Расчет и конструирование фермы. Процесс проектирования производственных зданий. Статический расчет однопролетной поперечной рамы. Нагрузки от мостовых кранов. Подбор сечения верхней части колонны. Определение количества сварных узлов в конструкции.
При проектировании производственных зданий и сооружений необходимо выполнять требования строительных норм и правил, обеспечивающие необходимы эксплуатационные качества, надежность и долговечность строительных конструкций, их отдельных элементов и узлов. Проектирование производственных зданий начинается с выбора материала несущих конструкций. Указанные технические условия предусматривают применение металлических каркасов для зданий: а) с кранами особого режима работы, поскольку в условиях больших, непрерывно повторяющихся, динамических воздействий металлические конструкции являются наиболее надежными ; в) строящихся в труднодоступных районах или при значительной удалении объектов строительства от производственных баз, что определяется относительно малой массой стальных конструкций. С целью экономии стали металлические каркасы в обычных условиях применяются в зданиях с пролетами 36 м и более, , при шаге колонн 12 м и мостовых кранах грузоподъемностью 80 т.Здание оборудовано двумя мостовыми электрическими кранами грузоподъемностью Q = 125 (т) или Q = 12500 (КН) тяжелого режима работы. Выбираем тип огорождающих конструкций: Поскольку здание отапливаемое принимаем рулонную кровлю по стальному профилированному оцинкованному настилу, уложенному по стальным прогонам. Выбираем схему поперечной рамы: Для обеспечения необходимой жесткости поперечной рамы - соединение колонн с фундаментом принимаем жестким. Сопряжение ригелей с колоннами принимаем жестким. Здание оборудовано мостовыми тяжелыми кранами, поэтому целесообразно применить ступенчатую колонну, т. е. колонну переменного сечения по высоте.Постоянные нагрузки - нагрузки от массы огорождающих и несущих конструкций, принимают одновременно распределенной по длине ригеля. Расчетную постоянную нагрузку определяют в табличной форме (табл. № Состав нагрузки Нормативная нагрузка, кг/м2 Коэффициент перегрузки Расчетная нагрузка, кг/м2 (КН/м2) 1 Защитный слой (битумная мастика с втопленным гравием) ? = 15 мм, ?=2100 кг/м3 32 1,3 41,6 Расчет на постоянную нагрузку на 1 м длины ригеля производится по формуле: qпост = q0 · B = 1,59 · 12 = 19,8 (КН/ м)Снеговая нагрузка принимается равномерно-распределенной по длине ригеля. Расчетную нагрузку определяем по СНИП «Нагрузки и воздействия» по формуле: qc = n · Po · C · B, где Ро - нормативный вес снегового покрова в кг/м2 горизонтальной поверхности земли, принимается по СНИП «Нагрузки и воздействия» в зависимости от климатического района. Ро = 2.4 КН/м2. n = 1.4 - коэффициент перегрузки для снеговой нагрузки принимаемый по СНИП «Воздействия и нагрузки».Сбор ветровой нагрузки проводится в соответствии с требованиями СНИП “Нагрузки и воздействия”. Сначала устанавливается ветровой район по карте 3 по давлению ветра. Для города Владивостока определен ветровой район I, для которого нормативное значение ветрового давления W0=0.48 КПА. Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на 1 м2 площади стены Для использования в статических расчетах переменная по высоте ветровая нагрузка с наветренной стороны заменяется равномерно распределенной эквивалентной нагрузкой по моменту в заделке консольной балки длиной H=14,6 м.При расчете однопролетных поперечных рам крановая нагрузка учитывается от двух сближенных кранов наибольшей грузоподъемности. Вертикальное давление на раму определяется при невыгодном для колонны положении. Наибольшее давление колоса крана Dmax получается в том случае когда тележка крана приближается к колонне. Наибольшее давление колеса крана принимаем по учебнику Беленя: Q = 125, следовательно Pmax = P1 = 370 (КН) где Gkp - полный вес крана с тележкой, Gkp = 1300 (КН) no - число колес крана с одной стороны, no = 4. Расчет вертикального давления крана на колонну производим по формуле: Dmax = nc · n · Pmax ? ?Y Gпк = 0,85 · 1,2 · 370 · 4,967 120 = 1994,55 (КН)Усилие Схема Коэф. сочет Нижняя часть колонны, сечения Верхняя часть колоны, сечениеОпределив изгибающие моменты М и продольные силы N в сечениях колонн поперечной рамы от каждой нагрузки (и построив эпюры усилий М и N), находят невыгодные их сочетания, которые могут быть неодинаковыми для разных сечений колонн. Нормами проектирования (СНИП 11-6-74) в курсовом проекте предусмотрено два вида основных сочетаний: а) составляемые из постоянной, всех временных длительных и одной наиболее неблагоприятной кратковременной нагрузки, применяемой без снижения, т.е. с коэффициентом сочетания nc = 1. б) составляемые из постоянной, всех временных длительных и двух или более кратковременных нагрузок, умноженных на коэффициент сочетания nc = 0,9. Нагрузки от снега и кранов и ветра относятся к кратковременным, при этом, нагрузки от вертикального и горизонтального (поперечное торможение) одного или двух мостовых кранов рассматриваются при учете основных сочетаний как одна кратковременная нагрузка. Для удобства определения основных сочетаний нагрузок они приводятся с коэффициентом сочетания 1 и 0,9 (кроме постоянной, которая берется с коэффициентом 1).
