Конструктивна схема каркасу будівлі довжиною 169 метрів

2. Розрахунково-конструктивний розділ

2.1 Компонування конструктивної схеми каркасу

          Розбивка сітки колон. Довжина будівлі 169 м. Будівлю розділено температурним швом через 144 м. Запроектований цех складається з 4 прогонів. Два поздовжніх прогона довжиною 144м. і шириною 30м та один поздовжній прогін довжиною 144м і шириною 24м. Та один поперечний прогін довжиною 84м і шириною 24м.

2.2 Компонування поперечної рами каркасу

           У зв'язку з тим, що крок колон 6м, а крок ферм покриття 4м , а розрахункова схема поперечної рами прийнята в цілому з кроків 6м, то зусилля в колонах  отримані в результаті розрахунку на програмному комплексі "Lira 9.0" приймаються у конструктивному розрахунку без змін, а зусилля в елементах ферм слід зменшити для конструктивного розрахунку в 1.5 рази.

2.3 Установлення вертикальних розмірів рами

          Відстань від головки рейки до низу конструкції покриття h₂ = H_к+100+ а = 3390 + 100 + 300 = 3790 мм.

          Повна висота цеху від рівня полу до низу крокв'яних ферм H = h₁ + h₂ = 11,01 + 3,790 = 14,8м, що відповідає модулю 1,8м. Висота верхньої частини колони h_в = h₂ + h_пб+ h_р = 3390 + 1200 +200 = 4790 мм. Висота нижньої частини колони при заглибленні бази на 600 мм: h_н =H – h_в + 600 = 10610 мм.

           Приймаємо прив'язку зовнішньої грані колони до розбивочної поздовжньої осі  в_о =250 мм.

2.4 Встановлення горизонтальних розмірів рами

          Прогін крана L_кр = L - 2l , де L – прогін ( 30м ), l = 750 мм – відстань від осі кранової  рейки до розбивочної осі.

          L_кр = 30000 – 2*750 = 28500 мм.

          Верхнью частину колони проектуємо суцільною двотаврового перерізу, а нижню частину – наскрізною з розкісною решіткою.

2.5 Визначення навантажень, діючих на поперечну раму

          Постійні навантаження від маси конструкцій покриття. Відповідно з вказівками у завданні щодо типу покриття, приймаємо навантаження від елементів, які входять у склад покриття

Розподілені постійні навантаження

№ п/п	Склад покриття	Нормативне навантаження	Коефіцієнт	Розрахункове навантаження
1.	Шар гравію	0,4	1,3	0,52
2.	Шар руберойду	0,05	1,2	0,06
3.	Три шари руберойду	0,15	1,2	0,18
4.	Плити мінераловатні (gо = 250 кг/м3;  d = 100 мм )	0,25	1,2	0,3
5.	Шар руберойду	0,05	1,2	0,06
6.	Профільовані оцинковані листи настилу	0,14	1,2	0,154
	Всього	1,04		1,274

          Снігове навантаження. Маса снігового покриву для м. Суми дорівнює S_о = 1.67 кН/м² (згідно з ДБН В.1.2-2:2006);

Нормативне розподілене навантаження S_н = S_о*m = 0.7 кН/м². Розрахункове розподілене навантаження S_{р =}  S_n*g_з = 0.7*1.4 = 0.98 кН/м².

          Вітрове навантаження w_о =  0.45 кН/м² . Приймаємо тип місцевості В. Нормативне навантаження вітрового тиску w_n = w_о*к*с

 к₁₀ =0,65; к₂₀ = 0,85; к₃₀ = 1,1; с = 0,8 – для активного тиску.

С = 0,6 – для пасивного тиску.

          Розрахункове погоне навантаження на раму від активного тиску вітру g_f =1,4 і В = 6м.

          W₁₀^a = w_o *k₁₀*c*g_f*В = 0,45*0,65*0,8*1,4*6 = 1,96  кН/м.

          W₂₀^a = 0.45*0.85*1.4*6 =2.57 кН/м.

          На відмітці верха ферми 17,4м

          W_17,4^а = 2,57 +(3,33 -2,57)*8/10 = 3,17 кН/м.

          На відмітці низу ферми 10,6 м

          W_10,6^а = 1,06 + (2,57 -1,06 )*0,6/10 = 1,15 кН/м.

          Коефіцієнт переходу до еквівалентного, рівномірно розподіленого навантаження на рівні 15 - a₁₅ = 1,04

          Еквівалентне активне рівномірно розподілене навантаження

          W_е^а = W₁₀^a * a_1,96 = 1,96 * 1,095 = 2,146 кН/м

          Еквівалентне пасивне рівномірно розподілене навантаження з урахуванням аеродинамічного коефіцієнта с^' = 0,6

W_е^п = W_е^а *  с^'/с = 2,146 *0,6 / 0,8 = 1,61 кН/м

Кранове навантаження. Розрахунок рами проводимо на сумісну дію двох кранів Q = 500/125 кН.

          Розрахунковий вертикальний тиск на колону:

Д_мах = g_f * j*S F_i.max  *y_i + G_nk , де g_f = 1,1;  j = 0,85;

 F_i.max  = 540;  G_nk – маса підкранової конструкції , приймаємо 0,03…0,035.

Д_мах = 1,1 *0,85 ( 540 (0,75 + 1 + 0,15 )) = 959,31 кН + 0,03 = 959,34 кН

Д_мін = g_f * j*S F_i.mін*y_i + G_nk

F_мін =(( Q + G_кр )/ n_o^' ) - F_.max ^ср = (( 500 + 900 )/ 2 ) – 270 = 430 кН

F_.max ^ср = 5640/2 = 270 кН

Д_мін = 0,85 * 1,1 * 430 * ( 1 + 0,75 + 0,15 ) + 0,03 = 764 кН

Розрахункові елементи від кранового навантаження:

М_мах = Д_мах * е_к = 959,34 * 0,625 = 599,59 кН*м

М _мін = Д_мін *  е_к  = 764 * 0,625 = 477,5 кН*м

Нормативна горизонтальна сила поперечного гальмування візка, яка передається на одне колесо крана:

Т_к = 0,05 (Q + G_т )/ n_o^' = 0,05 ( 500 + 180 )/ 2 =17 кН

Найбільший розрахунковий тиск гальмівних балок на колону рами:

Т = g_f * j*S Т_к * y_i = 0,85 * 1,1 *17 ( 1 + 0,75 * 0,15 ) = 30,2 кН

 

2.7.1 Підбір розрахункових зусиль для підбору перерізу верхньої частини колони

Розрахункові зусилля для підбору перерізу верхньої частини колони беруть для перерізу 1-1 або 2-2 у будь-якій розрахунковій комбінації. М_{мах =} 342,98 кН*м; N_соот = 661,31 кН.

2.7.2 Вибір розрахункових зусиль для підбору перерізу нижньої частини колони