Поперечная рама здания

3. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ   

3.1 Поперечная рама здания

3.1.1 Данные для проектирования

Существующее здание - не отапливаемое каркасное однопролетное, размеры в плане 24х114м, высота 18м. Оборудовано двумя мостовыми кранами грузоподъемностью 5т легкого режима работы.

Несущие конструкции покрытия – железобетонные раскосные фермы пролетом 24м. Плиты покрытия ребристые железобетонные предварительно напряженные плиты 3х6м.

Колонны двухветвевые сечением в нижней части 1000х500мм, в верхней части 380х500мм. Высота колонн от обреза фундамента до верха подкрановой консоли 9,7м, от верха подкрановой консоли до низа стропильной конструкции 4,1м. Полная высота колонн с учетом заделки в фундамент 15,15м. Привязка колонн нулевая.

Фундамент – монолитные стаканы, отметка низа фундамента  –2.850.

Подкрановые балки железобетонные высотой 1м.

Наружные стены навесные панельные 1,2х6м.

Соединение ферм с колоннами выполнено сваркой закладных деталей и в расчетной схеме считается шарнирным.

Приняты следующие расчетные характеристики материалов:

для бетона класса В15      Rb=8.5 МПа, Rbt=0.75 МПа, Rb.ser=11МПа,

Rbt.ser=1.15 МПа, Eb= 20500 МПа.

для арматуры класса А400    Rs=Rsc=365 МПа, Es=200000 МПа.

для арматуры класса А300    Rs= Rsc=280 МПа, Es=210000 МПа для арматуры класса А240    Rs= Rsc=225 МПа, Es=210000 МПа

3.1.2 Компоновка поперечной рамы

Существующее здание - однопролетное каркасное не отапливаемое, размеры в плане 114х11,5м., высота 11,8м. Шаг колонн 6м., длина температурного блока 57м. Оборудовано подвесными кранами легкого режима работы грузоподъемностью 5т каждый.

В качестве основных несущих конструкций покрытия выбраны металлические раскосные фермы  трапециевидного очертания пролетом 11,5м. Устройство фонарей не предусмотрено, склад оборудуется лампами дневного cвета. Наружные стены и покрытие выполняются из стального профилированного листа.

Колонны проектируются металлическими коробчатого сечения. Длина колонн от обреза фундамента  до низа стропильных ферм H1=9,4м с учетом возможности устройства консоли на существующей колонне на отметке  +9.340. Привязку крайних колонн к разбивочной оси при шаге 6м, кране грузоподъемностью 5т принимаем нулевую. Сечение колонн предварительно принимаем h=(1/24)H1=(1/25)9.4=0.3м, b=0.2м.

Соединение колонн с фундаментами выполняется на анкерных болтах, колонны с фермами соединяются  сваркой опорных пластин. Пространственная жесткость здания обеспечивается за счет системы вертикальных связей.

3.1.3 Определение нагрузок

Поперечную раму производственного здания рассчитывают на действие нагрузок: постоянной, состоящей из веса конструкций покрытия, стен, балок кранового пути и колонн;  временной, состоящей из крановых нагрузок, веса снега на покрытии и давлении ветра.

Постоянные нагрузки. Распределенные по поверхности нагрузки от веса конструкций покрытия (см. графическая часть) приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Нагрузка от веса покрытия

Масса сегментной фермы пролетом 24м 14.3т, вес 140кН. Масса металлической фермы 0.7т, а вес 6.86кН.  Расчетная нагрузка на колонны в пролете И-К от металлических прогонов массой 0,0142т :

0.0142х9.81х6х9х0.5х1.1=3.76кН

Расчетная нагрузка на колонны от покрытия составят:

-  в пролете существующего здания 

Gс1=(2.466*6*24*0.5+140*0.5*1.1)0.95=241.82 кН

- в пролете проектируемого здания на консоль  

Gс2=(0.0168*6*11.5*0.5+6.86*0.77*1.1+3.76)*0.95=9.64 кН

на крайнюю колонну   

Gс3=(0.0168*6*11.5*0.5+6.86*0.23*1.1+3,76)*0.95=5.77 кН

Нагрузка от покрытия приложена на уровне опирания стропильной фермы по вертикали, проходящей через центр опорного узла. Линия действия нагрузки на колонны совпадает с геометрической осью колонн.

Расчетная нагрузка от веса балки кранового пути мостового крана  (47.04 кН) и веса кранового пути  (1.5 кН/м) на колонну:

Gсb1=(47.04+1.5*6)*0.95*1.1=59.2 кН

Расстояние от линии действия нагрузки до геометрической оси подкрановой части колонны составит: е1=200 мм.

Расчетная нагрузка от веса крановых балок (двутавр М45) подвесного крана :

Gсb2=0.42*1.1*0.95*6=2.63 кН

Нагрузку от веса существующих стеновых панелей и оконных переплетов ниже отметки 3.600 воспринимают фундаментные балки, поэтому усилия в колонне от нее не возникают.

Расчетная нагрузка от стеновых панелей толщиной 80 мм весом 1м2 1кН и оконных переплетов 0.5кН на участке выше отметки 3.600 составляет:

Gw1=(1*10.2+0.5*1.8)*6*1.1*0.95=69.6 кН

Нагрузка от стен приложена на уровне их опирания по вертикали, проходящей через геометрическую ось стеновых панелей. Расстояние от линии действия нагрузки до оси колонны:

на отметке 9.700 (надкрановая часть)   е1=0.5(0.2+0,38)=0.3 м на отметке 3.600 (подкрановая часть)   е2=0.5(0.2+1)=0.6 м

Расчетная нагрузка от веса стального ограждения весом 1м2 0.02кН и оконных переплетов (0.5кН):

Gw2=(0.02*5.3+0.5*6)*6*1.1*0.95=19.5 кН

Расчетная нагрузка от собственного веса колонны :

- железобетонные колонны при удельном весе бетона