2.1 Задание на проектирование

Необходимо запроектировать стальные конструкции промышленного здания пролетом 24 и длиной 72 метров. Место строительства - 3 снеговой и 3 ветровой районы. Продольный шаг колонн здания принять 6 метров. Покрытие теплое, состоящее из:

1) Рубероид;

2) выравнивающий слой из цемента 1,5 см;

3) пенобетон 8 см;

4) крупнопанельный ж/б настил 3х6 метров;

5) ферма и связи.

Здание оборудовано двумя электромостовыми кранами грузоподъемностью 50/10тс. Отметка головки кранового рельса 8,5 м. Класс бетона для фундаментов В15. Стены здания самонесущие.

2.2 Компоновка конструктивной схемы поперечной рамы

Рис.1

Компоновка поперечной рамы заключается в определении ее основных вертикальных и горизонтальных размеров. Они зависят от грузоподъемности кранов, типа стенового ограждения и т.д.

2.2.1 Вертикальные размеры рамы

Вертикальные габариты здания зависят от технологических условий производства и определяются расстоянием от уровня пола до головки кранового рельса и расстоянием от головки кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия.

Расстояние от уровня пола до головки кранового рельса составляет Н₁ = 7000 мм.

Расстояние от головки кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия H₂.

H₂ задается в зависимости от высоты мостового крана:

Н₂ ≥ (Н_к+100) + f, где

H_K =3150 мм – расстояние от головки рельса до верхней точки тележки крана, для

крана грузоподъемность 50 т: ;

100 мм – минимальный зазор по нормам ТБ;

f = 200 мм – размер, учитывающий прогиб конструкций покрытия .

Тогда

Н₂ = (3150 + 100) + 200 = 3450 мм

Принимаем Н₂ = 3600 мм - кратно 200 мм.

Высота цеха от уровня пола до низа стропильных ферм:

Н₀ = Н₁ + Н₂ = 8500+ 3600 = 12100 мм

Размер Н₀ принимаем кратным 1,8 м: Н₀ = 12600 мм

Отметку верха подкранового рельса увеличиваем до:

Н₁ = Н₀ – Н₂ = 12600 – 3600 = 9000 мм

Высота верхней части колонны определяется по формуле:

Н_В = h_б + h_р + Н₂, где

h_б =1050 мм - высота подкрановой балки

h_Р = 130 мм – высота кранового рельса , тогда

Н_В = 3600 + 130 + 1050 = 4780 мм

Окончательно уточняем величину Н_В после расчета подкрановой балки.

Высота нижней части колонны.

Н_Н = Н₀ - Н_В + 600

600 – принятое заглубление опорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола, тогда

Н_Н = 12600– 5470+ 600 = 8420 мм

Общая высота колонны рамы от низа базы до низа ригеля.

Н = Н_Н + Н_В =4780 + 8420= 13200 мм

Высота торца стропильной фермы Н_ф принимается согласно ГОСТ 23119–78: при пролете здания 24 м Н_ф = 3150 мм.

2.2.2 Горизонтальные размеры рамы

Принимаем привязку колонн к оси а = 500 мм, исходя из высоты здания и грузуподъемности крана 50 т.

Высота сечения верхней части ступенчатой колонны должна быть не менее 1/12 ее высоты H_B, тогда

Принимаем h_В = 700 мм.

Расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны.

l₁  В₁ + (h_В – а) + 75 мм, где

В₁ – размер части кранового моста, выступающей за ось рельса, для крана

грузоподъемностью 100 т принимаемый 400 мм;

75 мм – зазор между кранном и колонной, исходя из ТБ, принимаемый по ГОСТу на

краны;

l₁  300 + (700 – 500) + 75 = 575 мм

Принимаем l₁ = 750 мм (кратно 250 мм).

Высота сечения нижней части колонны.

h_н = l₁ + а = 750 + 500 = 1250 мм

Выполним проверку жесткости поперечной рамы:

h_н >Н_н /20=8420/20=421 – условие выполняется

h_н=1250>421мм

Пролет мостового крана.

L_кр = L – 2× l₁ = 24000 – 2750 = 22500 мм

Расстояние между центрами тяжести сечений верхней и нижней частей колонны е≈(0,45…0,55)* h_н -0,5* h_в =0,5*1250-0,5*700=275 мм

Принимаем е=0,275 м

Расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести нижней части колонны:

е_к=0,5* h_н =0,5*1250=625 мм

Принимаем е_к=0,625