Проектирование одноэтажного производственного здания с подвесными кранами

 
 
 
 
 
 

 

Сосредоточенная нагрузка (№3.3)

кН;

кН;

кН

кНм;

кНм;

;

Общая эпюра от ветровой нагрузки слева и сосредоточенной нагрузки (№3) 

Ветровая  нагрузка справа (№4) 

Крановая  нагрузка - вертикальная (№5) 
 
 
 

м,

где  м - крайнее положение крюка;

кН;

кН;

кН;

кНм;

;

Крановая  нагрузка - горизонтальная (№6)

 
 

кН;

кН;

кН;

кНм;

кНм;

;

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.4. Составление расчетных  комбинаций усилий 

      Расчет  конструкций по предельным состояниям первой и второй групп следует  выполнять с учетом неблагоприятных  сочетаний нагрузок. Эти сочетания  устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок с учетом возможности появления различных схем приложения временных нагрузок или при отсутствии некоторых из них.

      В курсовом проекте рассматриваются  основные сочетания, состоящие из постоянных м временных нагрузок. При составлении расчетных комбинаций усилий в раме в соответствии с рекомендациями СНиП 2.01.07-85* применяются две схемы сочетаний:

• Усилия от постоянной и одной наиболее неблагоприятной временной нагрузки. Коэффициент сочетания для временной нагрузки .
• Усилия от постоянной и не менее двух наиболее неблагоприятных временных нагрузок. В этом случае временные нагрузки следует умножать на коэффициент сочетаний для кратковременных нагрузок .

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

Наиболее неблагоприятному сочетанию соответствует  кНм,  кН. 
 
 
 
 

4. Расчет и конструирование  элементов рамы 

4.1. Расчет прогона 

      Така как кровля малоуклонная (i<10%), то скатная составляющая в напряженном состоянии прогона не учитывается, и расчет прогона выполняется на нагрузку, действующую в плоскости стенки.

      Погонная  равномерно распределенная нагрузка на прогон определяется как сумма постоянной нагрузки, снеговой и собственного веса прогона:

кН/м,

где  кН/м² - расчетное значение постоянной нагрузки, действующей на 1м² покрытия;

       кН/м^{2  -} расчетное значение веса снегового покрова на 1м² горизонтальной поверхности;

       м - шаг прогонов. 

Максимальный изгибающий момент в прогоне:

кНм,

где  м - шаг ригелей. 

Требуемый момент сопротивления  сечения:

см³,

где  кН/см² - расчетное сопротивление материала прогона (сталь С245);

       - коэффициент условия работы. 

По ГОСТ 8240-72* выбираем швеллер 20, см³ > см³. Проверяем сечение на прочность:

кН/см² < кН/см².

Сечение удовлетворяет  условию прочности. 

Проверяем принятое сечение на жесткость и изгиб, по второй группе предельных состояний.

Расчет выполняется  на нормативные нагрузки. При этом постоянные нагрузки учитываются полностью, а для временной (снеговой) нагрузки допускается учитывать только е  длительную составляющую, равную кН/м².

Погонная нормативная  нагрузка на прогон:

кН/м,

где  кН/м² - нормативное значение постоянной нагрузки, действующей на 1м² покрытия; 
 
 

Прогиб прогона  от нормальной нагрузки:

 

см,

Должно выполнятся условие:

,

где  см - предельный допустимый прогиб для прогона длиной 6м.

см < см.

Жесткость прогона  на прогиб обеспечена. 
 

4.2. Расчет и конструирование  колонны 

Расчет колонны  ведем как внецентренно сжатый элемент. 

Расчетная длина  стойки в плоскости рамы:

м,

Расчетная длина  стойки из плоскости рамы:

м,

Требуемая площадь  сечения двутавра колонны определяется по формуле:

см²,

где  кН - максимальное расчетное значение продольной силы;

       м - эксцентриситет силы;

       см - высота сечения колонны, принимается из условия унификации. 

По СТО АСЧМ 20-93 подбираем колонный двутавр 40К1:

см²,  см⁴,  см³,  см,     см. 

Расчет  на устойчивость в  плоскости рамы: 

Расчет выполняется  из условия:

,

где  - коэффициент устойчивости при внецентренном сжатии, определяется по  табл. 74 СНиП II-23-81* в зависимости от условной гибкости и приведенного эксцентриситета .

,

где  - относительный эксцентриситет;

       - коэффициент влияния формы сечения,  зависит от ,принимается по табл.73 СНиП II-23-81*.

Условная гибкость:

,

где  - гибкость двутавра колонны.

Проверяем условие:

кН/см² < кН/см²

условие устойчивости в плоскости рамы выполняется. 
 

Расчет  на устойчивость из плоскости рамы: 

Расчет выполняется  из условия:

,

где  - коэффициент устойчивости при центральном сжатии, определяется по  табл. 72 СНиП II-23-81* в зависимости от условной гибкости и расчетного сопротивления .

.

       - коэффициент, вычисляемый по  СНиП II-23-81* при по формуле:

,

где  - коэффициент снижения расчетного сопротивления при потере устойчивости.

Проверяем условие:

кН/см² < кН/см²

условие устойчивости из плоскости рамы выполняется. 
 

4.3. Расчет и конструирование  базы колонны 

Определение размеров плиты в  плане: 

Определяем требуемую  площадь плиты из условия смятия бетона:

,

где  .

Значение коэффициента зависит от отношения площадей фундамента и плиты.

Для бетона класса В15: кН/см² - расчетное сопротивление бетона смятию.

кН/см².

см².

По условиям работы свесов плиты рационален одинаковый вылет с:

 

см.

Принимаем см, см.

 

мм,

мм.

Принимаем плиту  размером мм.

см².

Принимаем верхний  обрез фундамента мм.

Уточним расчетное  сопротивление бетона смятию:

кН/см² < кН/см².

,

кН/см²,

кН/см² < кН/см².

Прочность бетона обеспечена. 
 

Определение толщины плиты: 

Находим изгибающие моменты на единицу длины  см на разных участках плиты: 

Участок 1 (консольный): см.

кНм. 

Участок 2: Считаем  участок условно опертым по трем сторонам.

см,

см,

кНм,

где  при .

Толщину плиты подбираем  по наибольшему моменту из условия:

,

где  кН/см² - расчетное сопротивление стали С245 растяжению,

       см³ - момент сопротивления сечения плиты.

Тогда:

см,

Принимаем    t_pl  = 2   см.