Каркас деревянного промышленного сооружения. Выбор конструктивного решения. Определение основных размеров

1.  Исходные данные.

Рассчитать и запроектировать каркас деревянного промышленного сооружения по следующим данным:

L=21м; Длина промышленного сооружения 72м; Шаг колонн 4,5м;

Тип ригеля - трапецеидальная ферма со сжатыми опорными раскосами.

Условия эксплуатации А-2. Место строительства г. Уссурийск. –

P^{снеговая}_н=70 кг с/м².

Стены здания – пластмассовые панели толщиной 20 см.

Панели покрытия пластмассовые.

Материал несущей конструкции – ель.

Кран (тельфер) Q=50 Кн.  (5 Тс)

Стойки (колонны) ступенчатого типа, опирающиеся на бутобетонный фундамент из бетона класса В10.

2.  Выбор конструктивного решения здания.

Для обеспечения поперечной жесткости цельнодеревянного здания при наличии крановой нагрузки применяем дощато-клееные рамы на податливых соединениях со ступенчатого типа стойками, защемленными в фундаменты и с шарнирным креплением ригеля в виде трапецеидальной фермы со сжатыми опорными раскосами. Схема поперечника представляет собой двух шарнирную раму (рис. 1).

Покрытия выполнены из плоских асбестоцементных листов, закреплённых на обрешетки 50*50мм, закрепленной по стропилам 80*120мм, Которые в свою очередь крепятся к прогонам 120*150мм. Ограждающие конструкции стен выполнены из пластмассовых панелей толщиной 20 см.

Подкрановые полки приняты разрезные, металлические, асимметричного составного сечения с опиранием на ступени стоек (колонн), усиленных металлической обоймой и опорным листом.

Пролет балки равен шагу ферм (колонн) l₁=4,5 м. Устойчивость и пространственная неизменяемость здания обеспечивается установкой вертикальных связей, а также надежным и прочным креплением панелей к элементам (ригелям и стойкам) рамного поперечника. Вертикальные связи располагаются: в над крановой части – по оси плоскости смотровой ветви; в подкрановой части – в плоскости над крановой балки, в крайней и средней панелях – по длине здания.

Устойчивость ригелей обеспечивается за счет установки горизонтальных связей в этих же нагелях, где установлены и вертикальные связи.

Горизонтальные ветровые усилия на торец здания, воспринимаются стойками фарферха постоянного по высоте сечения, размещенные с шагом 4,2 м (рис.2). Стойки принимаем дощатые, спаренные на болтах.

2.1  Определение основных размеров поперечной конструкции.

Привязку наружной грани колоны к оси колонны принимаем нулевой (b₀=0), как для невысокого здания при шаге колонн до 6 м и при оборудовании кранами Q менее 50т.

Тогда пролет крана:

L_кр=l-2λ=21000-2*750=19500мм, где λ-расстояние между привязочной осью и осью подкрановой балки 750мм для кранов Q 50т.

Шарину подкрановой части колонны принимаем кратной толщине строганных с двух сторон досок толщиной 45 мм в пакете.

B_в=45*9=405 мм (9 досок)

Ширину подкрановой части:

B_н=λ+а₀/2=750=150=900 мм, где а₀ – ширина опорного листа => 900/45=20 досок.

Для свободного прохода крана должно выполняться условие:

λ ≥В₁+(b₁-b₀)+60, где В₁ – часть кранного моста, выступающая за ось рельса; 60мм – зазор между краном и колонной по требованиям правил безопасности при l_кр=21м.

Колонну принимаем из условий удобства изготовления и общей устойчивости спаренной на болтах общей шириной 2*150=300 мм.

Расстояние от уровня рельса до нижней кромки фермы – ригеля рамы:

h₂=А+100+150, где 100 – минимальный зазор между конструкцией крана и нижними выступающими частями несущей конструкции; 150мм – размер, учитывающий габарит выступающих вниз элементов ригеля и возможный прогиб его. => h₂=2250+100+150=2500мм. Округляя полученное значение до величены, кратной высотному модулю 200мм =>примем h₂=2600мм.

Полная высота цеха от уровня пола до низа несущих конструкций:

h=h₁+h₂=3140+2600=5740мм, H=5740+2,96=8700мм (8,7м)

Эту высоту в зданиях с мостовыми кранами следует принимать кратной 1,8м. Фундамент под колонну выступает на 300мм => 5,74-,3=5,44м. Принимаем выступающую часть колонны 340мм, а h_{колонны}=5,4м. Устанавливаем высоту верхней части колонны:

h_в=h_н.б+h_оп+h_р+h₂, где h_н.б=1*h_б/10=1*5400/10=540мм; h_оп=20мм – высота опорной плиты; h_р=140мм – высота кранного рельса.

h_в=540+20+140+2600=3300мм. Отметка низа подкрановой балки:

h-h_в5740-3300=2440мм. Полная высота колонны будет равна:

h=h-h_фунд=5740-340=5400мм. Высота нижней подкрановой части колонны:  

h_н=H-h=5400-3300=3100мм. Высота фермы (ригеля) посередине пролета h_фермы=l/6=20.7/6=3,45 м. Высота фермы на опоре h^фермы_оп=2420мм.

3.Расчет фермы

3.1 Опреюделение геометрических размеров.