- •. Определение основных размеров поперечной рамы цеха. Расчет подкрановой балки.
- •1.Определение основных размеров поперечной рамы цеха
- •II. Расчет поперечной рамы Цеха
- •1. Расчет поперечной рамы
- •1.1 Нагрузки на поперечную раму
- •1.2 Расчетная схема поперечной рамы. Приведение нагрузок к расчетной схеме.
. Определение основных размеров поперечной рамы цеха. Расчет подкрановой балки.
1.Определение основных размеров поперечной рамы цеха
Принимаем привязку колонн к разбивочным осям – 250мм. Ригель рамы сквозная ферма без фонаря, жестко соединена с колоннами. Колонны защемлены в фундаментах. Схема поперечной рамы представлена на рис.1.1
Рис.1.1 Схема поперечной рамы цеха
Определим пролет мостового крана по формуле:
, (при грузоподъемности т),
где - заданный пролет поперечной рамы (расстояние между разбивочными осями).
Подбираем соответствующий мостовой кран, и выписываем все данные этого крана [3, прил.3, Табл.П3.3], (рис.1.2):
- Грузоподъемность - (т);
- Пролет крана - (м);
- Высота от головки кранового рельса до
верхней точки тележки - (м);
- Величина свеса от оси колеса - (м);
- Масса тележки - (т);
- Масса крана - (т);
- Тип рельса - TRS – КР70;
- Максимальная нагрузка на колесо крана:
кН;
Рис.1.2 Схема мостового крана
- Длинна тележки - B=6,86 (м);
- Расстояние между осями колес тележки - (м).
Определяем основные размеры поперечной рамы (рис.1.1). Высоту колонны от обреза фундамента до оси нижнего ригеля определяем по формуле:
,
(м),
где (м) - расстояние от нулевой отметки до головки кранового рельса (по условию);
- расстояние от головки подкранового рельса до оси нижнего пояса ригеля;
0,1 (м) – минимальный зазор между конструкцией крана и низом покрытия;
0,15 (м) – минимальная величина, учитывающая высоту выступающих элементов связей по нижнему поясу фермы и прогиб конструкции покрытия;
м – заглубление башмака колонн рамы ниже уровня пола цеха;
(м).
Величину сечения надкрановой части колонны принимаем равную 500 (мм) (при грузоподъемности 50 (т)).
Величину сечения подкрановой части определяем из условия свободного прохода крана по формуле:
(м),
где D – минимальный зазор между внутренней гранью колонны и конструкцией мостового крана, принимаем (мм);
Скорректируем пролет рамы по формуле:
(м).
Определим расчетный пролет рамы (рис.1.3) по формуле:
(м),
Расчетная высота колонны:
(м).
Рис. 1.3 Расчетные размеры поперечной рамы
Определяем расчетный пролет ригеля рамы (фермы) (рис.1.4) по формуле:
(м),
Рис.1.4 Размеры ригеля рамы
Высота ригеля в средней части: (м), принимаем (м).
Высота ригеля на опоре: (м), принимаем (м).
II. Расчет поперечной рамы Цеха
1. Расчет поперечной рамы
Основные размеры поперечной рамы определены в п.I.1.1
1.1 Нагрузки на поперечную раму
а) Постоянные нагрузки
Постоянные нагрузки – нагрузки от веса всех несущих и ограждающих конструкций.
Определим величину расчетной постоянной нагрузки на 1м2 покрытия в табличной форме табл.1.1.1 и принимаем равномерно распределенной по длине ригеля.
Таблица 1.1.1 Определение постоянной нагрузки на ригель рамы
Состав покрытия |
Нормативная нагрузка, кПа |
Коэффициент надежности по нагрузке |
Расчетная нагрузка, кПа |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Защитный слой (битумная мастика с топленым гравием): γ=21кН/м2; t=20мм |
0,42 |
1,30 |
0,55 |
|
Гидроизоляция (4 слоя рубероида) |
0,20 |
1,30 |
0,26 |
|
Утеплитель (пенопласт): γ=0,5 кН/м2; t=50мм |
0,03 |
1,20 |
0,03 |
|
Пароизоляция (1 слой рубероида) |
0,04 |
1,30 |
0,05 |
|
Крупнопанельные железобетонные плиты ПТ.116-30 |
1,7 |
1,10 |
1,87 |
|
Вес ферм и связей |
0,24 |
1,05 |
0,25 |
|
Сумма: |
3,01 |
Определим расчетную погонную нагрузку на ригель рамы по формуле:
,
где - коэффициент надежности по назначению;
кПа – постоянная нагрузка на ригель рамы табл.1.1.1;
- шаг ригелей;
- угол наклона кровли к горизонту (рис.1.1.1);
(рис.1.1.1) Угол наклона кровли к горизонту.
(кН/м);
Постоянные нагрузки на колонны от собственного веса колонн, стеновых панелей, веса остекления и оконных проемов в виде сосредоточенных сил условно прикладываем к центрам тяжести подкрановой и надкрановой частей колонны. (рис.1.1.2).
Определим сосредоточенную силу в надкрановой и подкрановой частях колонны по формуле:
-в надкрановой части ,
-в подкрановой части ,
где 0,2 и 0,8 – соответственно распределение веса между надкрановой и подкрановой частями колонны;
- вес колонны, приведенный к площади пола цеха [4, прил.4, табл. П4.1];
- пролет поперечной рамы;
0,25 – площадь остекления цеха;
– вес остекления с учетом веса оконных пролетов [4, прил.4, табл. П4.2];
- нагрузка от веса трехслойных стеновых панелей с эффективным утеплителем на [4, прил.4, табл. П4.2];
- высота надкрановой части колонны;
- высота подкрановой части колонны,
Рис. 1.1.2 Нагрузки, действующие на поперечную раму
б) Снеговая нагрузка
Снеговую нагрузку принимаем равномерно распределенной по длине ригеля. Расчетное значение погонной снеговой нагрузки определим по формуле:
,
где (кПа) – расчетное значение веса снегового покрова на горизонтальной поверхности земли в г.Архангельск (СНиП 2.01.07-85);
в) Нагрузка от мостовых кранов
Крановую нагрузку учитываем от одновременного действия двух кранов. Поперечная рама воспринимает вертикальную нагрузку от веса крана с грузом и поперечную горизонтальную от торможения тележки крана с грузом.
Крановую нагрузку от вертикального давления и поперечного торможения на раму определяем по линиям влияния опорного давления (рис.1.1.3)
Рис.1.1.3 Линия влияния опорной реакции
,
,
где ,- средняя нормативная максимальная, минимальная нагрузка на колесо крана;
- коэффициент надежности по назначению [3, §3.2.4];
- коэффициент надежности по нагрузке [2, п.4.8];
- коэффициент сочетания [2, п.4.17];
- нагрузка от веса погонного метра подкрановой и тормозной балок;
- площадь линии влияния.
,
где – грузоподъемность крана;
– масса крана с тележкой [4, прил.3, табл.П3.3];
– нормативная, максимальная нагрузка на колесо крана [4, прил.3, табл.П3.3];
- количество колес на одной стороне крана.
Расчетное горизонтальное усилие на колонну от силы поперечного торможения крановой тележки определим по формуле:
,
г) Ветровая нагрузка
Определим расчетные погонные нагрузки на раму давления ветра с подветренной стороны и заветренной стороны рамы по формуле:
,
,
где - нормативное значение ветрового давления в г.Архангельск (СНиП 2.01.07-85);
- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте [2, п.6.5, табл.6];
- аэродинамический коэффициент (СНиП 2.01.07-85):
- с наветренной стороны ;
- с подветренной стороны