стальной каркас. КП МК Стальной каркас одноэтажного производственного здания ПЗ. Стальной каркас одноэтажного производственного здания
![]()
|
2. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОДНОЭТАЖНОЙ ОДНОПРОЛЕТНОЙ РАМЫ2.1. Компоновка однопролетной рамы2.1.1. Определение вертикальных размеров рамы![]() Рисунок 6. Схема к определению размеров в плоскости поперечникаТребуемое расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы: H2=hk+a+100, где hk=4800 мм – высота крана 160/32 по ГОСТ 6711-81; a=330 мм – учитывает прогиб фермы; 100 мм – зазор безопасности. Н2=4800+330+100=5230 мм. Отметка низа фермы: H0=H1+H2, где H1=17000 мм – отметка головки рельса (по исходным данным). H0=17000+5230=22230 мм. Так как Н0=22230>10,8, то в соответствии с "Основными положениями по унификации" размер Н0 принимаем кратным 1800 мм: H0/1800=22230/1800=12.35 => принимаем отметку низа фермы H0=13*1800=23400, тогда отметка головки рельса: H1=H0-H2=23400-5230=18170 мм. Высота верхней части колонны: HB=H2+hp+hп.б., где hp=170 мм, hп.б.=1800 мм – соответственно высота рельса и высота подкрановой балки для крана 160/32 по ГОСТ 6711-81; HB=5230+170+1800=7200 мм. Высота нижней части колонны: HH=H0+hб–HB, где hб=1000 мм – высота заглубления базы колонны. HH=23400+1000-7200=17200 мм. Общая высота стоек рамы: H=HH+HB, H=17200+7200=24400 мм. Высота фермы у опоры hоп=3150 мм, так как уклон верхнего пояса i=0. 2.1.2. Определение горизонтальных размеров рамыШирина верхней части колонны: bвHB/12=7200/12=600, примем bв=700 мм. Привязка ферм к разбивочным осям согласно ГОСТ 23119-78 - 200 мм Продольная привязка колонны: b0=bв-200=700-200=500 мм. Ширина нижней части колонны: bн=bо+, где =1250 мм, так как Q=160 т.с; bн=500+1250=1750 мм. Для обеспечения жесткости цеха в плоскости рамы проверим условие: bнHн/x, где x=15 - для крана тяжелого режима работы. bн=1750 мм > Hн/15=23400/15=1146.7 мм – условие выполняется. Пролет крана: Lк=L–2*, Lк=24000-2*1250=21500 мм. ![]() Рисунок 7. Схема поперечной рамы2.2. Определение нагрузок действующих на раму2.2.1. Постоянные нагрузки от покрытияПроектируемое здание неотапливаемое, поэтому примем неутепленный тип покрытия (Рисунок 8). ![]() Рисунок 8. Конструкция покрытияПостоянные нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 площади (gнкр, gкр) определяем в табличной форме. Таблица 1Вес ограждающих и несущих конструкций, кН/м2.
Постоянная погонная расчетная нагрузка на стропильную ферму: g=Bф*gкр. g=6*2.87=17.21 кН/м. Реакция стропильной фермы: Vg=g*L/2. Vg=17.21*24/2=206.50 кН. Сосредоточенная сила на верхнем конце колонны: V’g=Vg*B/Bф. V’g=206.50*12/6=412.99 кН. 2.2.2. Снеговая нагрузкаПринимаем равномерное распределение снега по всему покрытию. Погонная расчетная снеговая нагрузка на стропильную ферму, кН/м: S=sg*Bф, где sg – расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое в зависимости от снегового района (г. Пенза – III снеговой район, sg=1.8 кН/м2). S=1.8*6=10.8 кН/м. Реакция фермы от снеговой нагрузки: Vs=S*L/2. Vs=10.8*24/2=129.6 кН. Сосредоточенная сила на колонну от снеговой нагрузки: Vs’=Vs*B/Bф. Vs=129.6*12/6=259.2 кН. 2.2.3. Нагрузки от мостовых крановПри расчете однопролетного промышленного здания крановую нагрузку учитываем только от двух сближенных кранов наибольшей грузоподъемности с учетом сочетания крановых нагрузок nc=0.95 (тяжелый режим работы мостовых кранов). Вертикальное давление кранов определяем по линиям влияния опорной реакции общей опоры двух соседних подкрановых балок. ![]() Рисунок 9. Схема к расчету нагрузки от мостовых крановРасчетные давления на колонну: Dmax=nc*γf*Pmax*yi+Gп.к, Dmin=nc*γf*Pmin*yi+Gп.к, где γf =1.1– коэффициент надежности по нагрузке для мостовых кранов; Pmax – максимальное давление колеса крана: Pmax=0,5*(P1н+P2н); Pmax=0,5*(310+320)=315 кН; Pmin – минимальное давление колеса крана, кН: Pmin=[(Q+Gk)/n0]-Pmax; где Q=1600 кН – грузоподъемность крана; Gk=1617 кН – вес крана с тележкой; n0=8 – количество колес на одной стороне моста крана; Pmin=[(1600+1617)/8]-315=87 кН; yi=9 – сумма ординат линий влияния; Gп.к=B*G=12*6=72 кН – вес подкрановых конструкций. Dmax=0.95*1.1*315*9+72=3034.6 кН; Dmin=0.95*1.1*87*9+72=891.4 кН. Подкрановые балки устанавливают с эксцентриситетом e1 по отношению оси нижней части колонны, поэтому от вертикальных давлений возникают сосредоточенные изгибающие моменты: Mmax=e1*Dmax, Mmin=e1*Dmin, где e1=0.5*bн=0.5*1.75=0.875 м. Mmax=0.875*3034.6=2655.3 кН*м; Mmin=0.875*891.4=780.0 кН*м. Расчетное горизонтальное давление от торможения тележки с грузом: T=nc*γf*0.5*f*(Q+GT)*Σyi/n0, где f=0.1 – коэффициент трения; GT=549 кН – вес тележки. T=0.95*1.1*0.5*0.1*(1600+549)*9/8=126.3 кН. 2.2.4. Ветровая нагрузкаДля одноэтажных производственных зданий учитывается только статическая составляющая ветровой нагрузки. Она вызывает активное давление – с наветренной стороны и отсос – с противоположной стороны. Нормативное значение давления ветра на вертикальную поверхность продольной стены зависит от района строительства, типа местности и высоты от уровня земли. Давление ветра на произвольной отметке от уровня земли определяется по формуле: ωm=ω0*k*c кН/м2, где ω0=0.3 кН/м2 – нормативная скорость напора ветра на уровне 10 м (г. Пенза – II ветровой район); k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления в зависимости от высоты и типа местности (примем тип местности A); с – аэродинамический коэффициент учета конфигурации здания: для активного давления с=0.8, для отсоса – с’=0.75*с=0.6. Для определения ветровой нагрузки рассматривается расчетный блок шириной В (часть продольной стены). При этом давление ветра до низа ригеля прикладывается к стойкам рамы в виде распределенных нагрузок, а давление от шатровой части – в виде сосредоточенной силы, приложенной к верхушкам стоек. С целью упрощения расчетов фактическая эпюра давления ветра до отметки низа ригеля (по высоте Н) заменяется эквивалентной равномерно распределенной нагрузкой: ωэкв=ω0*kэкв кН/м2, где kэкв=1.122 – приращение напора за счет увеличения давления по высоте при отметке низа ригеля рамы H0=23.4 м. ωэкв=0.3*1.122=0.34 кН/м2. Активная погонная нагрузка на колонну: ωв=ωэкв*с*γf*Вфахв, где Вфахв=В=12 м – шаг колонн, γf =1.4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке. ωв=0.34*0.8*1.4*12=4.53 кН/м. Погонная нагрузка на колонну от отсоса: ωв’=ωэкв*с’*γf*Вфахв=0.75*ωв, ωв’=0.75*4.53=3.39 кН/м. Для определения расчетной сосредоточенной силы для активного давления W сравним положение отметки низа фермы H0=23.4 м и отметки верха кровли Hкр=H0+Hш=H0+hоп+hпп+hкр=23.4+3.15+0.3+0.03=26.88 м (Hш – высота шатра, hоп – высота фермы у опоры, hпп – высота плиты покрытия, hкр – высота кровли) с отметкой H20=20 м: H20=20 м Расчетная сосредоточенная сила для активного давления (случай при H0>H20 или при H20>Hкр): W=(ωm23.4+ωm26.88)*γf*В*Нш/2, где γf =1.4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, ωm23.4=ω0*k23.4*c=0.3*1.292*0.8=0.310 кН/м2 – давление ветра на отметке низа фермы H0=23.4 м, ωm26.88=ω0*k26.88*c=0.3*1.338*0.8=0.321 кН/м2 – давление ветра на отметке верха кровли Hкр=26.88 м, Нш=Hкр-H0=26.88-23.4=3.48 м – высота шатра. W=(0.310+0.321)*1.4*12*3.48/2=18.45 кН. Расчетная сосредоточенная сила для отсоса: W’=0.75*W=0.75*18.45=13.84 кН. |