Конструирование и расчет стального каркаса одноэтажного промышленного здания с двумя мостовыми электрическими кранами (расстояние от уровня пола до головки кранового рельса - 10000 мм)

Расстояние от продольной разбивочной оси до оси подкрановой балки определяется по  формуле

 , где - размер части кранового моста, выступающей за ось рельса, принимаемый по ГОСТ на краны (=425мм)

Ширина верхней части колонн крайних и средних рядов в плоскости рамы при отсутствии прохода в ней обычно принимается .

Ширина нижней части колонны крайнего ряда принимается равной

.

При заданном пролете здания (по заданию L = 30000мм) и принятой величине  пролет крана определяется из выражения

= L - 2 = 30000-2·750 = 28500 мм.

Рис.1 Схема поперечной рамы

1.2.  Компоновка  ригеля

Наиболее распространенным типом ригеля рам одноэтажного производственного здания является двускатная ферма с уклоном верхнего пояса от конька 1,5 %.  Для названной фермы с пролетом, кратным 6 м, шаг узлов по верхнему поясу принимается равным 3 м.  Схема решетки фермы принимается треугольной с дополнительными стойками к верхнему поясу (обязательно при восходящих первых (опорных) раскосах).

1.3.   Компоновка  связей между  колоннами

Для обеспечения неизменяемости каркаса и устойчивости его элементов в продольном направлении, а также для восприятия продольных горизонтальных ветровых и крановых воздействий на каркас в продольном направлении по всем рядам колонн устраиваются вертикальные связи.

По длине здания связи располагаются через 40…50 м у середины температурного блока  (рис. 2) и не более 50…90 м от его торца.

Рис. 2. Схема расположения вертикальных связей колонн по длине температурного блока неотапливаемого здания

По высоте здания вертикальные связи колонн располагаются в трех ярусах:

-  в пределах подкрановой части колонн (первый ярус);

-  в пределах надкрановой части колонн (второй ярус);

-  в пределах высоты фермы у колонны (третий ярус). Связи этого яруса одновременно являются вертикальными связями ферм.

Связи первого яруса проектируются, как правило, с крестовой решеткой и располагаются в плоскости двух поясов (или ветвей) колонны (см. пунктирные линии на рис. 2).

Связи второго яруса проектируются с подкосной решеткой и располагаются обычно в плоскости разбивочной оси.

Связи третьего яруса проектируются в виде ферм  (рис. 3) и располагаются в одной плоскости со связями второго яруса.

Рис. 3. Схема вертикальных связевых ферм покрытия здания

1.4.   Компоновка  связей  по  покрытию

Связи по конструкциям покрытия (шатра) здания ставятся для обеспечения пространственной жесткости каркаса, устойчивости покрытия в целом, устойчивости сжатых элементов покрытия и передачи ветровых нагрузок с торцов здания на связи колонн. Связи по покрытию располагают:

-  горизонтально в плоскости нижних поясов ферм:

-  вертикально между фермами:

-  горизонтально в плоскости верхних поясов ферм:

-  по фонарю (при его наличии).

Система горизонтальных связей по нижним поясам ферм состоит из продольных связевых ферм, устанавливаемых вдоль рядов колонн, и поперечных связевых ферм, устанавливаемых у торцов температурного блока и между теми фермами, которые опираются на колонны, связанные вертикальными связями (рис. 4).

Рис. 4Компоновка горизонтальных связей в плоскости нижних поясов ферм при шаге ферм 12 м

Для превращения вертикальных ферм, соединенных в плоскости нижних поясов поперечными горизонтальными связевыми фермами, в неизменяемый  жесткий пространственный брус между ними в плоскости всех стоек ставятся вертикальные связевые фермы  (рис. 3).

Роль горизонтальных связей по верхним поясам ферм покрытия (при расположении вертикальных связевых ферм в плоскости каждой стойки) выполняют прогоны с прикрепленным к нему настилом.

1.5 Компоновка торцевого фахверка.

Фахверк (стеновой каркас) предназначен для восприятия действующих на стены нагрузок и передачи их на основной каркас и фундаменты. Состоит он из стоек (1), ригелей (2) и элементов связей (3), обеспечивающих его устойчивость (рис. 5)

Рис.5 Схема торцевого фахверка

Узел 1

2.  Нагрузки на поперечную раму.

На раму промышленного здания действуют следующие основные нагрузки:                  

- нагрузки от собственной массы конструкций шатра, колонн и подкрановых конструкций (постоянные нагрузки);                                                                                                              

- снеговая нагрузка;                                                                                                                      

3. Постоянные нагрузки от покрытия.

Нагрузка от массы конструкций шатра обычно принимается равномерно распределенной по длине ригеля. Ее расчетная величина (кН/м) определяется выражением

                                                                                                                      где - расчетная постоянная поверхностная распределенная нагрузка от покрытия (берется по таблице 1);  

Таблица 1. Постоянная поверхностная распределенная нагрузка от покрытия.

Состав покрытия	Нормативная, кН/м2	Коэффициент перегрузки	Расчетная, кН/м2
Стропильная ферма	0,4	1,05	0,42
Гидроизоляционный ковер из  4 слоев рубероида	0,2	1,3	0,26
Утеплитель (пенобетон) t = 8см  γ=6 кН/м2	0,48	1,3	0,624
Пароизоляция	0,05	1,3	0,065
Связи по покрытию	0,06	1,05	0,065
Каркас стальной панели 3×12м	0,25	1,05	0,26
Прогон сплошной L=12м	0,15	1,05	0,16
Профилированный настил t = 0.8-1.0мм	0,13	1,05	0,14
Асфальтовая или цементная стяжка t = 2см	0,4	1,3	0,52
И т о г о

q = 2.51·12 = 30,12 кН/м

3.  Снеговая нагрузка.

При расчете рамы нагрузка от снега принимается равномерно распределенной по длине ригеля. Расчетная величина ее на 1м погонный ригеля определяется по формуле

                                                                                                                            где -нормативный вес снегового покрова, кПа, принимаемый по СНИП 2.01.07-85*;  =0,7 кН/м²

-коэффициент перегрузки снеговой нагрузки, принимаемый в зависимости