Компонування конструктивної схеми каркасу. Визначення розрахункових навантажень та жорсткісних параметрів поперечної рами

1.  Компонування конструктивної схеми каркасу.

1.1. Компонування поперечної рами каркасу

1.1.1.  Встановлення вертикальних розмірів поперечної рами.

Повна висота цеху від рівня підлоги до низу кроквяних ферм:

Н=h_в + h_н

h_в – відстань від голівки кранової рейки до кроквяної ферми;

h_н – відстань від підлоги до голівки кранової рейки.

          Розраховуємо верхню висоту:

h_в= h_пб + h_кр + Н_к + с + f =2070+170+4800+100+180=7320 мм

(кратність 200)

Приймаємо: h_в=7400 мм.

h_пб =2070 мм – висота підкранової балки;

h_кр =170 мм – висота кранової рейки;

Н_к =4800 мм – висота крана;

с =100 мм  – відстань між краном та кроквяною фермою;

f – розрахунковий прогин ферми.

          Знаходимо розрахунковий прогин ферми:

f   *L

L – проліт будівлі;

f   *36000=180 мм

          Розраховуємо нижню висоту:

h_н= Н_гр - h_пб - h_кр =12500 – 2070 – 170=10260 мм

Н_гр =12,5 м – відмітка головки кранової рейки.

          Розраховуємо повну висоту:

Н=7400 + 10260=17660 мм

(кратність 1,8 м)

          Приймаємо Н=18000 м.

h_н=Н - h_в =18000 – 7400=10600 мм

Відмітка головки кранової рейки:

Н_гр = Н_гр + 340=12840 мм.

          Розрахунок вертикальних розмірів ферми:

h_опорне=3150 мм – висота опирання ферми на колону;

h_загл=1000 мм – висота заглиблення колони;

h_к – висота конька ферми;

h_к= (L*і) / 2 =(36000* ) / 2=1500 мм

h_ф – 3250 мм – висота фонаря.

1.1.2.  Встановлення горизонтальних розмірів рами.

Визначаємо розміри перерізу верхньої та нижньї частин колони.

b_в – переріз верхньої частини колони.

b_в =  * h_в =  *7400=617 мм

(кратність 250 мм)

          Приймаємо: b_в =750 мм.

b_н – переріз нижньої частини колони.

b_н =  * Н =  *18000=900 мм

(кратність 250 мм)

b_{н констр.}=750 + 75 + 400=1225 мм.

Приймаємо: b_н =1250 мм.

          Знаходимо ексцентиреситет:

е = (b_н - b_в) / 2=(1250 – 750) / 2=250 мм

2. Визначення розрахункових навантажень та жорсткісних параметрів поперечної рами.

2.1. Навантаження на раму.

Можливі завантаження рами:

1)  постійні навантаження (власна вага конструкції);

2)  сніг по всій фермі;

3)  сніг з одного боку;

4)  вітрові навантаження;

5)  кранові навантаження;

6)  гальмівні навантаження.

Навантаження на 1 м² покриття.

Найменування, підрахунок	Нормативне навантаження, кН/м2	Коефіцієнт надійності, γf	Розрахункове навантаження, кН/м2
1. Захисний шар 15-20 мм з     гравію втопленого в мастику	0,3	1,3	0,39
2. Гідроізоляційна ковдра з   трьох шарів руберойда на мастиці	0,15	1,2	0,18
3. Утеплювач: керамзито-бетон t=13 см, ρ=700 кг/м3, 0,13*7=0,91	0,91	1,2	1,092
4. З/б плита	1,8	1,1	2,0
5. Ферма	0,4	1,05	0,42
6. Каркас ліхтаря	0,12	1,05	0,13
	Σ=3,68		Σ=4,212

2.1.1. Постійне навантаження.

Р_вузл. – вузлове навантаженя;

Р_вузл.=g*В*b=4,212*12*3=151,632 кН

2.1.2. Снігове навантаження.

Місто будівництва: Владівосток.

Кліматичний район: ІІ

Снігові навантаження – 0,7 кН/м²;

S_вузл.=S₀*γ_f*В*b=0,7*1,4*12*3=35,28 кН

S₀  0,8 g₀ ; γ_f =1,4

Сніг з одного боку(сніговий мішок):

S_вузл.=S₀*γ_f*В*b=0,7*1,4*12*3=35,28 кН

S_вузл / 2_.=17,64 кН

1,25*S_вузл.= 1,25*35,28 =44,1 кН

1,75*S_вузл.= 1,75*35,28 =61,74 кН

S¹= S / 2 + S + S + 1,75*S + 1,25*S=17,64+35,28+35,28+61,74+44,1=

    =194,04 кН

2.1.3. Вітрове навантаження.

Вітрові навантаження залежать від таких факторів:

1)  від типу місцевості:

А – відкриті, вільні від будівель місцевості;

В – середньої щільності забудови, околиці місць;

С – в межах міста.

2)  від висоти споруди:

	h	А	В	С
К	10 м		0,65
	20м		0,85
	40 м		1,1

3)  від кліматичного району будівництва: ω₀ – нормативне значення тиску;

4)  від напрямку дії вітру:

с – аеродинамічні коефіцієнти;

с₁ =0,8 – активний;

с₂ =0,6 – пасивний.

          Знаходимо значення активних вітрових навантажень:

ω_а = ω₀* γ_f*К* с₁*В

γ_f =1,4 - коефіцієнт надійності;

В – крок колон;

ω_а¹⁰ = 0,55*1,4*0,65*0,8*12=4,8 кН/м

ω_а²⁰ =0,55*1,4*0,85*0,8*1,2=6,28 кН/м

ω_а⁴⁰ =0,55*1,4*1,1*0,8*12=8,13 кН/м

          Знаходимо значення пасивних вітрових навантажень:

ω_п = ω₀* γ_f*К* с₂*В

ω_п¹⁰ =0,55*1,4*0,6*0,65*12=3,6 кН/м

ω_п²⁰ =0,55*1,4*0,85*0,6*12=4,7 кН/м

ω_п⁴⁰ =0,55*1,4*1,1*0,6*12=6,1 кН/м

          Знаходимо значення еквівалентних вітрових навантажень:

ω_а^е = ω_а¹⁰ *α =4,8*1,23=5,904 кН

Нм	10	15	20	25	30	35
α	1	1,04	1,1	1,17	1,23	1,29

ω_п^е = ω_а^е * 0,75=5,904*0,75=4,428 кН

          Навантаження від вітру на покрівлю з ліхтарем:

W= ω_а^е + ω_п^е =5,904 + 4,428=10,332 кН

2.1.4. Кранове навантаження.

В будівлі кран Q=160 / 32.

Знаходимо розрахунковий вертикальний тиск на колону:

D_max= γ_f*ψ*F_mах*Σу_і + G_пк

γ_f =1,1 - коефіцієнт надійності по навантаженню;

ψ=0,85 – коефіцієнт сполучень;

Σу_і = 9

Σу_mах =6,234 – сума добутківмаксимального нормативного тиску кранових

                         колес на ординати ліній впливу;

Σу_mіn =2,766

F_mах=370 кН

D_mіn= γ_f*ψ*F_mіn*Σу_і + G_пк

Мінімальний тиск котка крана:

F_mіn=((Q+ G_кр) / n₀) - F_mах= ((1600+2220) / 8) – 370=107,5 кН

Q – вантажопідємність крана;

G_кр – вага крана з візком;

n₀ – кількість коліс з одного боку крана.

          Знаходимо горизонтальний тиск коліс крана на колону:

Т= γ_f*ψ*Т_к*Σу_і

Т_к – нормативна горизонтальна сила поперечного гальмування візка;

Т_к=f *(Q + G_т) / n₀=0,05*(1600+650) / 8=14,06 кН

G_т – вага візка;

Т=1,1*0,85*14,06*9=118,32 кН

D_max=1,1*0,85*370*6,234=2156,65 кН

G_пк =(0,03 – 0,035)* D_max=0,03*2156,65=64,7 кН

D_max=1,1*0,85*370*6,234 + 64,7=2221,35 кН

D_mіn=1,1*0,85*107,5*2,799 + 64,7=342,72 кН

          Знаходимо моменти:

М_max= D_max*е

М_mіn= D_mіn*е

е – ексцентириситет;

е=(0,5 - 0,6)* b_н =625 мм

М_max=2221,35*0,625=1388,34 кН*м

М_mіn=342,72*0,625=214,2 кН*м