Компоновка задания и расчет поперечной рамы здания с тремя равными пролетами по 18м и шагом колонн по 6м, стропильные конструкции – сегментные фермы

2. Компановка задания.

Так как внутренняя высота здания  H=13,2 м, и грузоподъемность крана  Q=50/10 т

принимаем сечение колонны двухветвевое.

Принимаем размеры колонны с учетом характеристик здания:

Высота колонны – 13,2 м.

Крайние колонны:

b=500 мм,

hв=600 мм,

hн=1300 мм,

с=250 мм.

Средние колонны:

b=500 мм,

hв=600 мм,

hн=1400 мм,

с=250 мм.

Так как грузоподъемность крана 50/10, то принимаем привязку крайних колонн 250 мм.

Неточность изготовления и монтажа конструкций учитывают допусками, поэтому длину всех горизонтальных конструкций назначаем меньше номинальной.

Номинальный пролет L=18 м, тогда  проектная длина стропильной фермы l=18000-60=17940 мм =17,94 м.

Высоту рельса примем 150 мм, высоту подкрановой балки примем 800 мм, так как шаг колонн 6 м, высота крана 3150 мм, просвет между краном и покрытием примем 100 мм (минимальный допустимый просвет 100 мм), тогда длина надкрановой части колонны будет  Hв=150+800+3150+100=4200 мм. Общая длинна (высота) колонны, учитываемая в расчете Hр=13200+150=13350 мм, где 150 мм – расстояние от поверхности пола до верхнего обреза фундамента. Полная (опалубочная) длина колонны 13350+900=14250 мм, где 900 мм – глубина заделки колонны в стакан фундамента.

3. Расчет поперечной рамы.

3.1. Расчетная схема.

Расчетная схема здания представляет собой многопролетную одноэтажную раму с шарнирно опертыми ригелями и жестко защемленными ступенчатыми стойками. Поперечные горизонтальные нагрузки передают от одной стойки к другим через ригели, которые полагают недеформированными вдоль их осей. Тогда горизонтальные перемещения всех стоек рам по верху становятся равными. При воздействии постоянной, снеговой и ветровой нагрузок всех рам температурного блока деформируются одинаково, пространственная работа каркаса не проявляется. При воздействии крановых нагрузок, приложенных к одной раме, благодаря жесткому диску покрытия в работу вовлекаются все рамы блока и расчет выполняют с учетов пространственной работы каркаса.

При выполнении проекта используем программу ASK.

3.2. Сбор нагрузок на раму.

Нагрузка от покрытия

Определим расчетные нагрузки от покрытия на крайние и средние колонны трехпролетного здания.

Здание с тремя равными пролетами L=18  м, и шагом колонн l=6 м, стропильные конструкции – сегментные фермы, плиты покрытия – ребристые размером 3х6 м, состав кровли – газобетон (g=6 кН/м³) слоем 180 мм, цементная стяжка (g=18 кН/м³) толщиной 30 мм, 3 слоя рубероида на битумной мастике, обьект расположен в г. Томск.

                                                                                                                                                                                   Таблица 1.

Нагрузка от веса 1 м² покрытия

Равномерно-распределенная нагрузка на покрытие приведена в табл. 1.

     При грузовой площади А_КР=(6*18)/2=54 м² нагрузка на крайнюю колонну от веса покрытия N₁=5,95*54=321,3 кН. Собственный вес фермы равен 78 кН, нагрузка на колонну от веса фермы N₂=78*0,5=39 кН. Суммарная расчетная нагрузка на крайнюю колонну N= N₁+ +N₂=321,3+39=360,3 кН.

Сила N приложена на расстоянии (600-250-30)/2=160 мм от наружнего края колонны,ее эксцентриситет (рис. 1) относительно геометрической оси надкрановой части колонны e₁=440-600/2=140 мм, относительно оси подкрановой части колонны e₂=420-1300/2=-230 мм (знак “-“ при направлении момента против часовой стрелки).

Грузовая площадь средней колонны в двое больше, чем крайней, поэтому в двое возрастает нагрузка от покрытия, так же в двое увеличивается нагрузка от веса фермы. В итоге, N=720,6кН.

Ветровая нагрузка.

Определим ветровую нагрузку на поперечную раму трехпролетного здания в г.Томске.

Тип местности В – городские территории, высота фермы на опоре 880  мм, высота плит 300 мм, толщина кровли 220 мм. Тогда высота вертикальной части шатра H_ш=880+300+220=1400 мм.

Пермь находится в 2-ом ветровом районе с нормативным значением ветрового давления  w₀=0,3 кПа. При высоте до 5 м k₁=0,5, высоте 10 м – k₂=0,65, высоте 20 м – k₃=0,85, принимаем аэродинамические коэффициенты с_е=0,8 с наветренной стороны и с_е3=0,6 с подветренной (активное и пассивное давление)

(Рис.2)