Расчет железобетонных конструкций промышленного здания, длинна которого равна 288 м, ширина - 66 м

Компоновка здания

При внутренней высоте здания Н≤10,8 м применяют сплошные, а при большей высоте – двухветвевые колонны. Размеры колонн могут изменяться в зависимости от типа кровли. При использовании плит на пролёт длину колонн следует уменьшить на 600 мм – опрную высоту опорных конструкций. 

В зданиях с мостовыми кранами крайние колонны имеют нулевую привязку при шаге 6 м, грузоподъёмности кранов Q не более 32 т и высоте Н не более 16,2 м. В остальных случаях, а также при любых кранах, если шаг колонн 12 м, принимают привязку 250 мм.

Здание по длине делят на температурные блоки , посредине блоков устанавливают вертикальные связи. Поперечные оси крайних колонн каждого блока смещают внутрь от цифровых разбивочных осей на 500 мм.

Неточность изготовления и монтажа конструкций учитывают допусками, поэтому проектную длину всех горизонтальных конструкций назначают меньше номинальной: плит покрытия – на 20 мм, балок и плит на пролёт – на 40 мм, ферм и арок – на 60 мм. Равнодействующую опорного давления (т.е. опорную реакцию) считают приложенной посредине площадки опирания. Например , при номинальном пролёте L=18 м проектная длина стропильной балки l_п=17,96 м., а её расчётный пролёт l_о при высоте сечения колонны в надкрановой части h_в=0,38 м равен 17,6 м.

Оси крановых путей располагают от продольных разбивочных осей на расстоянии λ=750 мм, поэтому пролёт крана lх, меньше пролёта здания L на 1,5 м. С учётом выступающих габаритов крана b₁=260..300 мм и минимально допустимых просветов (по 60 мм) высота сечения надкрановой (верхней) части колонны среднего ряда не должна превышать:

 h_в=1500-2·300-2•60=780 мм, колонны крайнего ряда при нулевой привязке:

 h_в=750-300-60=390 мм, а при привязке 250 мм – 640 мм.

Длину надкрановой части колонны (от верха консоли) назначают с учётом высоты сечения подкрановой балки, высоты рельса (150 мм), высоты крана на опоре h_х, минимально допустимого просвета 100 мм между краном и покрытием. Высоту подкрановой балки при шаге колонн 6м можно принять 1000 мм, при шаге колонн 12 м – 1400 мм. Для покрытий с плитами на пролёт длину подкрановой части колонн уменьшают на 600 мм.

Определение габаритов колонн и их привязка к осям двухпролётного здания

Необходимо определить габаритные размеры крайних и средних колонн двухпролётного здания и назначить их привязку к продольным осям здания.

Номинальные размеры: длина здания L=288 м, шаг колонн а=6 м, ширина здания 66 м, высота до низа стропильных конструкций Н=8,4 м, в пролётах по два крана грузоподъёмностью Q=32/5 т.

Принимаем сплошные колонны прямоугольного сечения, крайние колонны с размерами b=400 мм, h_в=380 мм, h_н=800 мм;  средние с размерами b=500 мм, hв=500 мм, h_н=700 мм. Поскольку в здании имеется кран большой грузоподъемности, принимаем для крайних колонн привязку 250. Высота подкрановых балок 1000 мм, высота рельса 150 мм, вертикальный габарит крана h_k=2750 мм, зазор между верхом крана и низом стропильной конструкции должен быть не менее 100 мм. Тогда длина надкрановой части колонны:

Н_в=1000+150+2750+100=4000 мм.

Общая длина (высота) колонны, учитываемая в расчёте:

Н_р=8400+150=8550 мм, где 150 – расстояние от поверхности пола до верхнего обреза фундамента, считающегося местом заделки колонны.

Полная (опалубочная) длина колонны:

8550+900=9450 мм, где 900 мм – глубина заделки колонны в стакан фундамента.

Расчёт поперечной рамы

Расчётная схема здания представляет собой многопролётную одноэтажную раму с шарнирно опёртыми ригелями и жёстско защемлёнными ступенчатыми стойками. Длину надкрановой части Н_в определяют в зависимости от  габаритов крана и высоты подкрановой балки с рельсом, расчётную длину подкрановой части определяют от верхнего обреза фундамента.  Назначают размеры сечений подкрановых и надкрановых частей колонны, задаются классом бетона. Поперечные горизонтальные нагрузки передаются от одной стойки  к другим  через ригели, которые полагают недеформируемыми вдоль их осей. Тогда горизонтальные перемещения всех стоек рам по верху становятся равными. В этом случае удобно использовать в статическом расчёте метод перемещений, при котором рама является статически неопределимой, независимо от числа пролётов (если ригели расположены в одном уровне). При воздействии постоянной снеговой и ветровой нагрузок все рамы 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 расчёт выполняют с учётом пространственной работы каркаса. В дальнейшем для расчёта будем использовать программу Ask.

Сбор нагрузок на раму

Нагрузки от покрытия

Постоянная нагрузка от покрытия складывается из веса конструкций покрытия, утеплителя и гидроизоляции. Вес снегового покрова является временной нагрузкой, которую, согласно нормам, в некоторых случаях разделяют на длительную и кратковременную, при учёте полного значения снеговой нагрузки её рассматривают как кратковременную. Величина снеговой нагрузки зависит от географического района. Нагрузка на колонны передаётся в виде сосредоточенных сил N – опорных реакций элементов, непосредственно опирающихся на колонны: стропильных или продольных конструкций. Величину N определяют как произведение равномерно-распределённой нагрузки на грузовую площадь колонны, добавляя нагрузку от стропильных (или продольных) конструкций. Вес кровли зависит от её состава, который автор проекта принимает самостоятельно. 

Определение нагрузок от покрытия на колонны.

Определим расчётные нагрузки от покрытия на крайние и средние колонны двухпролётного здания. Нагрузки на покрытие приведены в таблице 1.

                                                                                                                                  Таблица 1.

Грузовая площадь:

А_кр=6•24/2=72 м²

Постоянная нагрузка на крайнюю колонну от веса покрытия: