теле колонны или рядом с колонной, поэтому принимаем привязку разбивочной оси к наружной грани колонны а = 250 мм, высоту сечения верхней части колонны hb = 450 мм (не менее Нb/15 = 349 мм), hb- a = 200 мм - типовой размер привязки фермы к разбивочной оси.
l1 ³ B1 + ( hb - a ) + 75 = 300 + 200 + 75 = 575 мм
Назначаем l1 = 750 мм (кратно 250 мм).
hн = a + l1 = 1000 мм
Пролет мостового крана lk = L - 2*l1 = 27000-2*750 = 25500 мм
Сечение верхней части колонны принимаем сплошным, двутавровым, нижней - сквозным.
1.2. Компоновка связей каркаса.
Длина здания позволяет принять один температурный блок. Горизонтальные связи по верхним поясам ферм имеют симметричную разбивку на панели относительно конькового перегиба фермы.
Размеры панелей связевой фермы от опоры до конька приняты по следующей схеме 6 + 6 + 1.5 (м).
Горизонтальные поперечные связи по нижним поясам ферм имеют аналогичную схему. Вертикальные связи по покрытию идут с шагом равным 12 - 6 - 12 (м).
Связи по верхним поясам
Связи по нижним поясам
 |
Связи между колоннами.
 |
2. Расчет поперечной рамы каркаса.
2.1. Расчетная схема рамы и нагрузки.
В соответствии с конструктивной схемой (рис.1) принимаем расчетную схему (рис. 5.1) .
Расстояние между центрами тяжести верхней и нижней части колонны l0:
l0 = 0.5*(hн - hb) = 0.5*(1000 - 450) = 275 мм
Соотношение моментов инерций принимаем в соответствии с рекомендациями [1], стр. 284:7
Iн/Ib = 5; Ip/Iн = 4; тогда относительные величины Iн = 1; Ib = 0.2; Ip = 4.
2.2. Нагрузки на поперечную раму.
Все нагрузки подсчитываются с учетом коэффициента надежности по назначению gн=0.95 [3],стр. 34.
Постоянная нагрузка.
Нагрузка на 1 м² кровли подсчитана в табл. 1.
Расчетная равномерно распределенная линейная нагрузка на ригель рамы:
qп = gн · gкр · b /cos a = 0.95·1.78·6/1 = 10.146 кH /м
где: gкр - равномерно распределенная нагрузка на 1 м2 покрытия, принимаемая из табл. 1;
b - шаг ферм, равный шагу подстропильных ферм;
cos a - косинус угла наклона плоскости кровли к горизонтали.
Опорная реакция ригеля рамы:
FR = qп*l/2 = 10.146 * 27 /2 = 136.97 кН
Расчетный вес верхней части колонны - 20% веса всей колонны, равен:
Gв = 0.2 * gн * n1 * g0 * B *l/2 = 0.2*0.95*1.05*0.4*12*27/2 = 12 93кН.
Нижняя часть колонны составляет 80% веса всей колонны:
Gн = 0.8 * gн * n1 * g0 * B *l/2 = 0.8*0.95*1.05*0.4*12*27/2 = 51.71 кН,
где: n1 - коэффициент надежности по нагрузкам [3];
g0 - нормативная нагрузка, принимаемая по табл. 12.1 [1];
l - пролет поперечной рамы.
Снеговая нагрузка.
В соответствии с [3] вес
снегового покрова p0 = 0.7 кПа. При 
Линейная распределенная нагрузка от снега на ригель рамы по формуле:
qcн = gн* n* c* p0* B= 0.95* 1.4* 1* 1.5*6 =5.59 кН/м
коэффициент перегрузки n = 1.4 - [3] п. 5.7.
Опорная реакция ригеля:
FR = 5.59 * 27 /2 =75.41 кН
Вертикальные усилия от мостовых кранов.
По приложению 1 [1] находим характеристики кранов.
K = 5600 мм, В = 6860 мм, Fk max = 397.5 кН.
Расстояние между колесами соседних кранов 1,51 м.
Максимальное давление кранов на колонну - Dmax
Dmax = gн*(n*nc*(
) + n*Gn)=0.95*(1.1*0.85*397.5*2.86+1.05*0.25*12*13.5)=1051
кН
где: Gn =
* b * l/2; -по табл. 12.1 [1];
n, nc - коэффициенты перегрузки и сочетания; принимаем 1.1 и 0.85 для двух кранов с режимом работы 6к в соответствии с [3]:
yi- ординаты линии влияния, рис.3.
gн - полезная нормативная нагрузка на тормозной площадке
bт - ширина тормозной площадки
Минимальное давление колеса крана определяем по формуле 12.6 [1].
Fk min = (9.8 * Q
(i) + G кт) / n0 - Fk max = (9.8 * 50 + 529) / 2 – 397.5 = 112 кН
где: G кт- вес крана
с тележкой;
Q (i) - грузоподъемность крана;
n0 - число колес с одной стороны крана.
Минимальное давление крана на колонну Dmin вычисляется аналогично формуле для Dmax.
Dmin = gн*(n*nc*()+n*G)
=0.95*(1.1*0.85*112*2.86+1.05*0.25*12*13.5) = 326.5 кН
Сосредоточенные моменты Mmax и Mmin от вертикальных усилий вычисляем по формулам 12.7 [1].
Mmax = Dmax * eк; Mmin = Dmin * eк;
где eк = 0.5 * hн = 0.5 * 1.0 = 0.5 м
Mmax = 1051 * 0.5 = 525.54 кН*м; Mmin = 326.5 * 0.5 = 163.27 кН*м.
Горизонтальная сила от мостовых кранов,
передаваемая одним колесом - формула 12.4 [1].
Тнк = 0.05*( 9.8*Qi + Gт
) /n0 = 0.05*( 9.8*50 +132 ) /2= 15.55 кН
Горизонтальное давление крана на поперечную раму Т (формула 12.8 [1]):
T = gн * n * nc *
* y
=0.95 *1.1*0.85*15.55*2.86=39.5 кН
Считаем точку приложения силы Т на уровне головки рельса подкрановой балки.
Ветровая нагрузка.
Нормативный скоростной напор ветра см. [3] g0 = 0.38 кН/м2. Тип местности В - см. приложение [3], коэффициенты К для 5 м - 0.5;для 10 м - 0.65; для 20 м - 0.85; для 40 м - 1.1 .По формуле 12.10 [1]:
qв= gн*n*go*k*c*b=0.95*1.2*0.38k*0.8*12=4.77k
Линейная распределенная нагрузка при высоте
до 5 м - 4.77*0.5 =2.38кН/м ;
до 10 м - 4.77*0.65=3.10кН/м;
до 20 м - 4.77*0.85=4.05 кН/м;
до 40 м - 4.77*1.1=5.24 кН/м.
Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки - формула 12.12 [1]:
Fb = (q1 + q2) * h’/2 = (4.03+4.26)*(3.15+0.6) /2 = 15.55 кН
Fb’ = 0.6/0.8 * Fb = 0.6/0.8 * 15.55 = 1.66 кН; где:
q1 и q2 - величины ветровой нагрузки, соответствующие высотам H2- верху здания - отметка верха парапета; H1 - уровню нижнего пояса ферм:
H2 = H0 + hф + hn = 19.8 + 3.15 + 0.6 = 23.55 м
H1 = H0 = 19.8 м
q1 = qb10 + (qb20 - qb10) * 0.86 = 3.10 + (4.05 – 3.10)/10 * 9.8 = 4.03 кН/м
q2 = qb20 + (qb40 - qb20)/20 * 2.35 = 4.05 + (5.24 – 4.05)/20 * 3.55 = 4.26 кН/м
qэ = qb10 * a = 3.10 * 1.1 = 3.41 кН/м; qэл’ = qэ * 0.6/0.8 = 2.56 кН/м
2.3. Статический расчет рамы и определение расчетных усилий.
Статический расчет рамы выполняем на ПК. Для этого подготовим данные для ввода их в ЭВМ. Принятая расчетная схема, показанная на рис.5, представляет собой жесткую раму без шарниров. Соотношение жесткостей элементов рамы I1 / I2 / Ip = 1:0.2:4. Эксцентриситет смещения осей верхней и нижней части колонны
E1 = 0.5* (hн- hb) = 0.5 *(1.0 - 0.45) = 0.275 м.
Эксцентриситет давления крана E3 = 0.5 * hк = 0.5 м.
Эксцентриситет опорного узла стропильной фермы E2 =hb -a=0.45-0.25 = 0.2 м.
Учет пространственной работы осуществляется введением реактивного отпора RM при действии Dmax и Dmin, а также реактивного отпора RT, при расчете на горизонтальную тормозную силу.
RM = (1-aпр) * Рм
RT = (1-aпр) * Рт
где: aпр = 
Pм
= kRM * (
)
Pт = kRT * T
и ai - определяются по схемам рис. 3, 4.
Формулы для kRM и kRT принимаются по табл. 12.3.
где: 
; 
; 
; 
;
; 
; 
; 
2
Вычисляем исходные коэффициенты:
; 
;
; 
;
; 
; 
;
; 
Все исходные данные для статического расчета удобнее показать на схемах рис.5:
Схема 1. Компоновочные параметры рамы и соотношения жесткостей элементов рамы. Отметки узлов рамы даются в метрах от уровня пола цеха. Нагрузки даются в килоньютонах, положительное направление векторов показано на схемах.
Схема 2. Расположение и величины постоянной нагрузки, включая давление подстропильных ферм.
Схема 3. Расположение и величина снеговой нагрузки, включая давление от подстропильных ферм.
Схема 4. Вертикальные крановые нагрузки Dmax и Dmin и реактивный отпор
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.