1. Исходные данные.
1. Пролет здания: 24м;
2. Длина здания: 120м;
3. Шаг поперечных рам: 12м;
4. Отметка головки рельса: 10м;
5. Грузоподъемность крана: 16/32т;
6. Покрытие шатра: прогонное;
7. Сечение поясов ферм: прокатная труба квадратного сечения;
8. Район предполагаемого строительства: г. Новосибирск.
2. Компоновка каркаса и определение нагрузок.
2.1. Компоновка поперечной рамы.
Вертикальные размеры.
h2=(Hk+100)+f,
где Hk=2800 мм – высота крана ([1] стр.34);
100 мм – допуск на изготовление крана;
f=100 мм – зазор, который учитывает прогиб фермы и провисание связей по нижним поясам ферм.
h2=(2800+100)+100=3000мм.
Длина верхней (подкрановой) части колонны.
Hb=h2+hп.б.+hр,
где hп.б.=(1/10-1/12)*L – высота подкрановой балки (т.к. шаг колонн 6м); hп.б =1200-1000 мм. Примем hп.б=1200мм.
hр=200мм – высота подкрановой рельсы.
Hb=3000+200+1200=4400мм,
округляя, принимаем 4400 мм.
Hb*=Hb–hп.б.,
Hb*=4400 – 1200=3200 мм.
Полная длина колонны.
где о.г.р=10000мм – отметка головки рельса;
hз=800мм – заглубление базы колонны.
H=4400 – 1200 – 200+10000+800=13800 мм,
округляя, принимаем 14000мм.
Длина верхней (подкрановой) части колонны.
Hb= H+hп.б.+hр-о.г.р.-hз
H=14000 +1200 + 200-10000-800=4600 мм
Ф=3400/14000=0,24.
Длина нижней (подкрановой) части колонны.
Hн=H–Hb,
Hн=14000 – 4600=9400мм.
Горизонтальные размеры колонны.
Расстояние от оси колонны до оси подкрановой балки.
Т.к. здание оснащено краном 16/3,2т приме сплошную ступенчатую колонну.
l=В1+(hb – b0)+75,
где hb=380 мм – высота сечения верхней части колонны; Высота нижней части колонны
B1=260 мм – выступающая за ось рельса часть кранового моста ();
b0= 250 мм – привязка оси;
75мм – минимальный зазор между краном и колонной.
l=260+(380 – 250)+75=465мм,
Конструктивно принимаем 750 мм.
Условие:
L=Lкр+2×l,
где Lкр=22500мм – пролет моста крана.
L=22500+2×750=24000мм, удовлетворяется.
Эксцентриситеты.
Е0=0,4*1000=400мм.
Ек=1000-400-250=350мм
2.2. Определение нагрузок действующих на ферму.
Таблица.1.
Nп.п. |
Наименование элемента |
Нормативный вес, кН/м2 |
gf |
Расчетный вес, кН/м2 |
Постоянная нагрузка. |
||||
1 |
Защитный слой из гравия, втопленного в битумную мастику. |
0,4 |
1,3 |
0,39 |
2 |
Гидроизоляция – 4-х слойный рубероидный ковер. |
0,2 |
1,3 |
0,26 |
3 |
Цементно-песчаная стяжка . |
0,4 |
1,3 |
0,52 |
4 |
Утеплитель: жесткие минераловатные плиты или пенопласт. |
0,06 |
1,2 |
0,078 |
5 |
Пароизоляция: один слой рубероида. |
0,05 |
1,3 |
0,065 |
7 |
Стальной профилированный настил. |
0,16 |
1,05 |
0,168 |
8 |
Вес прогонов. |
0,12 |
1,05 |
0,26 |
9 |
Собственный вес конструкций ферм и связей |
0,16 |
1,05 |
0,167 |
Итого: |
1,55 |
1,889 |
||
Временная нагрузка. |
||||
1 |
Снеговая нагрузка. |
1,5 |
1,4 |
2,1 |
Итого: |
3,05 |
3,989 |
Принимаем кровлю легкого типа – нагрузка g=3,989 кН/м2.
Узловая нагрузка на подстропильную ферму:
Pу=g×B×L
где g=3,989кН/м2 – нагрузка;
B=12 м –шаг колонн;
L=3м – расстояние между узлами фермы; Pу =3,989*12*3= 143,6кН.
3.Расчёт фермы.
3.1.Определение усилий в стержнях фермы.
Определение усилий в поясах, раскосах и стоиках фермы производим
приближенно, графически с помощью построения диаграммы Максвелла-Кремоны.
Расчетные усилия в стержнях фермы приведены в таблице 2.
Таблица2
Усилия в элементах фермы
(Значения усилий приведены в kN)
№ эл. |
Комбинации |
Загружения |
|
Nmin |
Nmax |
1 |
|
Верхний пояс |
|||
1 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
2 |
-1148,8 |
-1148,8 |
-1148,8 |
3 |
-1148,8 |
-1148,8 |
-1148,8 |
4 |
-1531,733 |
-1531,733 |
-1531,733 |
5 |
-1531,733 |
-1531,733 |
-1531,733 |
6 |
-1148,8 |
-1148,8 |
-1148,8 |
7 |
-1148,8 |
-1148,8 |
-1148,8 |
8 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
Нижний пояс |
|||
9 |
670,133 |
670,133 |
670,133 |
10 |
1436,0 |
1436,0 |
1436,0 |
11 |
1436,0 |
1436,0 |
1436,0 |
12 |
670,133 |
670,133 |
670,133 |
Раскосы |
|||
13 |
-837,667 |
-837,667 |
-837,667 |
14 |
598,333 |
598,333 |
598,333 |
15 |
-359,0 |
-359,0 |
-359,0 |
16 |
119,667 |
119,667 |
119,667 |
17 |
119,667 |
119,667 |
119,667 |
18 |
-359,0 |
-359,0 |
-359,0 |
19 |
598,333 |
598,333 |
598,333 |
20 |
-837,667 |
-837,667 |
-837,667 |
Стойки |
|||
21 |
-71,8 |
-71,8 |
-71,8 |
22 |
-143,6 |
-143,6 |
-143,6 |
23 |
-143,6 |
-143,6 |
-143,6 |
24 |
-143,6 |
-143,6 |
-143,6 |
25 |
-71,8 |
-71,8 |
-71,8 |
Примечание: Усилия во второй половине фермы аналогичны усилиям в первой половине и получены зеркальным отображением диаграммы Максвелла-Кремоны.
Схема стропильной фермы.
Узловая нагрузка Р=143,6кН.
3.2. Подбор сечений стержней феры.
Материал поясов и решетки – сталь С245 ГОСТ 27772-88. Для t=2…20мм, Ry=240МПа. Сечения поясов – квадратная труба по ГОСТ 8639-82. Сечения решетки – квадратная труба по ГОСТ 8639-82.
Верхний пояс: Nmax=1531,73 кН; lef,x=3м; lef,y=6м. Задаемся гибкостью l=60, при этом j=0,805 . Для поясов ферм , коэффициент условия работы gс=1,05 ([4] Таблица 6*).
Атр=N/j×Ry×gc,
Атр=1531,73/1,05∙0,805×240×103×1=0,00755м2.
iтр,x=lef,x/l,
iтр,x=6/60=0,1м;
iтр,y=lef,y/l,
iтр,y=3/60=0,05м.
По требуемой площади и радиусам инерции принимаем квадратную трубу сваренную из 2х уголков 200*200*12 с характеристиками А=94,2см2, ix=8см, iy=8см.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.