Компоновка многопролетных рам производственных зданий

Компоновку поперечной рамы начинают с установления основных (генеральных) габаритных размеров элементов рамы. Размеры по вертикали привязывают к отметке уровня пола, принимая ее нулевой. Размеры по горизонтали привязывают к продольным осям здания. Все размеры принимают в соответствии с основными положениями по унификации.

Размеры по вертикали Вертикальные габариты зависят от технологических условий производства. Основные величины h1 h2 H hвhнh.

h1 – минимальная отметка головки кранового рельса, которая задается из условия необходимой высоты подъема крюка над уровнем пола.

h2 – расстояние от головки кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия, зависящее от вертикального габарита мостового крана. h2= (hк+100) +a где hк– вертикальный габарит крана по ГОСТ; 100мм – зазор, установленный по требованиям техники безопасности; а = 200-400мм – размер, учитывающий прогиб конструкций покрытия (для больших пролетов – больший размер) Окончательный размер h2 назначают кратным 200мм. H- высота цеха от уровня пола до низа конструкций покрытия. H принимают кратным 1, 2 м при H 10, 8 м и 1, 8м при H > 10, 8м из условия соизмеримости со стандартными ограждающими конструкциями. В отдельных случаях принимают H кратным 0, 6м. Изменение H производят за счет увеличения h1, оставляя h2минимально необходимым.

Высота подкрановой части от верха колонны до низа стропильных ферм: hв=h2+hп.б.+hp где h2 – определено ранее; hп.б – высота подкрановой балки. Ее определяют при подборе сечения подкрановой балки, который нужно выполнить до статического расчета рамы; hp – высота подкранового рельса, принимается по ГОСТ.

Высота подкрановой части колонны: hн=H – hв.+ (0, 6 1) м. где 0, 6 1, 0м – заглубление колонны ниже уровня пола.

Общая высота стойки рамы (колонны) от низа фермы (ригеля) до низа базы: h = hн + hв Высота колонны у опоры ригеля hоп зависит от принятой конструкции стропильных ферм и равна их высоте на опоре.

При компоновке многопролетных рам для наибольшей унификации объемно-планировочного решения следует стремиться к тому, чтобы здание было прямоугольным в плане, имело одинаковые пролеты и единую высоту. Если по условиям технологии это невозможно, то повышенные пролеты следует группировать по одну сторону от пониженных, число различных пролетов должно быть минимальным. Перепады высот повышенной и пониженной частей здания менее 1, 8 м не допускается. Все здания в этом случае целесообразно сделать одной высоты (по максимальной высоте). Заглубление средних колонн ниже уровня пола принимается одинаковым с крайними (600-1000 мм). Ширину верхней части колонны bв в зависимости от грузоподъемности кранов и высоты колонны принимают 400, 700, 1000 мм. Колонны средних рядов в многопролетных зданиях обычно проектируются симметричными привязывая оба крановых рельса по наибольшему из размеров.

 

 

 

$$$Связи по покрытию производственных зданий

Связи по конструкциям покрытия или связи между фермами создают общую пространственную жесткость каркаса и обеспечивают: устойчивость сжатых поясов ферм из их плоскости, перераспределение местных крановых нагрузок, приложенных к одной из рам, на соседние рамы; удобство монтажа; заданную геометрию каркаса; восприятие и передачу на колонны некоторых нагрузок.

Связи по покрытию располагают:

1) в плоскости верхних поясов стропильных ферм – продольные элементы между ними; 2) в плоскости нижних поясов стропильных ферм – поперечные и продольные связевые фермы, 3) вертикальные связи между стропильными фермами; 4) связи по фонарям.

 

$$$Связи между колоннами производственных зданий

Назначение связей: 1) создание продольной жесткости каркаса, необходимой для нормальной его эксплуатации; 2) обеспечение устойчивости колонн из плоскости поперечных рам; 3) восприятие ветровой нагрузки, действующей на торцевые стены здания, и продольных инерционных воздействий мостовых кранов.

Связи устанавливают по всем продольным рядам колонн здания. Схемы вертикальных связей между колоннами даны на рис.2.34. Схемы (рис. 2.34, в, г, е) относятся к зданиям бескрановым или с подвесным крановым оборудованием, все остальные - к зданиям, оборудованным мостовыми опорными кранами.

В зданиях, оборудованных мостовыми опорными кранами, основными являются нижние вертикальные связи. Они в совокупности с двумя колоннами, подкрановыми балками и фундаментами (рис. 2.34 д, ж...л) образуют геометрически неизменяемые неподвижные в продольном направлении диски. Свобода или стесненность деформации присоединенных к таким дискам других элементов каркаса существенно зависят от количества жестких блоков и их расположения вдоль каркаса

$$$Системы связи каркасов производственных зданий

Связи каркаса подразделяются на связи по фермам и колоннам. Связи по фермам бывают горизонтальными и вертикальными. Горизонтальные связи по фермам располагаются в плоскости верхних и нижних поясов ферм и по положению в плане бывают продольными и поперечными. Вертикальные связи по фермам и поперечные горизонтальные связи в плоскости верхних и нижних поясов, их назначение и конструкция рассмотрены в подразд. 15.3. В одноэтажных производственных зданиях они аналогичны ранее рассмотренным.

Схема горизонтальных связей по поясам ферм для шага рам 6 м приведена на рис. 18.4.

По верхним поясам По нижним поясам

 

Назначение поперечных связей по нижним поясам – служить опорами для стоек фахверка и передавать давление ветра на торец здания, на колонны крайней рамы. Сжатые стойки в них выполняются из парных прокатных уголков, раскосы крестовой решетки, работающие только на растяжение, – из одиночных. Штриховыми линиями на рис. 18.4 обозначены вертикальные связи по фермам. Они располагаются в плоскости опорных стоек ферм и далее не реже чем через 15 м.

Продольные связи по нижним поясам (по верху колонн) объединяют их в систему и позволяют воспринимать местные нагрузки от кранов несколькими рамами вместо одной. Продольные связевые фермы устраиваются в зданиях с режимами работы кранов 6К – 8К, в покрытиях с подстропильными фермами, при грузоподъемности кранов 10 т и более, а при отметке низа стропильных конструкций свыше 18 м – независимо от грузоподъемности, а также в некоторых других случаях [9]. Стойками в них являются приопорные панели нижних поясов стропильных ферм, пояса из спаренных прокатных уголков, раскосы, работающие только на растяжение, из одиночных уголков.

$$$Прогоны сплошного сечения

Прогоны воспринимают нагрузку от кровли и передают ее на стропильные фермы. Прогоны могут быть сплошного сечения и решетчатые.

Прогоны сплошного сечения тяжелее решетчатых, но значительно проще в изготовлении и монтаже. Их применяют, как правило, при шаге стропильных конструкций 6 м. Для сплошных прогонов обычно используют прокатные швеллеры, а также гнутые профили швеллерного, С-образного и -образного сечений (рис. 2.38). При больших нагрузках сечение прогонов может быть принято из прокатного двутавра.

Экономичными по расходу стали являются прогоны, выполненные в виде перфорированных балок (§5.9 [1]), балок с гофрированной или гибкой стенками (§§ 5.7 и 5.8 [1]). Такие прогоны можно применить и при шаге стропильных конструкций до 12 м.

Прогоны сплошного сечения выполняют по разрезной и неразрезной схемам. При использовании неразрезных прогонов расход стали меньше, однако для упрощения монтажа чаще применяют разрезные прогоны.

Расчет прогонов выполняют на нагрузки от веса кровли, собственного веса прогонов, снега и ветра. В необходимых случаях учитывают нагрузку от пыли. При кровле с уклоном меньше 20° нагрузка от ветра (отсос) действует снизу вверх и разгружает прогоны. В этом случае нужно проверить прогон на возможность отрыва от несущих конструкций.

Вертикальную нагрузку на прогон определяют по формуле

(2.45)

где gk - расчетная нагрузка от веса 1 м2 кровли; α - угол наклона кровли к горизонту (при уклоне кровли i ≤ 1/8 можно принять cosα = 1); s - расчетная нагрузка от снега; b - расстояние между прогонами; qp - расчетная нагрузка от веса прогона.

 

 

Рис. 2.38. Типы сечения сплошных прогонов

 

 

$$$Решетчатые прогоны

Решетчатые прогоны обычно применяют при шаге стропильных ферм 12 м. Они могут иметь различные конструктивные решения

Недостаток решетчатых прогонов - большое число элементов и узловых деталей и связанная с этим высокая трудоемкость изготовления. Поэтому наиболее целесообразен трехпанельный прогон, принятый в качестве типового. Верхний пояс этого прогона состоит из двух швеллеров. Элементы решетки из одного гнутого швеллера. Раскосы прикрепляются к верхнему поясу на дуговой или контактной сварке. Такое решение существенно упрощает изготовление и обеспечивает достаточную боковую жесткость.

В легких зданиях применяют также прутковые прогоны, в которых элементы решетки и нижний пояс могут быть выполнены из круглых стержней или одиночных уголков.

Решетчатые прогоны рассчитывают как фермы с неразрезным верхним поясом. Верхний пояс при этом работает на сжатие с изгибом (в одной плоскости, если отсутствует скатная составляющая нагрузки, или в двух плоскостях), остальные элементы испытывают продольные усилия.

$$$Особенности расчета стропильных ферм

Основными нагрузками при расчете стропильных ферм являются постоянная нагрузка от кровли и несущих конструкций покрытия и нагрузка от снега. Иногда на стропильные фермы действуют и другие нагрузки: от

подвесного транспорта, подвесных коммуникаций и оборудования, электроосветительных установок, вентиляторов, галерей, систем испарительного охлаждения, устанавливаемых на крыше здания, и т.д. При больших пылевыделениях (например, на цементных заводах) при расчете ферм учитывают нагрузку от пыли.

Постоянные нагрузки от кровли, стропильных ферм, связей по покрытию и фонарей принимают, как правило, равномерно распределенными, их значения можно определить с помощью табл. П4.2. Нагрузки от бортовых стенок фонаря и остекления учитывают в виде сосредоточенных сил, приложенных в узлах опирания крайних стоек фонаря. Вес остекления при этом можно принять равным 0, 35 кН на 1 м2 остекленной поверхности.

Снеговые нагрузки при расчете элементов покрытия (плит, прогонов, настила и ферм) несколько отличаются от принимаемых при расчете поперечных рам. Это объясняется тем, что для конструкций покрытия снеговая нагрузка является основной, определяющей размеры сечения элементов (особенно при легких кровлях).

 

$$$Пространственные работа каркаса производственного здания

Анализ эффективности учета пространственной работы каркаса с двумя продольными дисками проведен для однопролетных рам с жестким и шарнирным сопряжением ригеля с колонной, а также для многопролетных рам. Эффективность оценивается по относительному изменению моментов в нижнем сечении надкрановой части колонны и у базы колонны.

Варьировались жесткостные характеристики диска покрытия и тормозных конструкций, характеризующиеся параметрами ап и от. Исходя из результатов исследований жесткости продольных элементов установлено, что значение ап меняется от 0, 6 до 10 000, а ат от 0 до 15. Меньшие значения параметров ап и ат относятся к каркасам малой высоты (h < 12 м) при шаге рам 12 м, пространственная работа которых обеспечивается связями по нижним поясам Ферм (Лсв / 3i =2) и разрезными тормозными фермами (2-х I 3i = 0, 05), а нибольшие — к рамам большой высоты ( h = = 24 м) при шаге 6 м с диском покрытия Эп / 3i = 100 и неразрезными тормозными листами Зт /3i = 0, 8. Для анализа приняты характерные значения от = 0, 2; 0, 8; 2, 5; ап = 3; 10; 100; m = 0, 3; 0, 6; 1, 2, что соответствует реальным соотношениям жесткостей, геометрических параметров каркаса и баз мостовых кранов.

Наиболее существенно на эффективность учета пространственной работы влияют параметры ап и ат. В сечении 4—4 практически во всех случаях учет пространственной работы приводит к снижению моментов. Для сечения 2—2 результат неоднозначен -г- возможно как снижение, так и увеличение момента. Учет тормозных конструкций дает наибольший эффект при относительно малой жесткости верхней части колонн (X = 0, 4; п = 20).

Расчет стальных каркасов промышленных зданий на крановые нагрузки с учетом двух продольных дисков ближе отвечает Фактической схеме работы конструкций. Уточнение расчетной схемы каркаса при реконструкции во всех случаях приводит к снижению расхода стали и трудоемкости работ при усилении конструкций, повышению их надежности.

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: