2. Компоновка поперечной рамы

Размеры рамы по вертикали:

Величина расстояния от головки рельса до низа конструкции покрытия:

Н₂ = (Н_кр + 100) + c,

где Н_кр + 100 – габаритный размер от головки рельса до верхней точки тележки крана плюс допуск на изготовление крана, равный 100 мм;

c – размер зазора между краном и строительными конструкциями покрытия, учитывающий возможный прогиб ферм и провисание связей по нижним поясам ферм, с = 200…400 мм.

Н₂ = (3150 + 100) + 300 = 3550 мм.

Поскольку размер Н₂ должен быть кратен 200 мм, принимаем Н₂=3600 мм.

Н₁=ОГР=11000 мм;

Высота цеха: Н₀ = Н₁ + Н₂= 11000+3600=14600 мм.

Принимаем ближайший больший размер, кратный 600 мм Н₀=15000 мм.

Тогда увеличиваем отметку головки кранового рельса:

Н₁ = Н₀ - Н₂=15000-3600=11400 мм.

Высота верхней части колонны:

Н_в = h_пб + h_р + Н₂=850+130+3600=4580 мм,

где h_пб – высота подкрановой балки, h_пб = 850 мм;

h_р – высота подкранового рельса, h_р = 130 мм.

Высота нижней части колонны:

Н_н = Н₀ – Н_в + (500…800) мм=15000-4580+500=10920 мм,

где 500…800 – заглубление башмака колонны.

Полная высота колонны: Н = Н_в + Н_н = 4580+ 10920 = 15500 мм.

Горизонтальные размеры:

Привязка колонны к продольной разбивочной оси а=250 мм, тогда принимаем h_в=600 мм. Сопряжение фермы с колонной – шарнирное. Ферма опирается на колонну сверху с использованием надколонника.

200 - привязка торца фермы к разбивочной оси.

Для ступенчатой колонны из условия жесткости высота се­чения в верхней части колонны h_в  H_в/12 = 4580/12 = 382 мм. 600>382, условие выполняется.

Режим работы крана 7К, следовательно, вдоль крановых путей предусматриваем проход. Проход организуем сбоку между колонной и краном (габарит прохода - 400 мм, ограждение - 50 мм, минимальный зазор между краном и колонной - 75 мм).

L₁ В₁ +525+ (h_в – а) = 300+525+(600-250)=1175 мм. Ближайший кратный 250 мм размер равен 1250 мм, принимаем L ₁=1250 мм.

Высота сечения нижней части колонны: h_н = а + L₁=250+1250=1500 мм.

Условие жесткости h_н  H_н/15=10920/15=728 мм. 1500>728, условие выполняется.

Пролет мостового крана: L_кр=L-2·L₁=24000-2·1250=21500 мм.

Рисунок 1. Схема поперечной рамы.

3. Сбор нагрузок на поперечную раму

1. Постоянная нагрузка

Таблица 1

№	Вид нагрузки	gn, кН/м2	f	g, кН/м2
Покрытие и кровля
1	Защитный слой (битумная мастика с втопленным гравием), t=10мм, γ0=21 кН/м3	0,21	1,3	0,273
2	Гидроизоляционный ковер из 3-ех слоев рубероида	0,15	1,3	0,195
3	Цементная стяжка t=20мм	0,4	1,3	0,520
4	Утеплитель из минераловатных плит t=150мм, γ0=2 кН/м3	0,3	1,2	0,36
5	Пароизоляция 1 слой рубероида	0,05	1,3	0,065
6	Стальной профилированный настил Н-60-845-0,8	0,105	1,05	0,110
7	Стропильные фермы	0,2	1,05	0,21
8	Прогоны, прокатные профили пролетом 6 м	0,06	1,05	0,063
9	Связи	0,04	1,05	0,042
Всего:		1,515		1,838
Стеновое ограждение
1	Трехслойные панели со стальной обшивкой t=80мм	0,183	1,1	0,201
2	Масса остекления с переплетами	0,400	1,1	0,440
2	Стеновые ригели	0,065	1,05	0,068
Всего:		0,648		0,709

а) Нагрузка от веса покрытия:

Расчетный собственный вес покрытия равен g₁=1,838 кН/м.

Распределенная расчетная нагрузка на ригель рамы:

q_п=g₁·S_f=1,838·6=11,03 кН/м.

Сосредоточенные силы, действующие в верхние узлы фермы:

Величина сил, приложенных в крайние узлы:

Р₁= q_п ·1,5=11,03·3 =33,1 кН (сила приложена к опорной стойке - надколоннику);

Величина сил, приложенных в промежуточных узлах:

Р₂= q_п ·3=11,03·1,5 = 16,55 кН.

б) Нагрузка от стенового ограждения и собственного веса колонны:

Расчетный собственный вес стеновых панелей составляет g₂=0,709 кН/м.

Распределенные силы от расчетного веса стенового ограждения: q_ст=g₂·S_k=0,709·6=4,25 кН/м;

Распределенные моменты, приложенные к верхним частям колонн: m₁=q_ст·е₁=4,254·0,3 =1,28 кН·м/м;

Распределенные моменты, приложенные к нижним частям колонн: m₂=q_ст·е₂=4,254·0,75 =3,19 кН·м/м;

Нормативный расход стали на колонны: g_кол=0,3 кН/м²;

Распределенные силы от расчетного веса колонн:

q_кол =g_кол· γ_f ·S_k=0,3·1,05·6=1,89 кН/м;

Распределенные силы, действующие на расстоянии

- 0…0,5 м по длине колонны (цоколь, нет нагрузки от стенового ограждения):

q_кол = 1,89 кН/м;

- 0,5…15,5 м по длине колонны: q= q_ст+ q_кол=4,25+1,89=6,14 кН/м;

в) Нагрузка от подкрановых конструкций:

В нагрузке от подкрановых конструкций учитывается собственный вес подкрановых балок с тормозными конструкциями и собственный вес кранового рельса.

Нормативный вес подкрановых балок для расчета рамы: G=10 кН. Расчетная сосредоточенная сила от подкрановой балки вычисляется с учетом коэффициента надежности по нагрузке (_f=1,05) и коэффициента, учитывающего вес тормозных конструкций (k_t= 1,5):

P_ПБ = G · _f · k_t =10·1,05·1,5=15,75 кН.

Принимаем для крана грузоподъемностью 50 т крановый рельс КР80. Его нормативный вес равен q = 0,6424 кН/м. Нагрузка на колонны от кранового рельса равна P_ТК = q · _f · S_k =0,6424·1,05·6=4,05 кН.

Суммарная нагрузка от подкрановых конструкций составляет:

P = P_ПБ + P_ТК =15,75+4,05=19,8 кН.

Сосредоточенная сила от подкрановых конструкций действует на нижнюю часть колонн с эксцентриситетом e=h_н/2=0,75 м и создает изгибающий момент M = P · e = 19,8·0,75=14,85 кН·м.