Проектирование стального каркаса однопролетного здания склада (район строительства – г. Мариуполь)

 РАСЧЕТНО - КОНСТРУКТИВНАЯ  ЧАСТЬ.

3. Расчет поперечной рамы.

3.1.  Исходные данные.

Запроектировать стальной каркас однопролетного здания, склада со следующими исходными данными: пролет здания 36м; длина здания 96м; шаг колонн и ферм 12м.

Крановое оборудование склада – два электрических мостовых крана грузоподъемностью Q=30/5т;

отметки головки кранового рельса – 15м.;

район строительства – г. Мариуполь;

покрытие- холодное, прогонное  с применением стального профилированного настила марки НС-44. 1000-0,7;  уклон ферм – 0,015;

материал конструкций:

колонны –сталь С 235 ГОСТ 27772-82

R_у=2200 кг/см²=22кН/см²

фермы – сталь.

Подкрановых балок – сталь марки Вст3кп2  ГОСТ 380 – 71, R_у=225мПа.

Все заводские соединения сварные, монтажные на болтах нормальной точности и монтажной сварки.

3.2.  Компоновка конструктивной схемы каркаса.

Длина здания - 96м. что не превышает предельной длины температурного отсека 230м, следовательно, устройство температурного шва не требуется.

Для данного кранового оборудования и пролета цеха 36м. выписываем из каталога характеристики и габаритные размеры крана.

   Установление вертикальных размеров рамы h₂=Н_к+100+Q=3000+100+500=3600мм.     (кратно модулю 200).

Полная высота цеха от уровня пола до низа ферм Н=h₁+h₂=15000+3600=18,600м

Высота верхней части колонны h_b+h_nб+h_p=3600+120+1500=5220мм.

Высота нижней части колонны при заглублении базы на 600 мм.         

h_н=М-h_b+600=18600-5220+600=13980мм.

Высота колонны от низа башмака до низа фермы h=h_м+h_b=5220+13980=19200мм.

Высота фермы на опоре при уклоне верхнего пояса i=1,5%  h₀=3150мм.

Принимаем привязку наружной грани колонны к разбивочной продольной оси в₀=500мм.

Принимаем в_в=750мм.(кратно 250).

Размер λ=В₁+С+(в_в-в₀)=300+200+(750-500)=750мм, где В₁=300мм.; С=200мм. Принимаем λ=750мм. Что кратно 250мм. Пролет крана:

 L_кр.=L-2λ=36000-2·750=34500мм.

Тогда ширина нижней части колонны в_н=в₀+λ=500+750=1250мм.

3.3.  Определение нагрузок, действующих на поперечную раму.

3.3.1. Постоянная нагрузки от массы конструкций покрытия.

3.3.2. Снеговая нагрузка.

  Масса снегового покрова для г.Мариуполь S₀=0,5кН/м².

Нормативная распределенная снеговая нагрузка S_n=S₀·μ=0,5·1=0,5кН/м² при α <25^º

Расчетная распределенная снеговая нагрузка S_r=S_n·γ_f=0,5·1,4=0,7кН/м² отношение g_н/S₀=0,533/0,5=1,066>0,8, поэтому γ_f=1.4

Расчетная погонная нагрузка от снега на ригель S=S_r·B_ф=0,7·12=8,4 кН/м

3.3.3. Ветровая нагрузка.

  Нормативное значение ветрового давления для г. Мариуполь ω₀=0,38кН/м². Тип местности А. Нормативное значение ветровой нагрузки ω_n= ω₀kс. Коэф-т k для местности А при высоте над поверхностью земли: до 10м.- k₁₀=1; 20м.-k₂₀=1,25; 40м-k₄₀=1,1.

Аэродинамический коэффициент для  вертикальных стен прямоугольного в плане: С=0,8 - для активного давления; С'=0,6 - для пассивного давления.

Расчетная погонная нагрузка на раму от активного давления ветра при коэффициенте надежности по ветровой нагрузке: γ_f=1,4 и В=12м.

ω^а₁₀=ω₀к₁₀сγ₁в=0,38·1·0,8·1,4·12=5,107кН/м

               ω^а₂₀=0,38·1,25·1,4·12=7,98 кН/м

                ω^а₄₀=0,38·1,5·1,4·12=9,576кН/м

на отметке верха фермы 21,750 м.

                         ω^а_21,75=7,98+/9,576-7,98/·1,75/20=8,119 кН/м

на отметке низа фермы 18,6 м.

                ω^а_18,6=5,107+/7,98-5,107/·8,6/10=7,577 кН/м

Фактическую эпюру ветрового давления заменяем эквивалентной равномерно распределенной нагрузкой ω_э. Коэффициент перехода на уровне 15м-α₁₅=1,04, на уровне 20м-α₂₀=1,10; на уровне 18,6м-α_18,6=1,04+(1,10-1,04)3,6/5=1,083