Оглавление 

 

Введение

 

Конструкции промышленных зданий, как и гражданских, состоят из отдельных элементов, связанных в единую систему. Отдельные  элементы зданий- плиты и балки перекрытий, колонны, стены и др. – должны обладать прочностью и устойчивостью, достаточной жесткостью, трещиностойкостью и участвовать в общей работе здания. При загружении одного из элементов здания в работу включаются и другие элементы, происходит работа пространственной системы. Здание в целом должно надежно сопротивляться деформированию в горизонтальном направлении под влиянием различных нагрузок и воздействий, т.е. должно обладать достаточной пространственной жесткостью.

Конструктивные схемы зданий, удовлетворяющие изложенным требованиям, могут быть каркасным и панельными (бескаркасными), многоэтажными и одноэтажными. Каркас одноэтажного здания образуют колонны, заделанные в фундамент, и ригели, шарнирно или жестко соединенные с колоннами.

Каркас  многоэтажного здания образуют основные вертикальные и горизонтальные элементы- колонны и ригели.

Целью данной курсовой работы является запроектировать  в сборном железобетоне основные несущие конструкции одноэтажного каркасного производственного здания с мостовыми кранами.

Исходные  данные

 

•  здание  отапливаемое, двухпролетное, II класса по ответственности;
• шаг колонн – 12 м;
• размеры пролетов – 30 м;
• отметки головок крановых путей – 10.0;
• грузоподъемность мостовых кранов – 20/5;
• вид строительной конструкции – СБФ (сегментная безраскосная ферма);
• расчетное сопротивление грунта – 0,18 МПа;
• длина здания – 108 м;
• тип местности по ветровой нагрузке – B;
• район строительства – г. Минск;

III район по снеговой нагрузке – S_g = 1,8 кПа;

I район по ветровой нагрузке – w₀ = 0,23 кПа. 
 
 
 
 
 
 
 

1. Компоновка  поперечной рамы

 

Основные  несущие конструкции покрытия –  железобетонные стропильные фермы пролетом 30 м и подстропильные фермы пролётом 12 м; подкрановые балки сборные железобетонные, предварительно напряженные, высотой 1,4 м; плиты покрытия предварительно напряженные железобетонные ребристые, размером 3×6. Устройство фонарей не предусмотрено, цех оборудуется лампами дневного света. Наружные стены панельные, навесные, опирающиеся на опорные столики колонн.

Крайние колонны проектируют сплошными  прямоугольного сечения, ступенчатыми; средние колонны – сквозными  двухветвевыми.

Отметки головок крановых рельс H_r = 10,0 м.

Высота  кранового рельса h_r = 150 мм.

Привязка  координационных осей крайних рядов  колонн нулевая, а привязка осей крановых путей λ = 750 мм.

Длина надкрановой части колонн Н₁  и подкрановой части Н₂ :

, где

Н_cr – габаритный размер крана по высоте, Н_cr = 2,40 м;

h_cb – высота подкрановой балки;

а₁ – зазор между нижним поясом фермы и краном, равный 100 мм.

,где

a₂ – отметка обреза фундамента.

Полная  длина колонны:

Н=Н₁+Н₂=4050+8600 = 12650 мм. Принимаем высоту H = 12750 мм, увеличивая отметку головок крановых рельс до 10,1 м. 

Поперечные  сечения колонн:

 

Высота  поперечного сечения надкрановой  части колонн крайних рядов:

h₁ = λ – B₁ – 70 = 750 – 260 – 70 = 420 мм;

Высота  сечения подкрановой части h₂ ≥ 1/14 Н₂ = 8700/14 = 621 мм; принимаем ширину сечения равной 700 мм.

Для колонны  среднего ряда высота сечения надкрановой  части h₁ = 700 мм. Высота сечения подкрановой части:

h₂ = 2λ + h_br =2∙750 + 250=1750 мм; где 250 – высота сечения одной ветви. Так как грузоподъёмность мостового крана равна 20/5 тс и высота колонн 12750 мм, то принимаем высоту сечения подкрановой части 1200 мм. Ширину сечения назначаем 700 мм. Высота сечения распорок 400 мм.

2. Определение нагрузок на раму-блок

 

1. Постоянные  нагрузки

 

Постоянные  нагрузки на покрытие, Па 

 

Постоянная  нагрузка на 1 м² покрытия составляет 3 кПа.

Массы основных несущих конструкций и  их вес:

1. Сегментная безраскосная ферма L = 30 м, масса 26 т, вес 265 кН.
2. Подстропильная ферма L = 12 м, масса 11,3 т, вес 110,8 кН.
3. Подкрановая балка L = 12 м, масса 11,7 т, вес 114,8 кН.

 

Расчётные нагрузки при γ_f >1 на стойки рамы-блока и эксцентриситеты их приложения: 

• на колонну  крайнего ряда А

 

- от веса покрытия  и сегментной фермы:

Эксцентриситет  нагрузки G₁ относительно геометрической оси надкрановой части колонны:

e₁ = h₁/2 – 175 = 420/2 – 175 = 35 мм;

- от веса подстропильной  фермы:

- от веса надкрановой  части 1 колонны:

Эксцентриситет  нагрузки G₂ относительно геометрической оси надкрановой части колонны:

е₂ = (h₂ – h₁)/2 = (700 – 420)/2 = 140 мм;

- от веса подкрановой  части 1 колонны:

- от веса стеновых  панелей:

При шаге колонн 12 м принимаем G₄ = 120 кН;

Эксцентриситет  нагрузки G₄ относительно геометрической оси подкрановой части колонны:

e_w = (t_w + h₂)/2 = (300 + 700)/2 = 500 мм;

- от веса подкрановых  балок и кранового  пути:

Эксцентриситет  нагрузки G₅ относительно оси подкрановой части колонны:

е₅ = λ – h₂/2 = 750 – 700/2 = 400 мм; 

• на колонну  среднего ряда Б

 

- от веса покрытия  и сегментной фермы:

- от веса подстропильной фермы:

- от веса надкрановой  части:

От веса подкрановой части (при числе  отверстий n = 3):

G₉ ≈ 70 кН;

- от веса подкрановых  балок и кранового  пути:

Эксцентриситет  приложения нагрузки от подкрановой  балки

е₄ = λ = 750 мм;

Нагрузки  на колонну по ряду В будут такими же как нагрузки на колонну по ряду А.

2.   Снеговая нагрузка

 

По району строительства поперечной рамы принимаем  снеговую нагрузку, равномерно распределённую по всей длине, коэффициент μ = 1.

Расчетное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной проекции покрытия для III района по табл. 4 СНиП 2.01.07 – 85: S_g = 1,8 кПа, тогда нормативная нагрузка на 1 м² горизонтальной проекции покрытия:

Расчётные снеговые нагрузки на стойки рамы-блока:

- по  рядам А, В:

- по  ряду Б:

Эксцентриситеты приложения продольных сил от снеговой нагрузки точно такие же, что и для продольных сил от веса покрытия. Длительно действующую часть снеговой нагрузки отдельно не выделяем ввиду её незначительной величины.

3. Крановые  нагрузки

 

В соответствии со стандартами на мостовые электрические  краны принимаем нагрузки и габариты (кран – 20/5 т):

- максимальное  нормативное давление колеса: P_n,max = 255 кН;

- общая  масса крана: G_кр = 46,5 т;

- масса  тележки: G_т = 8,5 т;

- база  крана: B_к = 6,3 м; А_к = 5,0 м;

- минимальное  давление колеса:

- нормативная тормозная сила от поперечного торможения крана, приходящаяся на одно колесо:

- расчётное  максимальное вертикальное давление  кранов на колонны определяем  по линии влияния опорных реакций  подкрановых балок.