2. Поперечная рама производственного здания

В связи с тем, что для студентов различных специальностей объем этого курсового проекта может быть различным, ниже приводится пример полного расчета конструкций, и даются необходимые пояснения и ссылки на нормативные документы, либо справочные данные, приведенные в Приложении. Читателю предлагается самостоятельно определиться с перечнем интересующих его вопросов и опустить те части расчета, которые отсутствуют в задании на проектирование.

2.1. Задание на проектирование

Необходимо запроектировать стальные конструкции механосборочного цеха пролетом 24 и длиной 96 метров. Место строительства – город Ростов-на-Дону. Продольный шаг колонн здания принять равным 6 метров. Покрытие теплое, состоящее из следующих перечисляемых сверху-вниз слоев:

1. защитный слой из гравия, втопленного в битумную мастику;

2. гидроизоляционный 4-хслойный рубероидный ковер;

3. асфальтовая или цементная стяжка t=20мм;

4. утеплитель - пенопласт γ=0,5кН/м³, t=100мм;

5. пароизоляция из одного слоя рубероида;

6. стальной профилированный настил;

7. стальные прогоны пролетом 6м;

8. стальные фермы и связи.

Геометрическая схема стропильной фермы обычно задается руководителем проекта и будет рассмотрена ниже. Колонны здания принять ступенчатыми с верхней сплошной и нижней сквозной частями. Соединение ветвей нижней части колонны выполнить при помощи решетки из равнополочных уголков. Здание оборудовано двумя электромостовыми кранами грузоподъемностью 125/20тс, проводящими технологические и перегрузочные работы средней интенсивности.

Отметка головки кранового рельса 11м. Сопряжение колонны с фермой выполнить шарнирным. Класс бетона для фундаментов В25. Стены здания – самонесущие. Сталь для несущих конструкций здания принять самостоятельно по [6]. Объект нормального уровня ответственности. Здание строится на открытом участке местности.

2.2. Компоновка конструктивной схемы поперечной рамы

Компоновка поперечной рамы заключается в определении ее основных вертикальных и горизонтальных размеров. Они зависят от грузоподъемности кранов, типа стенового ограждения и т.п. На рисунке 2.1 показан фрагмент поперечной рамы с указанием основных размеров.

2.2.1. Вертикальные размеры рамы

Вертикальные габариты рамы зависят от технологических условий производства и определяются расстоянием от уровня пола до головки кранового рельса Н₁ и расстоянием от головки кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия Н₂. В сумме эти размеры составляют полезную высоту цеха от уровня пола до низа несущих конструкций покрытия Н₀.

Н₂  Н_к+100+f,

где Н_к – высота мостового крана на опоре, определяемая по ГОСТ или по таблице П.1 Приложения: Н_к = 4000мм;

f = 200…400мм – размер, учитывающий прогиб конструкций покрытия, для пролетов от 24 до 36м. Принимаем f = 200мм.

Рис. 2.1

100мм - необходимый по технике безопасности зазор между краном и несущими конструкциями покрытия с учетом допусков на изготовление крана.

Н₂  4000+100+200 = 4300 (мм).

По требованиям унификации размер Н₂ увеличивается в большую сторону до кратности 200мм:

Н₂ = 4400мм.

Полезная высота цеха (от уровня пола до низа стропильных ферм)

Н₀ = Н₁ + Н₂ =11000+4400 = 15400 (мм).

С учетом стандартных размеров элементов стенового ограждения Н₀ назначается кратным:

а) 1,2м при Н₀ < 10,8м;

б) 1,8м при Н₀  10,8м;

в) 0,6м при соответствующем обосновании.

Принимаем Н₀ кратным 1,8м:

Н₀ = 16200мм.

Если размер Н₀ изменился, то необходимо увеличить Н₁, а Н₂ оставить минимально необходимым.

Н₁ = Н₀ – Н₂ =16200-4400 = 11800 (мм).

Высота верхней части колонны:

Н_в = Н₂ + h_б + h_р,

где h_б – высота подкрановой балки, h_б =1000мм [5, с. 315];

h_р – высота подкранового рельса КР-120, h_р = 170мм [5, с. 315]

Н_в = 4400+1000+170=5570 (мм).

Обычно Н_в уточняется после расчета подкрановой балки, однако в рассматриваемом курсовом проекте такой расчет не выполняется, поэтому оставляем Н_в = 5570мм.

Высота нижней части колонны Н_н = Н₀ – Н_в + Н_з, причем Н_з – 600…1000мм – заглубление опорной плиты базы колонны ниже нулевой отметки. При грузоподъемности крана до 100тс Н_з обычно принимается 600мм, в остальных случаях – 1000мм.

Н_н = 16200 – 5570 + 1000 = 11630 (мм).