Содержание

1. Исходные данные

2. Компоновка конструктивной схемы производственного здания

3. Расчет подкрановой балки

4. Расчет стропильной фермы

5. Расчет поперечной рамы каркаса

6. Расчет колонны

Список используемой литературы

1.Исходные данные

§ Район строительства –Вильнюс (вариант №2)

§ Схема фермы-№2 (схема компоновки №4) (рассчитать узлы Ж, Е)

§ Пролет фермы -20 м

§ Длина панели верхнего пояса-2,5м

§ Опорная стойка –1,6м (уклон i=1/8)

§ Шаг фермы –6 м

§ Сталь марки 14Г2 (С345 то же самое)

§ Постоянные нормативные нагрузки (кН/м2)-0,6-0,2-0,14-0,4

§ Вес тельфера 70кН

2.Компановка конструктивной схемы аркаса производственного здания

Рис.1 - Необходимо определить вертикальные размеры стоек рамы (колонны)

Расстояние от головки кранового рельса до низа фермы составляет:

Н2=(Нс+100)+а,

где Нс- габаритный размер крана по высоте; Нс=2750мм;

100мм-установленный по технике безопасности зазор между габаритом

крана и стропильными конструкциями;

а- размер, учитывающий прогиб конструкции покрытия, а=200…400мм

Н2=(2750+100)+400=3250мм=3,4м

Высота цеха от уровня пола до низа ригеля Н=Н1+Н2,

где Н1 – наименьшая высота от пола до головки кранового рельса

Размер Н принимается кратным 0,3м.

Н=6800+3400=10200мм=10.2м.

Принимаем Н=10.2 м.

Высота верхней части колонны l2=hg+hr+H2,

где hg – высота подкрановой балки, которую предварительно принимаем

hg=600 мм; hr – высота кранового рельса; hr=120мм

l2=600+120+3400=4120мм=4.12м

Высота нижней части колонны от низа базы до уступа колонны

l1=H+hb-l2,

где hb – заглубление базы колонны по отношению к уровню пола,

принимаем hb=1000мм

l1=10200+1000-4120=7080мм=7,08м.

Общая высота колонны от низа базы до низа ригеля

l= l1+ l2

l=7080+4120=11200мм=11,2м

Определяем размеры сечений колонны

Высота поперечного сечения верхней части колонны из условия обеспечения ее жесткости должна быть h2>(1/12)l2; принимаем h2=500мм.

В этом случае привязка наружной грани колонны к продольной координационной оси определяется величиной Bo=250мм, т.е. координационная ось проходит по середине верхней части колонны

Высота поперечного сечения нижней части колонны определяется из выражения h1=Bo+λ,

где λ – расстояние от оси подкрановой балки до координационной оси, принимаем λ=750мм

h1=250+750=1000мм

Из условия жесткости необходимо, чтобы величина h1 отвечала неравенству h1>(1/20…1/30)l1 – условие удовлетворяется.

Пролет мостового крана

Lc=L-2 λ,

где L- пролет здания

Lc=24000-2·750=22500мм=22,5м.

Высота стропильной фермы h=[1/8…1/12]L=< 3800мм

Примем h=3100 мм

3. Расчет подкрановой балки

Определение нагрузок на балку

Характеристики заданного мостового крана:

§ Грузоподъемность крана Р=300кН

§ Пролет крана Lc=22,5м

§ Ширина крана Вс=6,3м

§ База крана Кс=5,1м

§ Сила давления колеса на

подкрановый рельс Fн=315 кН

§ Вес тележки G=120 кН

§ Вес крана общий Gс=520 кН

§ Тип кранового рельса КР-70

Расчетная сила вертикального давления колеса на кран

F=Fн·γf·nc·ka,

Где γf- коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,1

nc- коэффициент сочетаний, равный 0,85 при расчете на действие двух

сближенных кранов нормального режима работы

ka- коэффициент динамичности, равный 1 для кранов нормального

режима работы

F=315·1,1·0,85·1=295 кН

Нормативная горизонтальная сила при торможении тележки, приходящаяся на одно колесо крана

Тn=0,05(P+G)/n

Тn=0,05(300+120)/2=10,5 кН

Расчетная горизонтальная сила, создаваемая одним колесом крана

T=Tn·γf·nc·ka

T=10,5·1,1·0,85·1=9,8 кН

Рис. 5. Схема нагрузок от мостового крана

Определение усилий в балке

Расчетное значение изгибающего момента

Mf=α·F·Σyi , где

α - коэффициент, учитывающий собственный вес подкрановой

конструкции, равный для балок пролетом 6 м- 1,03;

Σyi- сумма ординат линии влияния под силами F

Наибольшая ордината у, при пролете 6 м (1,5+0,9)= 2,4

Наименьшее расстояние между колесами двух кранов

В = Вс-К = 6,3-5,1= 1,2м

Mf=1,03·295·2,4=729 кН*м

Рис. 6. Схема к определению при м.

Рис. 7. Схема к определению при = 6 м

Расчетное значение поперечной силы

Qf= α·F·Σyi

где Σyi - сумма ординат линии влияния поперечной силы под силами F.

QF = 1,03· 295· (1+0,8) = 547 кН

Наибольшая ордината линии влияния у1=1

Нормативное значение изгибающего момента

М1n= α·F·Σyi =1,03·295·1,5=456 кН*м

Расчетный изгибающий момент Мт от горизонтального воздействия крановой на грузки на балку определяют при таком же положении сближенных кранов, как и при расчете МF

Поэтому величина МT, может быть найдена из сочетания

Мт = MF·T/F= 729·9,8/295= 24,2 кН·м

Подбор и компановка сечения балки

Требуемый момент сопротивления балки

Wxmp=Mf·β·γn/Ry·γc

где Mf-расчетный изгибающий момент, кН·см

Ry- расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по

пределу текучести; Ry=33 кН/см2

β-коэффициент, учитывающий дополнительные напряжения в верхнем

поясе балки от горизонтального воздействия крановой нагрузки;

принимаемый равным β=1,05

γn- коэффициент надежности по назначению; γn=1

γс- коэффициент условий работы, принимаемый в данных условиях γс=1

Wxmp=72900·1,05·1/33·1=2320 см3

Рис. 8. Схема подкрановой и тормозной балок

Минимальная высота подкрановой балки

hmin =5·γc·Ry·l·n0·Mln/24·E·Mf

где l-пролет балки, см

Е- модуль упругости стали Е=206·102 кН/см2

Mln – нормативный изгибающий момент в балке при загружении ее одним

краном

n0- величина, обратная предельному относительному прогибу, для балок

под краны нормального режима n0=400

hmin =5·1·33·600·400·45600/24·20600·72900=50,1 см