5.1 Компоновка поперечной рамы

Вертикальные габариты здания 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, который диктуется высотой мостового крана Н_к, принимаемой по приложению 1,[2], или по любой другой литературе в которой имеются справочные данные на мостовые краны.

Тогда размер Н₂, мм, будет равен

H₂ ≥ H_к + f + 100, (5.1)

где f = 200÷400 мм, в зависимости от величины пролёта,

т.е. для бóльших пролётов больший размер.

Окончательный размер Н₂ принимается кратным 200 мм.

Высота здания от уровня пола до низа стропильных ферм Н₀, мм,

H₀ = H₁ + H₂, (5.2)

который принимается кратным 1,2 м до отметки здания 10,8 м, а при большей высоте – кратным 1,8 м, т.е. принимаются такие размеры, как 9,6 м; 10,8 м; 12,6 м; 14,4 м; 16,2 м; 18 м; 19,8 м, и обозначается как Н_{0 факт}.

Устанавливается размер верхней части колонны Н_в, мм,

H_в = h_б + h_p + H₂, (5.3)

где h_б – высота подкрановой балки принимается по приложению 1, [2], или равной 1/8 ÷ 1/10 пролёта балки, равному шагу колонн В;

h_p– высота кранового рельса, принимаемая по приложению 1, [2], или 200 мм.

Размер нижней части колонны Н_н, мм, определяется по формуле

H_н = Н_{0 факт.} – Н_в +(600…1000), (5.4)

где (600…1000) мм – величина заглубления опорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола.

Общая высота колонны поперечной рамы от низа базы до низа ригеля

Н = Н_в + Н_н. (5.5)

Высота верхней части колонны в пределах ригеля Н_ф зависит от принятой конструкции стропильных ферм, рисунок 9.91, [2]. При плоских кровлях и опирании фермы на колонну сбоку высота фермы Н_ф = 3150 мм. В курсовом проекте принимаем здание без аэрационных фонарей.

Привязку наружной грани колонны к оси колонны а, мм, принимаем:

-500 мм для зданий с кранами грузоподъёмностью 100 т и более;

-250 мм в остальных случаях.

Высота сечения колонны назначается с учётом унифицированных привязок наружных граней колонн к разбивочным осям, а также установленной привязки ферм к разбивочной оси равной 200 мм. Таким образом, высота сечения верхней части колонны принимаемой в виде сплошного прокатного или составного двутавра будет равна

h_в = а + 200 мм, (5.6)

где а – принятая привязка наружной грани колонны.

Тогда, возможны лишь два варианта h_в=450 мм или h_в=700 мм.

Кроме того, необходимо выполнить проверку жёсткости колонны, согласно которой h_в назначается не менее 1/12 её высоты Н_в

h_в ≥ Н_в, (5.7)

если ранее принятая высота h_в не удовлетворяет условию (5.7), её необходимо увеличить до 500, 700 или 1000 мм.

При назначении высоты сечения нижней части ступенчатой колонны нужно учесть, что для того чтобы кран при движении вдоль цеха не задевал колонну, расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны ℓ1, мм, должно быть не менее

ℓ₁ ≥ В₁ + (h_в – а) + 75 мм, (5.8)

где В₁ – размер части кранового моста, выступающей за ось рельса, принимаемый по приложению 1, [2];

75 мм – допустимый зазор между краном и колонной.

Окончательно размер ℓ₁ принимается кратным 250 мм и имеет следующие значения 750, 1000, 1250 мм.

Высота сечения нижней части колонны h_н, мм, равна

h_н = ℓ₁ + а, (5.9)

С учётом обеспечения жесткости здания в поперечном направлении высота сечения нижней части колонны назначается не менее 1/20 всей высоты колонны Н

h_н ≥ Н, (5.10)

если ранее принятая высота h_н не удовлетворяет условию (5.10) её необходимо увеличить кратно 250 мм.

Пример компоновки поперечной рамы приведён на странице 271,[2], теоретический материал на страницах 267–269, [2].

Система связей между колоннами обеспечивает во время эксплуатации и монтажа геометрическую неизменяемость каркаса и его несущую способность в продольном направлении, а также устойчивость колонн из плоскости поперечных рам.

Для выполнения этих функций необходимы хотя бы один вертикальный жесткий диск по длине температурного блока и система продольных элементов, прикрепляющих колонны, не входящие в жесткий диск, к последнему. В жесткие диски включены две колонны, подкрановая балка, горизонтальные распорки и решетка, обеспечивающая геометрическую неизменяемость. Схемы конструкций жестких дисков связей между колоннами и их расположение показаны на рисунках 11.5 и 11.7, [2]. Предельные размеры между вертикальными связями приведены в таблице 11.2, [2]. Предельные размеры температурных блоков зданий приведены в таблице 11.1, [2].

Связи между фермами, создавая общую пространственную жесткость каркаса, обеспечивают: устойчивость сжатых элементов ригеля из плоскости ферм; перераспределение местных нагрузок (например, крановых), приложенных к одной из рам, на соседние рамы; удобство монтажа; заданную геометрию каркаса; восприятие и передачу на колонны некоторых нагрузок.

Горизонтальные связи располагаются в плоскостях нижнего и верхнего поясов ферм. Схема расположения горизонтальных и вертикальных связей между фермами показана на рисунке 11.10, [2].

Конструктивная схема связей между фермами зависит главным образом от шага стропильных ферм и приведена на рисунке 11.14, [2].

Для успешного освоения теоретического материала по теме «Связи между колоннами и по покрытию» рекомендуется изучить страницы 272–279, [2].