таблице 1 нормативная нагрузка от веса колонны принята равной 0,3 кН/м2. Масса верхней части (20% массы): масса нижней части (80% массы):
Нагрузка в верхней части колонны в нижней части колонны:
Снеговая нагрузка
Расчетное значение веса снегового покрова для г. Владивосток Sg=1,2 кН/м2;
Линейная распределенная нагрузка от снега на ригель рамы:
Опорная реакция ригеля:
Вертикальные нагрузки от мостовых кранов
Характеристики крана: база крана - 5,6 м, расстояние между колесами 2-х кранов - 1,2 м, нормативное усилие колеса - 320 кН.
где вес подкрановой балки
Сосредоточенные моменты от вертикальных сил Dmax, Dmin определяем по формуле:
Горизонтальные нагрузки от мостовых кранов
Горизонтальную силу от мостовых кранов находим по формулам:
Считаем, что сила Т приложена в уровне уступа колонны.
Ветровая нагрузка
Нормативное давление ветра для г. Владивосток w0 = 0,48 кПа.
Тип местности В, коэффициент k = 0,5 при высоте до 5 м; k = 0,65 при высоте 10 м; k = 0,85 при высоте 20 м; k = 0,98 при высоте 30 м.
Расчетная линейная ветровая нагрузка определяется по формуле:
qw = 6,45 при k = 1.
Линейная распределенная нагрузка при высоте до 10 м равна: до 20 м: до 30 м:
Для высоты в 20,6 м:
для 28,2 м:
Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки вычисляем по формулам:
а эквивалентные линейные нагрузки при Н = 20,6 м и kэ = 0,719 по формуле: