Вихідні дані для проектування

Компоновка каркаса

Вихідні дані для проектування

- кількість прольотів: 1;

- проліт будівлі: L=30 м;

- крок колон: B=6 м;

- температурний режим будівлі: опалювальна будівля;

- довжина будівлі: b=96 м;

- відмітка рівня голівки підкранової рейки: ГР=12 м;

- вантажопідйомність крана: Q=5 т.

- режим роботи крана: у всех 1К-3К

Вибір сталі для конструкцій

Перед початком проектування несучих конструкцій каркаса необхідно визначити коефіцієнти відповідальності та групи конструкцій для вибору відповідного класу стіла.

Вибір класу сталі для конструкцій необхідно виконувати у відповідності до вимог ДБН В.2.6-198:2014 «Сталеві конструкції. Норми проектування».

Згідно п. 5.3.5 залежно від призначення конструкцій і можливих наслідків при досягненні ними граничних станів слід розрізняти три категорії конструкцій та їх елементів:

А – конструкції та елементи, відмова яких може призвести до повної непридатності до експлуатації споруди в цілому або значної її частини;

Б – конструкції та елементи, відмова яких може призвести до ускладнення нормальної експлуатації споруди або до відмови інших конструкцій, які не належать до категорії А;

В – конструкції, відмови яких не призводять до порушення функціонування інших конструкцій або їх елементів.

Окрім категорії конструкції або її елемента при виборі класу сталі необхідно враховувати причини, що можуть призвести до досягнення конструкцією граничного стану в результаті утоми чи крихкого руйнування. В такому випадку слід розрізняти також три категорії конструкцій та їх елементів:

І – конструкція та елементи, досягнення граничних станів яких можливе в результаті безпосереднього впливу динамічного рухомого чи вібраційного навантаження;

ІІ – конструкції та елементи, досягнення граничних станів яких можливе лише при поєднанні несприятливих чинників (динамічного чи вібраційного навантаження, концентраторів напружень, зон напружень розтягу тощо);

ІІІ – конструкції та елементи, досягнення граничних станів яких внаслідок утоми чи крихкого руйнування неможливо через відсутність несприятливих чинників.

Категорії конструкцій та їх елементів за призначенням та за напруженим станом визначають за таблицею А.1 додатка А [ДБН В.2.6-198:2014].

У курсовому проекті розраховуються наступні конструкції: кроквяна ферма, колони, підкранова балка, категорії яких визначаються за таблицею А.1 додатка А [ДБН В.2.6-198:2014] і заносяться в табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Параметри крана

Згідно завдання вантажопідйомність крана т.

Таблиця 1.5

Основні технічні параметри крана

№ з/п	Найменування	Позначення	Од. вимір.	Значення
1.	Вантажопідйомність		т
2.	Висота крану		мм
3.	Звис пролітної балки		мм
4.	База крану		мм
5.	Довжина кінцевої балки		мм
6.	Кількість коліс на одній кінцевій балці		шт.

Визначення розмірів поперечної рами каркаса

Проліт крану L_К приймають меншим на 2* прольоту будівлі L.

Рис. 1.1. Пролітна балка крану

Відстань від вісі підкранової рейки до вісі будівлі призначають:

=0,750 м – для кранів вантажопідйомністю до 50 т включно за відсутністю проходів в надкрановій частині колони;

=1,000 м – для кранів вантажопідйомністю 50…125 т.

=1,250; 1,500; 2,000 м – для деяких спеціальних кранів або при їх вантажопідйомності понад 125 т.

Рис. 1.2. Схема поперечної рами каркасу

Вертикальні розміри каркасу

Вертикальні розміри каркасувизначають за заданою відміткою голівки підкранової рейки ГР та висоти крану .

Відмітка низу ферми:

де: ГР – відмітка голівки підкранової рейки, м; НК – висота крану більшої вантажопідйомності, м; d – зазор між краном та фермою (не менше 0,30 м).

Відмітку верха колони (ВК) приймають на 0,15 м нижче відмітки низу ферми (НФ) у вузлі опирання на колону:

де: НФ – відмітка низу ферми, м.

За умовами уніфікації ця відмітка має бути кратною 0,6 м, тому приймаємо відмітку верха колони

Висоту підкранової балки з рейкою h_ПБ приймають:

де: В – проліт балки, що дорівнює кроку колон, м.

Відмітку верхівки підкранової частини консолі ПК:

де: ГР – відмітка голівки підкранової рейки, м; h_ПБ – висота підкранової балки з рейкою, м.

Рекомендується висоту ферм за зовнішнім габаритом поясів приймати h_Ф=2250 мм для будівель прольотами L=18…24 м і h_Ф=3150мм для будівель прольотами L=30...36 м.

Товщину покрівлі приймають рівною приблизно m=0,3 м для холодної і m=0,4…0,5 м для теплої покрівлі.

Відмітку верху покриття (ВП) визначають з урахуванням висоти ферми (h_Ф) і товщини покриття (m):

де: НФ – відмітка низу ферми, м; h_Ф – висота ферми, м; m – товщина покриття, м.

Відмітку низу колони (НК) приймають рівній -0,15 м.

Повна висота колони:

де: ВК – відмітку верха колони, м; НК – відмітка низу колони, м.

Висоти нижньої та верхньої частини колони:

де: ПК – відмітка верхівки підкранової частини консолі, м; НК – відмітка низу колони, м; ВК – відмітка верха колони, м.

Відстань від верхівки колон до рівня голівки підкранової рейки:

де: ВК – відмітка верха колони, м; ГР – відмітка голівки підкранової рейки, м.

Схеми в'язей

Призначення в'язей - забезпечити просторову жорсткість каркасу, його незмінність під час монтажу та експлуатації, стійкість стиснутих елементів, сприйняти вітрові і кранові навантаження та передавати їх на фундаменти.

Схеми в'язей першого типу по покриттю і їх перерізи наведені в типовій серії 1.460.2-10.

В'язі по верхніх поясам ферм для беспрогінної покрівлі складаються з розпірок, встановлених так, щоб гнучкість поясів ферм "із площини" була не більше 220. Заздалегідь крок розпірок можна приймати не більше 12 м. У прогінних покрівлях роль розпірок відіграють прогони, проте розрахункова довжина верхніх поясів ферм з площини ферм забезпечується в'язями.

Вертикальні в'язі між фермами утворюють разом з поперечними в'язями по нижніх поясах ферм жорсткі в'язеві блоки. Такі блоки проектують по кінцях температурного відсіку каркасу, а також в місцях розташування додаткових поперечних в'язевих ферм в площині нижніх поясів кроквяних ферм. Решту кроквяних ферм прикріплюють до в'язевих блоків розпірками по осям колон, а також по верхнім поясам ферм і розтяжками по нижнім поясам ферм. Вертикальні в'язеві ферми, що входять в в'язеві блоки, обов'язково ставлять між надколонниками, а також вздожвж ферм з кроком не більше 12 м в беспрогінной покрівлі і з кроком 6 м при прогінній покрівлі.

В'язі по нижнім поясам ферм складаються з подовжніх і поперечних ферм (в'язі першого типу) або тільки з поперечних ферм (в'язі другого типу) і розтяжок. Зазвичай крок розтяжок рівний 12…15м.

В'язі I типу обов'язкові:

- у будівлях з мостовими кранами групи режиму роботи 7К-8К;

- у будівлях з відміткою низу ферми більше 24 м;

- у будівлях з крівлею по металевих панелях при кранах Q > 50 т (У = 6 м) і Q> 20 т (Н - 12 м);

- у будівлях з крівлею по профільованому настилу при Q >10 т (одно- і двопролітні будівлі) і при Q >10т (при кількості прольотів більше двох).

При дії кранового навантаження (перкос крану за планом, гальмування візка крану) в'язі I типу забезпечують спільну роботу «плоских» поперечних рам.

У решті випадків застосовують в'язі другого типу.

Снігове навантаження

Граничне розрахункове значення снігового навантаження на горизонтальну проекцію покриття (конструкції) обчислюється за формулою:

де γ_fm – коефіцієнт надійності за граничним значенням снігового навантаженням, що визначається залежно від заданого середнього періоду повторюваності T. Для T=50 років γ_fm=1.

S₀ – характеристичне значення снігового навантаження, кПа. Визначається за додатком Е ДБН В.1.2-2:2006.

С – коефіцієнт:

де μ – коефіцієнт переходу від ваги снігового покриву на поверхні грунту до снігового навантаження на покрівлю; μ = 1;

С_е – коефіцієнт, що враховує режим експлуатації покрівлі, С_е=1 – для теплих покрівель, С_е=0,8 – для холодних покрівель;

С_alt – коефіцієнт географічної висоти; С_alt=1.

Снігове навантаження у вигляді зосередженої сили, яка діє на колону:

Приклад. Будівля розміщена в м. Дніпропетровськ. Покрівля холодна. Характеристичне значення снігового навантаження .

Граничне розрахункове значення снігового навантаження:

Снігове навантаження у вигляді зосередженої сили, яка діє на колону:

Вітрове навантаження

Граничне розрахункове значення вітрового навантаження:

де γ_fm – коефіцієнт надійності за граничним розрахунковим значенням вітрового навантаженням, що визначається залежно від заданого середнього періоду повторюваності T. Для T=100 років γ_fm=1,14.

W₀ – характеристичне значення вітрового тиску, за додатком Е ДБН В.1.2-2:2006;

Коефіцієнт С визначається за формулою:

де С_aer – аеродинамічний коефіцієнт, визначається в залежності від форми споруди та направленості вітру за додатком І ДБН В.1.2-2:2006;

С_h – коефіцієнт висоту споруди, залежить від типу місцевості;

С_alt – коефіцієнт географічної висоти над рівнем моря, ;

С_rel – коефіцієнт рел’єфа місцевості, ;

С_dir – коефіцієнт напрямку вітру, ;

С_d – коефіцієнт динамічності, .

В курсовому проекті розглядається одноповерхова промислова будівля з двосхилим покриттям (рис.).

Рис. 2.1. Будівля з двосхилим покриттям

Значення коефіцієнта С_aer можна прийняти в зоні активного тиску , в зоні пасивного тиску, тобто за будівлею, .

Коефіцієнт (табл. 2.1) залежить від відношень і , де – довжина будівлі, м; – ширина будівлі, м; – висота, м.

Довжина будівлі приймається згідно завдання.

Ширина будівлі:

де – проліт будівлі, м; – прив’язка від зовнішньої грані колони до розбивочної осі, м.

Висота , де – відмітка верху покриття, м.

Таблиця 2.1

Значення коефіцієнта для будівлі с двосхилим покриттям

	, що дорівнює:

При визначенні коефіцієнта С_h треба перш за все визначитись з типом місцевості. В нормах указані чотири типа: І, ІІ, ІІІ, ІV. До ІІІ типу віднесені приміські та промислові зони або протяжні лісові масиви. Цю місцевість і рекомендовано до застосування в курсовому проекті. В цьому випадку значення С_h в залежності від висоти над поверхнею землі приймаються наступними величинами:

- на висоті 5 м – С_h=0,4;

- на висоті 10 м – С_h=0,6;

- на висоті 20 м – С_h=0,85;

- на висоті 40 м – С_h=1,15.

Для промислової будівлі треба визначити значення вітрового тиску на характерних висотах, тобто на висоті верха колони (ВК), а також на висоті верха покрівлі (ВП). Для цих точок значення коефіцієнта С_h визначається по інтерполяції між заданими нормами висотах.

Таким чином, спочатку визначається коефіцієнт С_h на висотах 5, 10, 20 або 40 м, а потім уточнюється на конкретних висотах, що відповідають конструктивному рішенню будівлі.

Вітрове навантаження, що діє на торцевий фасад, сприймається колонами каркасу. Навантаження на стіни нижче вузла кріплення ферми до колони розраховують як рівномірно-розподілене – , з огородження торців ферми – як зосереджену (рис. 2.2).

а)	б)
Рис. 2.2. Схема вітрового навантаження на раму каркаса: а – поперечна рама; б – фрагмент торцевого фасаду

Рівномірне розподілене навантаження на колони збирають з грузового поля шириною B (B – крок колон).

З навітреної сторони, тобто активний тиск вітру ():

, кН/м.п.

де – коефіцієнт висоти на рівні відмітки верха колони (ВК).

З завітреної сторони, тобто пасивний тиск вітру ():

, кН/м.п.

Зосереджене навантаження збирається з навітреної та завітреної сторін торцевих поверхонь огородження ферми.

На рівні відмітки верха покриття (ВП) з навітреної сторони, тобто активний тиск вітру ():

, кН/м.п.

де – коефіцієнт висоти на рівні відмітки верха покриття (ВП).

На рівні відмітки верха покриття (ВП) з завітреної сторони, тобто пасивний тиск вітру ():

, кН/м.п.

, кН,

де .

Приклад. Будівля розміщена в м. Дніпропетровськ. Крок колон , довжина будівлі , відмітка верха покриття , верха колони , проліт будівлі , прив’язка від зовнішньої грані колони до розбивочної осі .

Характеристичне значення вітрового тиску кПа.

Ширина будівлі: .

Визначаємо значення відношень:

; .

По табл. 2.1 приймаємо коефіцієнт в зоні пасивного тиску . В зоні активного тиску .

Визначаємо коефіцієнт на рівні відмітки верха колони (ВК):

З навітреної сторони, тобто активний тиск вітру ():

кН/м.п.

З завітреної сторони, тобто пасивний тиск вітру ():

кН/м.п.

Визначаємо коефіцієнт на рівні відмітки верха колони (ВП):

На рівні відмітки верха покриття (ВП) з навітреної сторони, тобто активний тиск вітру ():

кН/м.п.

На рівні відмітки верха покриття (ВП) з завітреної сторони, тобто пасивний тиск вітру ():

кН/м.п.

кН.

Постійні навантаження

До постійних навантажень відносять навантаження від покрівлі і стінового огородження, власна вага конструкцій. У курсовому проекті стіни можна приймати самонесучими і навантаження від них не враховувати. Склад покрівлі визначається температурним режимом будівлі, вологістю в приміщеннях та прийнятою конструкцією покрівлі. В курсовому проекті температурний режим будівлі і склад покрівлі визначені завданням.

Маса підкранових балок при кроці колон складає , при кроці колон складає .

Оскільки навантаження від сили тяжіння колон складає 3-7 % від навантажень, що діють на споруду, їх величини не враховують.

Компоновка каркаса

Вихідні дані для проектування

- кількість прольотів: 1;

- проліт будівлі: L=30 м;

- крок колон: B=6 м;

- температурний режим будівлі: опалювальна будівля;

- довжина будівлі: b=96 м;

- відмітка рівня голівки підкранової рейки: ГР=12 м;

- вантажопідйомність крана: Q=5 т.

- режим роботи крана: у всех 1К-3К

Вибір сталі для конструкцій

Перед початком проектування несучих конструкцій каркаса необхідно визначити коефіцієнти відповідальності та групи конструкцій для вибору відповідного класу стіла.

Вибір класу сталі для конструкцій необхідно виконувати у відповідності до вимог ДБН В.2.6-198:2014 «Сталеві конструкції. Норми проектування».

Згідно п. 5.3.5 залежно від призначення конструкцій і можливих наслідків при досягненні ними граничних станів слід розрізняти три категорії конструкцій та їх елементів:

А – конструкції та елементи, відмова яких може призвести до повної непридатності до експлуатації споруди в цілому або значної її частини;

Б – конструкції та елементи, відмова яких може призвести до ускладнення нормальної експлуатації споруди або до відмови інших конструкцій, які не належать до категорії А;

В – конструкції, відмови яких не призводять до порушення функціонування інших конструкцій або їх елементів.

Окрім категорії конструкції або її елемента при виборі класу сталі необхідно враховувати причини, що можуть призвести до досягнення конструкцією граничного стану в результаті утоми чи крихкого руйнування. В такому випадку слід розрізняти також три категорії конструкцій та їх елементів:

І – конструкція та елементи, досягнення граничних станів яких можливе в результаті безпосереднього впливу динамічного рухомого чи вібраційного навантаження;

ІІ – конструкції та елементи, досягнення граничних станів яких можливе лише при поєднанні несприятливих чинників (динамічного чи вібраційного навантаження, концентраторів напружень, зон напружень розтягу тощо);

ІІІ – конструкції та елементи, досягнення граничних станів яких внаслідок утоми чи крихкого руйнування неможливо через відсутність несприятливих чинників.

Категорії конструкцій та їх елементів за призначенням та за напруженим станом визначають за таблицею А.1 додатка А [ДБН В.2.6-198:2014].

У курсовому проекті розраховуються наступні конструкції: кроквяна ферма, колони, підкранова балка, категорії яких визначаються за таблицею А.1 додатка А [ДБН В.2.6-198:2014] і заносяться в табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: