Здание отапливаемое, 2-х пролётное, общей длиной 60 м. Компоновка поперечной рамы. Сбор нагрузок на поперечную раму. Определение усилий в стойках рамы при различных схемах загружения

1. Исходные данные

Здание отапливаемое, 2-х пролётное, общей длиной 60 м. Пролёт здания 24 м, шаг колонн 12 м. Мостовые краны среднего режима работы грузоподъемностью 150 кН.

Снеговая нагрузка – S₀ = 3.2 кПа –  IV снеговой район.

Ветровая нагрузка – W₀ = 0.48 кПа – IV ветровой район, тип местности С. Средняя скорость ветра за 3^-и наиболее холодных месяца –U  = 6 м/с.

Кровля рулонная. Плотность утеплителя 400 кг/м³, толщина 10 см.

Условное расчетное давление на грунт R₀ = 0,31 МПа.

2. Конструктивная схема здания

Элементом конструкции одноэтажного каркасного здания с балочным покрытием являются: колонны, заделанные в фундамент; ригели покрытия (сегментная ферма) опирающиеся на колонны; подкрановые балки; горизонтальные и вертикальные связи по покрытию и колоннам.

Основные конструкции каркаса - поперечные рамы, образованными колоннами, заделанными в фундамент и ригелями. В поперечном направлении пространственная жесткость обеспечивается поперечными рамами. В продольном направлении продольными рамами, образованными колоннами, элементами покрытия, подкрановыми балками и вертикальными связями.

Привязка крайней колонны для кранов среднего режима работы при грузоподъемности Q = 150 кН, шаге колонн 12 м и высоте колонны 14.4 м составляет 250 мм.

Перемещение груза поперек пролета осуществляется движением по мосту крана тележки с крюком (в пролете два мостовых крана).

Тип рельса – КР70

Высота рельса – h =120 мм

Ширина головки – b=70 мм

Ширина подошвы – b₂=120 мм

Площадь сечения – F=67.3 см

Моменты инерции – J_x=1081.99; J_y=327.16

Масса 1м – 52.7 кг

Плиты покрытия приняты железобетонные ребристые, преднапряженные, размерами в плане 3х12 м.

Несущая конструкция покрытия – сегментная ферма, пролетом 24 м.

Подкрановая балка железобетонная пролетом 12 м, массой 104,34 кН, высотой 1,4 м.

3. Компоновка поперечной рамы.

В качестве основной несущей конструкции покрытия принята железобетонная сегментная ферма с напрягаемой арматурой класса К-7 пролетом 24 м. Устройство фонарей не предусмотрено. Цех оборудуется лампами дневного света

Плиты покрытия ребристые, преднапряженные, размером 3х12 м. Подкрановые балки железобетонные, преднапряженные высотой 1,4 м. Высота подкранового рельса марки КР-70 - 0,12 м.

Наружные стены панельные, навесные, опирающиеся на опорные столики колонн и на фундаментные балки. Колонны железобетонные, прямоугольного сечения, отметка оголовка кранового рельса 11,45 м.

1)  Требуемая высота колонны:

·  нижней части колонны:

h_пб=1м.

·  верхней части колонны:

d=0.1м.

Требуемая высота колонны от отметки 0,00 до отметки низа стропильной конструкции:

Назначаем высоту колонны кратно 0,6 м с учетом применения типового стенового ограждения, принимаем Н=14,4 м.

Пересчитываем верхнюю часть колонны:

2)  С учетом заглубления обреза фундамента ниже нулевой отметки на 0,15 м, высота колонны от низа фундамента до низа стропильной конструкции:

округляем до 2^х плит по 1,2 м.

4. Сбор нагрузок на поперечную раму.

Постоянная нагрузка.

Нагрузка от веса покрытия приведена в таблице.

Расчётное опорное давление фермы: от покрытия

от арки

где 1.1 – коэффициент надёжности по нагрузке

Расчётная нагрузка от веса покрытия с учётом коэффициента надёжности по назначению здания γ_n<0.95:

¾  на крайнюю колонну

;

¾  на среднюю

Расчётная нагрузка от веса стеновых панелей, передаваемая на колонну выше отметки 13,8м:

γ₁=2.5 кН/м²; b – шаг колонн.

Нагрузка от веса стеновых панелей и остекления передаваемая на колонну выше отметки 9,9 м до 13,8 м:

γ₂=0.4 кН/м²

Нагрузка от веса стеновых панелей и остекления передаваемая на колонну выше отметки 0,00 м до отметки 9,9 м:

Расчётная нагрузка от веса подкрановых балок:

Расчётная нагрузка от веса колонны:

на крайнюю и среднюю колонны:

над крановая часть

под крановая часть

Временные нагрузки.

Снеговая нагрузка.

Вес снегового покрова на 1м² площади горизонтальной проекции покрытия для III района, согласно главе СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», s₀=3,2 кПа=3200 Н/м². Так как уклон кровли 3%<12%, средняя скорость ветра за три наиболее холодных месяа u=6м/с>2м/с снижают коэф. перехода m=1 умножением на коэфф. k=1.2-0.1×u=1.2-0.1×6=0.6 т.е k·m=1×0.6=0.6. Расчётная снеговая нагрузка при km=0.6, g_f=1.4, g_n=0.95:

на крайние колонны ;

на средние колонны

Крановые нагрузки.

Вес поднимаемого груза Q=150 кН. Пролёт крана 24-2×0.75=22,5м. База крана М=630см, расстояние между колёсами К=440см, вес тележки G_п=70 кН, F_n,max=190 кН, .

Расчётное максимальное давление на колесо крана при g_f=1.1:

,

.

Расчётная поперечная тормозная сила на одно колесо:

Вертикальная крановая нагрузка на колонны от двух сближенных кранов с коэфф. сочетаний g_I=0.85;

где åy-сумма ординат линий влияния давления двух подкрановых балок на колонну;

Вертикальная крановая нагрузка от четырёх кранов на среднюю колонну