Расчет поперечной рамы каркаса
Исходные данные: -назначение здания – сборочный цех; - здание отапливаемое, со светоаэрационным фонарем; - мостовые краны – два крана грузоподъемностью Qкр=32/5 т; - группы режима работы кранов 6К; - длина цеха – L = 96 м; - пролет цеха – ℓ = 24 м; - шаг поперечных рам В=6 м; - отметка верха подкранового рельса – Н1=13 м; - снеговая нагрузка S0=0,7 кПа; - ветровая нагрузка w0 = 0,38 кПа; - марка бетона фундамента В7,5; - материал конструкций по выбору.
Компоновка конструктивной схемы каркаса
Последовательность выполнения:
1. Выбор схемы покрытия, конструкций кровли, схемы стропильной фермы и фонаря, типа сопряжения ригеля с колоннами (жесткое, шарнирное);
2. Компоновка поперечной рамы;
3. Компоновка связей по колоннам и покрытию;
4. Выбор схемы фахверка и конструкции продольных и торцевых стен.
Принимаем:
а) покрытие – без подстропильных ферм, прогонное;
б) стропильные фермы – с параллельными поясами, высотой на опоре между внешними гранями поясов Hф=2250мм;
в) сопряжения ферм с колоннами и колонн с фундаментами жесткие;
г) фонарь – светоаэрационный шириной Bфн=12м, высотой Hфн=4000мм с двуленточным остеклением.
Компоновка поперечной рамы
Вертикальные размеры
Размер H2 зависит от высоты мостового крана (см. рис. 1)
где Hk+100 – расстояние от верха рельса до верхней точки тележки крана плюс зазор, установленный по требованиям техники безопасности между этой точкой и стропильными конструкциями, равный 100мм (табл.1 приложения Кудишина Ю.И.);
|
|
|
f– размер, учитывающий прогиб конструкции покрытия, принимаемый в пределах 200…400 мм, в данном случае f =200 мм.
Окончательный размер H2 должен быть кратным 200мм. Принимаем Н2= 3200 мм.
Высота от уровня пола до низа стропильных ферм является полезной высотой цеха H0
Увеличиваем полезную высоту цеха до кратности 600мм H0 = 16200мм.
Уровень верха подкранового рельса поднимем до Н1=Н0-Н2=16200-3200=13000мм, т.е. остается без изменения.
Определяем размеры верхней Нв и нижней Нн частей колонны. Высота верхней части колонны:
,
где 
– высота подкрановой балки с рельсом, которая предварительно принимается равной 1/8…1/10 пролета балки (шага рам)
Принимаем 
(кратным 200мм).
.
Рисунок 1. Конструктивная схема поперечной рамы
Размер нижней части колонны
где Нзагл – заглубление опорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола, которое обычно принимается в пределах 600-1000мм.
Общая высота колонны рамы
Высота шатра
,
где tп – толщина слоя покрытия.
Горизонтальные размеры
Учитывая режим работы и грузоподъемность кранов, привязку наружной грани колонны к её оси принимаем а =250 мм. Высота сечения верхней части колонны hв = 2∙а = 2∙250 =500 мм, что отвечает требованиям жесткости
|
|
|
Требуемое расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны
где В1 – размер части кранового моста, выступающей за ось рельса (принимаемый по табл. 1 приложения); 75 мм – зазор между краном и колонной.
Принимаем ℓ1=750 мм (кратно 250 мм).
Высота сечения нижней части колонны
hн = а +ℓ1= 250 +750 = 1000 мм.
Из условия жесткости в поперечном направлении цеха с кранами обычного режима
Расчет поперечной рамы каркаса
Последовательность расчета:
а) выбор расчетной схемы и определение действующих на нее нагрузок;
б) статический расчет рамы;
в) определение расчетных усилий в сечениях рамы.
2.1 Выбор расчетной схемы рамы и определение действующих на нее нагрузок
В соответствии с конструктивной схемой выбираем её расчётную схему. Расстояние между центрами тяжести сечений верхней и нижней частей колонны
е0 = (0,5…0,4)hн – 0,5∙hв = 0,5∙1– 0,5∙0,5=0,25 м.
Расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения нижней части колонны
|
|
|
ек = (0,5…0,6)hн = 0,5∙1 = 0, 5 м.
Рисунок 2. Расчетная схема рамы
Для статического расчета рамы соотношение моментов инерции элементов рамы назначают в пределах: Iн / Iв =5…10; Ip / Iн =2…6. Принимаем Iн / Iв =5; Ip / Iн =4. Если Iв = 1,тоIн = 5; Ip=20.
Таблица 1.
Постоянная нагрузка
| Состав нагрузки | Нормативная gn,кПа | γf | Расчетная g, |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1. Защитный слой из гравия по мастике t=10-20 мм | 0,3 | 1,3 | 0,39 |
| 2. Гидроизоляционный ковер из 4 слоев рубероида | 0,2 | 1,3 | 0,26 |
| 3. Утеплитель (пенопласт) t = 50 мм, γ = 0,5 кН/м3 | 0,03 | 1,2 | 0,04 |
| 4. Пароизоляция из 1 слоя рубероида | 0,04 | 1,3 | 0,05 |
| 5. Стальной профилированный настил | 0,15 | 1,05 | 0,16 |
| 6.Прогоны сплошные пролетом 6м (для пролета 12 м gn= 0,15 кПа) | 0,07 | 1,05 | 0,07 |
| 7.Собственная масса металлических конструкций шатра (фермы, фонари, связи) | 0,5 | 1,05 | 0,52 |
| Итого | 1,29 | 1,49 |
Расчетная линейная нагрузка на ригель рамы
где Вф – шаг стропильных ферм, в примере Вф=В=6 м.
Опорная реакция ригеля от постоянной нагрузки
Fg=qg∙ℓ/2=8,94∙24/2=107,3 кН
Расчетный сосредоточенный момент в месте уступа от смещения осей верхней и нижней частей колонны
Mg=Fg∙e0=107,3∙0,25=26,8 кН∙м
|
|
|
Снеговая нагрузка
Расчетная линейная нагрузка на ригель рамы
qs=S0∙μ∙gfs∙Вф=0,5∙1∙1,4∙6=5,88кН/м,
где S0 – нормативный вес снегового покрова;
μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие. Так как уклон покрытия меньше 250 принимаем μ=1. Для не утепленных покрытий цехов с повышенными тепловыделениями μ следует снижать на 20%;
γfs – коэффициент надежности по снеговой нагрузке.
Опорная реакция ригеля
Fs=qs∙ℓ/2=5,88∙24/2=70,56 кН.
Расчетный сосредоточенный момент в месте уступа
Ms=Fs∙e0= 70,56∙0,25=17,64 кН∙м.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 901; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!