Определение вертикальных размеров              

Определяем расстояние от головки кранового рельса до низа несущей конструкции покрытия - Н ₂ по формуле

,                                                       

где Н_к – высота мостового крана, определяем в зависимости от грузоподъемности крана и пролета цеха [4, прил. 2, ГОСТ 25711-83 или ГОСТ 6711-81], Н_к = 4800 мм;

100 – необходимый зазор между краном и стропильной конструкцией, мм;

f – размер, учитывающий прогиб конструкций покрытия (ферм, связей), принимаем в зависимости от пролета L [4, табл. 1.1 ], f = 200 мм.

(4800+100)+200 = 5100 мм

Окончательный размер Н ₂ принимаем кратным 0,2 м (в большую сторону), т.е. Н ₂ =  5,2 м.

Полезная высота цеха от уровня пола до низа ферм H ₀

,

где Н ₁ - габаритная высота технического оборудования, м.

    Ho= 20 + 5,2 = 25,2 м                         

принимаем кратно 0,6 м в большую сторону Ho = 25,2 м      Окончательный размер Н0 с учетом унификации принимаем кратным 1,8  м (в большую сторону) Ho =  25,2 м.  

Корректируем,

    H2 = Ho – Н1 = 25,2 – 20 = 5,2 м                         

Устанавливаем размер верхней части колонны

,                                                   

где h_п.б – высота подкрановой балки;

    h_р – высота кранового рельса

    hп.б.=    1,5 м                         

    hр= 0,13 м                         

    Hв= 6,83 м                         

Размер нижней части колонны определяем по формуле

                                                     

где h_з – заглубление опорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола, принимаем Размер нижней части колонны определяем по формуле

                                                     

где h_з – заглубление опорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола, принимаем    hз= 1  м                         

    Hн= 25,2-6,83+1,0= 19,37 м                         

Полную высоту колонны Н определяем суммированием размеров верхней Н_в и нижней Н_н частей колонны:

,                                                          

Н= 26,2 м

Высота фермы Нф= 2,25 м

Высоту светоаэрационного фонаря Н_фн, с учетом высоты типовых фонарных переплетов, принимаем равной Н_фн = 0   м - так как По условию задания применяется без фонарные компоновка.

                                     

Определение горизонтальных размеров

В цехах с интенсивной работой крана необходимо устройство проема для прохода рабочего персонала в верхней части колонны. В связи с этим принимаем привязку а = 500 мм, а высоту сечения верхней части колонны h_в = 1000 мм. При этом должно соблюдаться условие жесткости h_в > H_в / 12.

hв= 1000 мм >  569,17 мм – условие выполняется

Высоту сечения нижней части колонны h_н, с учетом обеспечения жесткости каркаса в поперечном направлении, назначаем не менее Н / 15 и находим по формуле

,                                                 

где l ₁ – расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны, мм, которое должно быть не менее

,

где В ₁ – размер части мостового крана, выступающей за ось рельса [4, прил. 2, ГОСТ 25711-83 или ГОСТ 6711-81], В ₁= 500 мм;

   75 – необходимый зазор между краном и колонной по требованиям безопасности, мм.

 1075 мм

Окончательный размер l ₁ принимаем кратным 250 мм. Следовательно, l ₁ = 1250 мм, тогда h_н по формуле (1.7) равна

что удовлетворяет требованиям жесткости:

h_н > Н / 15          

    hн= 1750 мм >  1746,67 мм – условие выполняется

Нагрузки, действующие на поперечную раму

Постоянные нагрузки

Покрытие состоит из:

1  Гравий, втоп. в битон

2  3-слойный рубероид.

3  Асфальтовая стяжка 20 мм

4  Минераловатная плита 100 мм 37кН/м3

5  Рубероид на бит маст

6  Ж/б панель покрытия 1,8 кН/м3

7  Собственный вес шатра

Согласно прил. 4 [1],  один слой рубероида 0,03 кН/м2, трехслойный будет 0,09 кН/м2. Нормативная нагрузка минераловатных плит не указано, однако, по прил. 3 [1] на эскизе дано, что удельная плотность мин.ват плит составляет 37кН/м3, при указанной толщине 0,01 м нагрузка составит 0,37 кН/м2. Указанные данные и данные из прил. 4 [1] заносим в табл.:

 

	Состав покрытия	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэф. Надежности по нагрузки	Расчетная нагрузка кН/м2
1	Гравий, втоп в битон	0,16	1,3	0,21
2	3-слойный рубероид.	0,09	1,3	0,12
3	Асфальтовая стяжка 20 мм	0,4	1,3	0,52
4	Минераловатная плита 10 мм 37кН/м3	0,37	1,2	0,44
5	Рубероид на бит маст	0,03	1,3	0,04
6	Ж/б панель покрытия 1,8 кН/м3	1,8	1,1	1,98
7	Собственный вес шатра	0,3	1,05	0,32
		3,150		3,623

 

Расчетную равномерно распределенную нагрузку на 1 м ригеля рамы определяем по формуле

,                                                                            

где γ_н – коэффициент надежности по назначению принимаем равным γ_н = 0,95;

   b_ф – шаг ферм, b_ф = 6 м.

qп= 20,651   кН/м

Находим опорную реакцию ригеля рамы:

,                                                                                     

где L – пролет здания

Fr= 247,81   кН    

Постоянные нагрузки от веса колонны и стенового ограждения собираем в виде сосредоточенных сил условно приложенных к низу подкрановой F ₂ и надкрановой F ₁ части колонны по оси сечения.

,

,

где γ _{f 1} и γ _{f 2} – коэффициенты надежности по нагрузке для стенового ограждения и оконных переплетов соответственно, γ _{f 1}= 1,2 и γ _{f 2} = 1,1;

g_ст и g_ок – поверхностная масса стен и оконных переплетов, кН/м ²;

b_к – шаг колонн, м;

 – высота оконных переплетов в верхней части колонны, м;

 – высота оконных переплетов в нижней части колонны, принимаем при высоте Н ₁ больше 9 м равной = 6 м;

 и  – высота стен в пределах верхней и нижней части колонны, м;

,

где 0,6 – высота парапета, м.

gk= 0,60 по прил. 5 

G_в и G_н – расчетный вес колонн, верхней и нижней частей соответственно, м.

Расчетный вес колонн распределяется следующим образом: 20 % приходится на верхнюю часть и 80 % – на нижнюю

,                                           

,                                           

где γ _f – коэффициент надежности по нагрузке для стальных колонн, γ _f = 1,05;

   g_к – расход стали на колонны на 1 м ² здания, [4, прил. 5] в зависимости от грузоподъемности кранов, g_к = 0,6 кН/м ²;

   b_к – шаг колонн, м.

 

Подставим значения и получим:

Fr= 247,81   кН

gk= 0,70 кН/м2

Gв= 10,05 кН

Gн= 40,22 кН

hн.ок.=  6,00 м

hв.ст.=   8,48 м

hн.ст.=  13,37

Постоянные нагрузки от веса колонны и стенового ограждения собираем в виде сосредоточенных сил условно приложенных к низу подкрановой F ₂ и надкрановой F ₁ части колонны по оси сечения.

F1= 128,695 кН

F2= 236,29   кН