Стальной каркас одноэтажного промышленного здания (полезная высота здания - 14 м)

действующие на здание нагрузки: вертикальные (вес покрытия и снега, нагрузки от мостовых кранов или подвесного оборудования) и горизонтальные (усилия от торможения кранов, давления ветра, сейсмических воздействий и т.д.). Каркас собирается из отдельных элементов по стоечно-балочной схеме, которая состоит из стоек (колонн), ригелей, плит покрытия и связей жесткости. В поперечном направлении колонны устанавливают на расстоянии L, называемом пролетом, а в продольном – на расстояние l, называемом шагом колонн. Так как пролет 27 м, следовательно, покрытие из профилированного настила по прогонам.

Каркас здания должен быть неизменяемым во всех направлениях и на всех этапах строительства и эксплуатации, должна быть обеспечена устойчивость его элементов с помощью системы связей, которая ограничивает расчетную длину элементов; ясная статическая схема элементов каркаса; пространственность работы каркаса; должен обеспечиваться кратчайший путь передачи нагрузки на фундамент основания.

В данном курсовом проекте используется грузоподъемный транспорт – мостовые краны, со средним режимом работы, грузоподъёмностью 32/5 т. Место строительства – г. Чита.

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

        1.1 Место строительства – г. Чита.

1.2 Климатический район строительства – III₄

1.3 Размер здания в плане:

§  длина – 180 м;

§  ширина – 27 м.

1.4 Кран – два мостовых Q=32/5 т.

1.5 Режим – средний.

1.6 Полезная высота здания Н_о=14 м.

1.7 Ветровая нагрузка – III район.

1.8 Снеговая нагрузка – I район.

1.9 Среднемесячная температура в январе  t=-20 ^оС.

1.10 Отклонения средней температуры воздуха наиболее холодных суток от среднемесячной температуры в январе – 20 ^оС.

1.11 Температура наиболее холодных суток января – t=-40 ^oC.

          2 КОМПОНОВКА КАРКАСА

2.1 Шаг колонн поперечных рам принимаем равным 12 м.

2.2 Принимаем колонны переменного сечения, а подкрановые балки опираем на нижнюю часть колонны  см. рисунок 2.1

Рисунок 2.1 Схема поперечной рамы

  2.3 В качестве ригеля рамы используем типовые стропильные фермы   

       с параллельными поясами и сечениями элементов из уголков.

      2.4 Компоновка рамы по вертикали. Тип рельса КР70 с высотой h_rs=150 мм.

Н₂=Н_cr + c;                                          (2.1)

H₁=H_о-H₂                                             (2.2)

где с – зазор который учитывает прогиб фермы.

Н₂=2750+100+200=3050 мм (при L=27 м); Принимаем Н₂=3050мм.

2.5 Компоновка рамы по горизонтали. При шаге рам 12 м принимаем привязку а=0. Сечение верхней части колонны назначаем в виде двутавр 50 Б1, сечение нижней части колонны в виде двутавр и швеллер 40 Б1 (СТОАСЧМ 20-93).

Расстояние от оси колонны до оси подкрановой балки

L₁ ³ B₁+(h-a)+75 мм;                                        (2.5)

где В₁ – выступающая за ось рельса часть кранового моста,

      (h-a) – расстояние от продольной оси здания до внутренней грани колонны,

      75 – минимальный зазор между краном и колонной.

L₁ ³250+(500-0) =750 мм,

принимаем L₁=750 мм. Пролёт крана L_cr=м.

2.6 Компоновка конструкции покрытия. Выполняем покрытие по прогонам. Для того чтобы в поясе фермы не возник дополнительный изгибающий момент, проектируем опирание прогонов в узлах фермы.

Опирание стропильных ферм на колонны - шарнирное. Передача на колонны или связи по колоннам ветровых или сейсмических нагрузок со стоек торцевого фахверка  предусмотрена через горизонтальные связевые фермы, расположенные по верхним поясам стропильных ферм.

2.7 Стены в здании самонесущие из крупных блоков.

Таблица 2.1 Постоянная нагрузка на ригель рамы.

Вид нагрузки	Нормативная, [кН/м2]	gf	Расчётная, [кН/м2]
Проф.настил	0,105	1,05	0,11
Прогоны	0,07	1,05	0,074
Гидроизоляционный ковёр (2 слоя рубероида на битумной мастике)	0,1	1,3	0,13
Утеплитель маинераловатный h=200 мм.	0,2	1,2	0,24
Пароизоляция (один слой пергамина)	0,05	1,3	0,065
Собственный вес фермы	0,3	1,05	0,315
Итого:	0,825		0,934

3 РАСЧЁТ РАМЫ

3.1 СБОР НАГРУЗКИ

3.1.1 Постоянные нагрузки. Нагрузки от массы всех ограждающих и несущих конструкций.

Расчётную постоянную нагрузку на ригель рамы см. таблицу 2.1

Расчётная нагрузка на 1 м длины ригеля рамы:

q=1  6=6 кН/м.

3.1.2 Снеговая нагрузка. Нормативное значение снеговой нагрузки на 1 м² горизонтальной проекции покрытия определяют по формуле:

р^н=р_о с                                                  (3.1)

где р_о – вес снегового покрова на 1 м², принимаемый по СНиП в зависимости от района строительства, для IV района р_о=80 кгс/м²;

       с – коэффициент, зависящий от конфигурации кровли, для кровли с уклоном a₁£ 25^о с=1.

р^н=80 1=80 кгс/м²=0.8 кН/м²

Расчётную погонную нагрузку на ригель рамы определяем умножени­ем нормативной нагрузки на шаг рам В:

р=p^нB                                                 (3.2)

р=0.8  6=4,8 кН/м

3.1.3 Нагрузка от мостовых кранов.

Таблица 1.1

Рисунок 1.1 Схема мостового крана.

Вертикальное давление. Расчётное давление на колонну, к которой приближена тележка крана,

D_макс=n_cnP_максåy_. ;                                  (4.1)

на другую колонну

D_мин=n_cnP_минåy;                                   (4.2)

где n_с – коэффициент сочетания;

       n=1,1 – коэффициент перегрузки;

       Р_макс – наибольшее давление крана по ГОСТ или по каталогу на краны;

      åy – сумма ординат линии влияния для опорного давления на колонну