Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Загальна характеристика конструкцій і компонування поперечної рами




ВСТУП

В даних методичних вказівках викладені основні положення з компону-вання та розрахунку поперечних однопрольотних рам стальних каркасів виробничих будівель, а також проектування колон.

Вихідні дані на проектування містяться в завданні кафедри на виконання курсового проекту „Сталевий каркас одноповерхової виробничої будівлі”

Викладення матеріалу в даних методичних вказівках грунтується на сучасних нормативних матеріалах і в методичному плані безпосередньо пов’язано з ними. З метою скорочення обсягу при викладанні матеріалу наводяться посилання на певні формули та вимоги до проектування, що містяться в нормативних матеріалах [1, 2]і навчальній літературі [3, 4]. Такий підхід спонукає студента користуватися сучасною навчальною літературою.

 

Усі конструктивні елементи будівель за своїм призначенням і функціями, які вони виконують, підрозділяються на огороджуючи і несучі.

Огороджуючі конструкції захищають внутрішньоцехове середовище від атмосферних впливів і забезпечують необхідні технологічні і санітарно- гігієнічні умови.

Комплекс основних несучих конструкцій, який сприймає навантаження від огороджуючих конструкцій, технологічного обладнання, а також атмос-ферних впливів, та передає їх на фундаменти, називається каркасом.

Основу каркасів виробничих будівель складають площинні поперечні рами, утворені колонами та ригелями, що на них спираються. Поперечні рами забезпечують геометричну незмінюваність і жорсткість каркасу у поперечному напрямку. Каркас виробничих будівель являє собою послідов-ність однакових поперечних рам, розташованих з кроком В і з’єднаних між собою поздовжніми конструктивними елементами (наприклад, підкрановими балками) та в’язями.

Однією з визначальних особливостей поперечних рам є конструкції ригелів. Для традиційних рішень рам з прольотами 18-36 м характерне використання наскрізних ригелів. Під широко розповсюджену рулонну покрівлю з захисним шаром гравію використовують наскрізні ригелі з паралельними поясами за уніфікованими схемами.

При використанні гідроізолюючого шару з профільованого настилу замість рулонного килиму або панелей “Сендвіч” ухил верхнього поясу має бути не менше 5%. У цьому випадку ригелі проектують трапецеїдними [3, 4].

Сталеві колони поперечної рами можуть бути постійного по висоті колони перерізу і ступінчастими.

Ступінчасті колони зі змінним по висоті перерізом використовують для будинків з опорними мостовими кранами вантажопідйомністю понад 20 т. Верхня частина таких колон (надкранова) завжди має переріз у вигляді суцільного симетричного двотавру (прокатного або складеного). Нижня частина ступінчастих колон (підкранова) може бути запроектована суцільного або наскрізного перерізу. При ширині нижньої частини колони 1 м та більше найчастіше використовують наскрізний переріз, як найбільш економічний. Наскрізна колона складається з двох віток, об’єднаних трикутною решіткою.

Огороджуючі конструкції покриттів можуть бути прогонними і безпрогонними. При безпрогоному рішенні безпосередньо по верхнім поясам крок-в’яних ферм укладаються залізобетонні ребристі плити, які виконують роль несучих елементів огороджуючих конструкцій і створюють жорсткий диск у площині покрівлі. Довжина плит приймається рівною кроку ферм, тобто 6 або 12 м, а ширина складає, як правило, 3 м, що відповідає кроку вузлів верхнього поясу у більшості уніфікованих ферм. Плити шириною 1,5 м рекомендується використовувати, як добірні, у фермах з прольотами 21,27 і 33 м. Висота поздовжніх ребер таких плит становить 300мм при довжині 6м і 300 або 400 мм при довжині 12 м. Маса таких плит змінюється від 150 кг/м2 до 290 кг/м2 в залежності від розмірів плити і снігового району (додаток 1, табл. Д 1.1).

Теплоізоляцію покрить у відповідності до ДБН В. 2.6-14-95 “Покриття будинків і споруд” слід виконувати з негорючих і важкогорючих матеріалів із міцністю на стиск не менше 0,6 кгс/см2 і об’ємною масою в межах від 30 до 600 кг/м3. Характеристики деяких рекомендованих теплоізоляційних матеріалів вказані в табл. Д 1.2.

Прогони звичайно розташовують з кроком, що дорівнює кроку вузлів верхнього поясу ферм, найчастіше 3 м. При кроці ферм покриття 6 м прогони виконують з гарячекатаних або гнутих швелерів, рідше двотаврів. Для теплих покрівель найчастіше використовують наскрізні прогони довжиною 12 м у вигляді легких ферм, схеми і поперечні перерізи яких бувають дуже різноманітними. Найбільше поширення у практиці знайшов трипанельний прогін, усі елементи якого виконуються з прокатних швелерів, а з’єднуються за допомогою дугового або контактного зварювання.

В сучасних промислових будівлях застосовується, як правило, стрічкове скління, а стіни виконуються з навісних панелей.

На сьогодні використання навісних бетонних панелей для опалювальних будинків у зв’язку зі збільшенням коефіцієнту теплового опору огороджуючих конструкцій за державними нормами України вимагає значного збільшення їх товщини і стає проблематичним.

Стінове огородження з використанням металу може бути, як і для покрівлі, пошарової зборки та з панелей. На відміну від стін з бетонних панелей в металевих стінах найчастіше використовують вертикальне розташування елементів обшивки з метою зменшення кількості і скорочення довжини горизонтальних стиків у зв’язку зі складністю забезпечення їх герметичності. Для деяких типів панелей може бути і горизонтальне розташування.

При виборі огороджуючих конструкцій покриття і стін студент повинен використати знання, набуті ним при вивченні курсу “Архітектурні конструкції”. Для збирання навантажень від власної ваги у курсовому проектуванні можна скористатися даними, наведеними в таблицях додатку 1.

Компонування поперечних рам

При призначені розмірів поперечних рам каркасів треба керуватися технологічним завданням на проектування, в якому вказуються габарити технологічного і вантажопідйомного обладнання. Вертикальні розміри рами прив’язують до умовної нульової позначки, за яку приймають рівень чистої підлоги, а горизонтальні – до координаційних осей будівлі.

За корисну висоту будівлі Но приймають відстань від рівня чистої підлоги до низу ферми і призначають її кратною 0,6 м. При цьому виходять з того, що зазор між верхньою точкою технологічного обладнання і низом конструкцій покриття повинен становити не менше 200...400 мм.

Для будівлі з мостовими опорними кранами вертикальні розміри визначають, виходячи з габаритів кранового обладнання і позначки рівня головки рейки Н 1, яка залежить від необхідної висоти підйому гака крану. Визначальними габаритними розмірами крану є висота крану Нcr (відстань від головки рейки до верхньої точки візка крану), звіс моста крану

(ширина виступаючої частини моста крану за вісь рейки) та проліт крану Lcr (відстань між осями кранових рейок) (рис. 2.4, г). Габарити та інші вихідні дані по кранам, необхідні для проектування, слід приймати за стандартами на крани або каталогами заводів-виробників. Для навчального проектування можна скористатися даними, наведеними в табл. Д 2.1 та Д 2.2.

Необхідну відстань від головки рейки до низу ригеля (крокв’яної ферми) визначають за формулою:

Н 2 = Нcr + с + 100 мм (1.1)

де 100 мм – допуск на виготовлення кранів;

с – зазор, який враховує прогин ригеля і габарит виступаючих вниз елементів, а також можливе провисання в’язей.

При компонуванні рами можна приймати с = 200 мм при прольотах L =18 і 24 м, с =300 мм при L= 30 м і с =400 мм при L =36 м.

Тоді корисна висота будівлі становитиме:

Н о = Н 1 + Н 2 (1.2)

Для виконання умов уніфікації необхідно Н 2 приймати кратним 200 мм, а Н о кратним 600 мм. При необхідності значення Н о за формулою (2.2) корегують, збільшуючи Н 1 і зберігаючи Н 2 за формулою (2.1).

У випадку, коли в прольоті знаходяться мостові опорні крани різної вантажопідйомності, розмір Н 2 визначають за габаритами крану більшої вантажопідйомності.

Довжина верхньої надкранової частини колони визначається як відстань від низу ригеля до низу підкранової балки.

l 2 = H 2 + hr + hbc (1.3)

де hr - висота кранової рейки; hbc - висота підкранової балки.

Висоти типових підкранових балок і кранових рейок для кранів різної вантажопідйомності вказані в табл. Д2.1. Для виконання курсового проекту висоту підкранової балки можна також призначити орієнтовано в межах (1/6...1/10) В (В – проліт підкранової балки, рівний кроку колон), а у процесі проектування уточнити.

Довжина нижньої (підкранової) частини колони визначається як відстань від низу підкранової балки до низу бази колон

l 1 = Н о - l 2 + Нв (1.4)

де Нв - заглиблення опорної плити бази колони нижче рівня чистої підлоги (нульової позначки).

Для колон виробничих будівель без кранів або при наявності кранів загального призначення вантажопідйомністю до 50 т позначку верха фундаменту рекомендується призначати рівною – 0,15 м (Нв = 150 мм). В інших випадках заглиблення колони нижче нульової позначки приймають таким чином, щоб верх бази (траверс, ребер, анкерних болтів) не доходив до рівня чистої підлоги на 50...100 мм. На стадії компонування поперечної рами можна призначити Нв = 400...1000 мм, в залежності від вантажопідйомності кранів.

Повна довжина колони lc = Н о + Нв (1.5)

Якщо ферма спирається на колону зверху, то в межах висоти ферми розташовується опорний стояк, який проектується як окремий відправний елемент. Довжину цього стояка приймають приблизно на 150 мм більше від висоти ферми на опорі.

При виборі схеми ферми доцільно в першу чергу орієнтуватися на уніфіковані схеми ферм (див. розділ 1.7), а при відповідному техніко-економічному обґрунтуванні можна приймати ферму за індивідуальною схемою. При цьому необхідно пам’ятати, що нахил верхнього поясу до горизонту залежить від типу покрівлі.

Висоту підкранової траверси в ступінчастих колонах призначають орієнтовно htr = (0,4...0,8) h 1, де h 1 - ширина перерізу нижньої частини колони.

Висоту перерізу підкранової консолі hс у випадку колон постійного перерізу призначають в межах (0,8...1,0) h, де h – ширина перерізу колони в площині рами (рис. 2.4, б). На наступному етапі проектування htr і hс можна уточнити, а деяка наближеність у їх визначенні практично не впливає на точність визначення зусиль.

Горизонтальні розміри рами визначають виходячи з заданого прольоту будівлі і відстані а 1 від поздовжньої координаційної осі до осі кранової рейки. Розмір а 1 повинен бути кратним 250 мм і для крайніх ступінчастих колон відповідати умові:

а 1 ³ (h 2- а) + Вcr + D; а 1 = h 1- а; (1.6)

де h 2 і h 1 - ширина перерізів відповідно надкранової і підкранової частини колони; В cr - звіс моста крану; а – прив’язка зовнішньої грані колони до поздовжньої координаційної осі: а = 0, 250 мм або 500 мм (див. розділ 2.1); D= 75 мм – мінімальний зазор між мостом крану і колоною з умов техніки безпеки.

При наявності проходу збоку від колони (крани 7К і 8К) розмір a 1 треба збільшити на 450 мм (400 мм – мінімальна ширина проходу, 50 мм - огородження).

Ширина перерізу верхньої частини ступінчастих колон для забезпечення поперечної жорсткості рами повинна становити h 2 ³ Н 2/12. При організації проходу в стінці колони (мінімальна ширина проходу 400 мм, висота 1800 мм) ширина перерізу h 2 повинна бути не менше 1000 мм.

Якщо ригель спирається на колону зверху, то ширину перерізу верхньої частини колони призначають орієнтовно в межах 400...700 мм в залежності від вантажопідйомності кранів. Якщо ригель примикає до колони збоку, то h 2 = а + D1, де D1 – прив’язка торців ферм до координаційних осей. При використанні уніфікованих схем ферм (рис. 1.21), які мають прив’язку D1=200 мм (без врахування допуску), ширина перерізу h 2 може бути 200 мм при а =0, 450 мм при а =250 мм і 700 мм при а =500 мм. Однак в практиці проектування часто збільшують прив’язку торців ферм в порівнянні з уніфікованою, що дозволяє більш вільно призначати h 2 і використовувати прокатні двотаври.

Ширину перерізу нижньої частини колони h 1 приймають рівною відстані від зовнішньої грані колони до осі підкранової балки:

h 1 = а + a 1 (1.7)

Для забезпечення горизонтальної жорсткості крайніх колон в площині рами для кранів груп режимів роботи 7К і 8К конструктивно приймають h 1 ³ , а для інших кранів та колон середніх рядів h 1 ³ .

Верхню частину ступінчастих колон проектують суцільного симетричного двотаврового перерізу, а нижню частину приймають суцільною тільки при невеликій ширині перерізу, як правило до 750...1000 мм.

Приклад розрахунку. Дані для проектування:

Скомпонувати каркас однопрольотної опалюваної будівлі з прольотом 30 м. Крок рам – 12 м. Будівля обладнана двома мостовими кранами вантажопідйомністю Q=50/10 т групи режимів роботи 5К. Позначка головки підкранових рейок – 12,6 м, довжина будівлі – 108 м; район будівництва – м. Житомир; тип місцевості – А. Утеплювач – жорсткі мінераловатні плити (t = 100 мм, γ=200 кг/м3) за табл. Д1. Несучі конструкції покрівлі - сталевий профільований настил Н 60-845-0,7 (g=8.8 кг/м2), що вкладається по наскрізним прогонам. Несучі конструкції покриття уніфіковані кроквяні ферми з паралельними поясами.

Стінове огородження – тришарові панелі з обшивками зі сталевого профільованого листа НС-44-1000-0,7 (g=8.3 кг/м2). Утеплювач – мінераловатні плити (t = 80 мм, γ = 1,5 кН/м3). Стінові панелі горизонтального розташування прикріплюються до ригелів фахверку, по подовжнім рядам колон, передбачаються стояки фахверку.

Будівля обладнана світлоаераційним ліхтарем. Вікна з подвійним склінням.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-01-03; Просмотров: 832; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.008 сек.