- •Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Исходные данные
- •2. Компоновка каркаса здания
- •2.1. Назначение размеров поперечной рамы
- •2.1.1. Размеры по вертикали
- •2.1.2. Размеры рамы по горизонтали
- •2.2. Сетка колонн
- •2.3. Связи
- •2.3.1. Связи между колоннами
- •2.1.3. Размеры ригеля (фермы)
- •3. Статический расчет каркаса здания
- •3.1. Расчетная схема рамы
- •3.2. Сбор нагрузок на поперечную раму
- •3.2.1. Постоянные нагрузки
- •3.2.2. Снеговая нагрузка
- •3.2.3. Нагрузки от мостовых кранов
- •3.2.4. Ветровая нагрузка
- •4. Расчет и конструирование колонны
- •4.1. Расчетные параметры длины колонны
- •4.2. Подбор сечения верхней части колонны
- •4.2.1. Последовательность подбора сечения
- •4.2.2. Проверки в плоскости действия момента
- •4.2.3. Проверка устойчивости из плоскости действия момента
- •4.2.4. Проверки местной устойчивости стенки и полок
- •4.3. Расчет нижней части колонны
- •4.3.1. Определение усилий в ветвях
- •4.3.2. Предварительный подбор сечения ветвей
- •4.3.3. Подбор и проверки сечения ветвей
- •4.3.4. Расчет решетки колонны
- •4.3.5. Проверка устойчивости нижней части колонны как внецентренно сжатого стержня
- •4.4. Расчет соединения верхней и нижней частей колонны
- •4.4.1. Проверка стыкового шва
- •4.4.2. Определение толщины траверсы
- •4.4.3. Сварные швы ш2
- •4.4.4. Сварные швы ш3
- •4.4.5. Расчет траверсы
- •4.5. Расчет и конструирование базы колонны
- •4.6. Расчет анкерных болтов
- •5. Расчет и конструирование ригеля рамы
- •5.1. Геометрическая схема ригеля
- •5.2. Расчетные усилия в элементах фермы
- •5.3. Подбор сечений элементов фермы
- •5.4. Расчет сварных швов элементов фермы
- •5.5. Конструирование узлов фермы
- •5.6. Расчет узлов
- •Библиографический список
- •Справочные данные по мостовым кранам
- •Нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2
- •Коэффициент к, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z
- •Сталь прокатная угловая равнополочная (гост 8509-86)
- •Неравнополочные уголки (гост 8510-86)
- •Двутавры с параллельными гранями полок (гост 26020-83)
- •Ориентировочное значение условной поперечной силы Qfic
- •Значение a для плиты, опертой по 3 сторонам
- •Формулы для определения
- •Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе широкополосного универсального и фасонного проката по гост 27772-88 для стальных конструкций зданий и сооружений
- •Пример расчета стропильной фермы
- •Решение
- •Усилия в стержнях фермы
- •Р ис.П3.13. Рабочий чертеж фермы (1-27 – номера элементов фермы)
- •Бурдаков Сергей Михайлович, Козловцев Валерий Михайлович Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания
2.1.3. Размеры ригеля (фермы)
Высота ригеля на опоре (рис. 1) Hфо в соответствии с техн. докум. [6] по обушкам уголков принимается (1:10, 1:15 L) Hфо = 2250 мм или Hфо = 3150 мм – для типовых ферм. Уклоны верхних поясов i принимаются следующими: i = [1/12; 1/10; 1/8]. При этом из условия перевозки железнодорожным транспортом общая высота фермы не должна превышать Hф = 3,8 м. Высота ригеля в середине пролета определяется по формуле:
(2.7.)
Длину
панели нижнего пояса фермы следует
принимать равной
а верхнего пояса –
При этом рекомендуется, чтобы решетка
фермы в местах присоединения к стойкам
рамы имела восходящие опорные раскосы.
Для удобства транспортировки ферма
разбивается на отдельные отправочные
элементы с укрупнительными узлами.
2.2. Сетка колонн
Размещение колонн в плане принимают с учетом технологических, конструктивных и экономических факторов (рис.2).
Рис. 2. План расположения колонн.
В пояснительной записке к курсовому проекту и в графической части вычерчивается план колонн с указанием осевых размеров. Если длина здания превышает нормируемую длину температурного блока [2, табл. 42], то устраивается температурный шов. Колонны, примыкающие к торцам здания либо к температурному шву, смещаются внутрь температурного блока на 500 мм.
2.3. Связи
В пределах каждого температурного блока здания следует предусмотреть самостоятельную систему связей.
2.3.1. Связи между колоннами
Эти связи предназначены для создания продольной жесткости каркаса и закрепления колонн из плоскости рамы, а также для восприятия сил продольного торможения кранов и давления ветра на торцы здания.
В верхней (надкрановой) части колонн при жестком сопряжении ригеля с колоннами применяют две вертикальные связи: верхнюю в плоскости шатра и нижнюю между нижними поясами стропильных ферм и тормозными балками.
Для отапливаемых зданий установлены следующие предельные размеры между вертикальными связями: от торца здания (блока при протяженных зданиях) до оси ближайшей вертикальной связи должно быть не более 90 м; между осями вертикальных связей в одном блоке должно быть не более 60 м.
При шаге колонн 6 м верхнюю вертикальную связь проектируют в виде креста или двухпанельной фермы одинаковой высоты со стропильными фермами на опорах, нижнюю — в виде креста или диагонали (рис. 3, а, б). При шаге колонн 12 м и более верхнюю связь проектируют в виде фермы, нижнюю — в виде креста или подкосов (рис. 3, в, г).
Рис. 3. Связи между колоннами: а) в виде креста; б) двух крестов; в) креста; г) портала
Вертикальные связи в верхней части колонн устанавливают у торцов здания, у температурных швов и в средней части температурного отсека, как правило, между осями, где поставлены поперечные связи шатра. В нижней части колонн связи устанавливают между подкрановой балкой и базой колонны. При шаге колонн 6 м и ≤9 м целесообразно проектировать связь в виде одного креста (рис. 3, а), а при >9 м — в виде двух крестов (рис. 3, б). При шаге 12 м и более ее следует проектировать в виде портала (рис.3, г), но возможно также применение и крестовой связи (рис. 3, в).
Горизонтальные связи по верхним поясам стропильных ферм состоят из поперечных связевых ферм, располагаемых у торцов здания и над вертикальными межколонными связями: распорок между поперечными связевыми фермами. Панель связевой фермы обычно принимают равной двум панелям стропильной фермы, развязывая, таким образом, верхние пояса через узел. Назначение этих связей – обеспечение устойчивости сжатых верхних поясов стропильных ферм в горизонтальной плоскости.
При шаге ферм 6 м связи выполняются по типу рис. 4.а, а при шаге 12м – по типу рис. 4.(б, в).
Горизонтальные связи по нижним поясам стропильных ферм образуют жесткий четырехугольник по периметру здания (температурного блока) из поперечных и продольных связевых ферм. Продольные связевые фермы размещают вдоль крайних продольных рядов колонн, создавая условия для перераспределения усилий между рамами. Поперечные связевые фермы устраивают по торцам здания и над вертикальными связевыми фермами между колоннами, они предназначены для восприятия ветровой нагрузки со стороны торца здания, передаваемой стойками торцевого фахверка. Между поперечными связевыми фермами устанавливают распорки (см. рис. 5).
Поперечные связи по верхним и нижним поясам стропильных ферм в плане совмещают, располагая их над вертикальными связями между колонн. При шаге ферм 6 м связи выполняются по типу рис. 5.а, а при шаге 12 м - по типу рис. 5.б,в.
Вертикальные связи между фермами закрепляют стропильные фермы сразу после подъема при монтаже, и ограничивают гибкость сжатых верхних поясов стропильных ферм, между раскрепленными во время монтажа точками, в пределах допустимой гибкости []. Эти связи представляют собой отдельные цельно-перевозимые фермы. В состав связей входят также растяжки (одновременно являющиеся элементами связей по нижнему поясу ферм) и распорки.
При шаге ферм 6 м связи проектируют по типу показанных на рис. 6, а, а при шаге 12 м – рис. 6, б.
Рис. 4. Схема связей шатра по верхним поясам ферм:
а) – при В=6м; б, в) – В=12м: 1 – стропильная ферма; 2 – распорка; 3 – дополнительный пояс связевой фермы
Рис. 5. Схема горизонтальных связей по нижним поясам ферм:
а) – В=6м; б) – В=12м; в) – В=12м; 1 – стропильная ферма; 2 – распорка; 3 – дополнительный пояс связевой фермы
Рис. 6. Схема вертикальных связей между фермами:
а) – при В=6м; б) – при В=12м.
