Требования к каркасам промышленных зданий.

1) Эксплуатационные:

-удобство размещения, обслуживания и ремонта оборудования

-нормальная эксплуатация кранового оборудования

- создание условий аэрации и освещения

-возможность развития производства

Требуется определить ширину пролета, число пролетов, длину здания, высоту от пола до низа несущих конструкций покрытия, тип колонн, подкрановых балок, режим работы крана (1к…8к)

2) Экономические

Затраты, связанные с возведением сооружения, включают в себя стоимость материала, изготовления, транспортировки, монтажа конструкции, а также сроками ввода в эксплуатацию и получением продукции, затратами для обеспечения нормальной эксплуатации.

-Выбор материала,

-Рациональное решение конструктивной схемы каркаса

-Металлоемкость

несущие конструкции покрытия- 20…60%

подкрановые балки- 10-40%

колонны-15…35%

фахверк-5..15%

-Рациональное решение конструктивной схемы должно быть с минимальными затратами металла

3)Требование надежности и долговечности

-Выбор конструктивной схемы каркаса с расчетом в одноэтажное здание в основном:

арочная

балочная

рамная

висячая

Долговечность связана с моральным и физическим износом.

4)Требование индустриализации

Широкое применение типовых элементов, решений, габаритных схем, унификация и стандартизация.

Состав каркаса. Компоновка конструктивной схемы каркаса (поперечный разрез).

Каркасы производственных зданий проектируются таким образом, что несущая способность поперек здания обеспечена поперечными рамами, а вдоль –продольными элементами каркаса, кровельными и стеновыми панелями.

Поперечные рамы каркаса состоят из колонн (стойки, рамы) и ригелей.

Продольные элементы каркаса – это подкрановые конструкции, подстропильные фермы, связи между колоннами и фермами, кровельные прогоны

Компоновка каркаса

1. Размещение колонн в плане

2. Выбор схем поперечной рамы

3. Назначение внутрених габаритов здания

4.Назначение генеральных размеров основных конструктивных элементов

5.Система связи каркаса (связи подколонн)

6. Конструкции покрановых путей

7.Назначение ограждающих конструкций

1) Размещение колонн в плане

Для производственных зданий пролет 18,24,30,36 м и более.

Шаг колонн кратен 6м.

В многопролетных зданиях шаг крайних колонн больше, чем в средних.

2)Вертикальные габариты здания зависят от технических условий производства и определяются расстояниями от уровня чистого пола до голвки кранового рельса Н₁ и от низа кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия Н₂

В сумме эти размеры составляют полученную высоту цеха Н_0.

Размер Н₂ зависит от высоты мостового крана

Н₂=(Н_кр+100)+f, f- прогиб ригеля

Мостовой опорный кран (разрез)

Система связей каркаса.

Связи- важные элементы стального каркаса, которые нужны для выполнения следующих требований:

-восприятие и передача на фундаменты некоторых нагрузок

- обеспечение совместной работы поперечных рам при местных нагрузках

- создание жесткости каркаса, необходимой для обеспечения нормальных условий эксплуатации

- обеспечение условий высококачественного и удобного монтажа.

Связи подразделяются по колоннам – для создания неизменности стального каркаса в продольном направлении, обеспечения устойчивости колонн, восприятия продольных нагрузок(крестовые- расстояние между колоннами 6 м,портовые-12м); по покрытию – нужны для обеспечения пространственной жесткости каркаса, устойчивости покрытия в целом и отдельных его элементов.

Различают:

-связи по верхнему поясу (поперечные связевые фермы и распорки)

-связи по нижнему поясу (поперечные связевые фермы и растяжки)

Вертикальные связи через 6-12 м

-Связи по фанарям

 

 

по верхним поясам ферм

по нижним поясам ферм

вертикальные

 

1-распорка в коньке:2-поперечные связевые фермы

 

Расчет поясных соединений в составных балках.

Соединение поясов со стенкой выполняют в сарных балках поясными швами, а в клепаных и болтовых – поясными заклепками и болтами сооответственнно.

При изгибе балки это соединение представляет собой сдвиг, который был бы при раздельной самостоятельной работе элементов балки на изгиб.

 

 

Т=τt_w=QS_f/I_x

Расчет ведется на силу сдвига относительно стенки. В сарных балках определяют сдвигающую силу, приходящуюся на 1 см длины шва.

Сдвигающая сила стремиться срезать поясные швы, поэтому сопротивление этих швов д.б. не менее силы Т.

Т≤nβ_f(z)k_fR_wf(wz)γ_c => k_f≥ Т/ nβ_f(z)R_wf(wz)γ_c

При приложении местной сосредоточенной нагрузки к поясу балки в месте, неподкрепленном ребром жесткости

 

k_f≥ √Т²+(F/l_ef)²)/ n · β_f(z) · R_wf(wz) · γ_c

Пясные сварные швы следует выполнять автоматической сваркой, сплошными, одинаковой, наименьшей толщины.

В балках с поясными соединениями на высокопрочных болтах или заклепках сдвигу припятствуют болты или заклепки, сдвигающая сила, действующая на кажды болт, собирается с расстояния между ними (с шага болтов). Эта сила не должна превышать возможного сопротивления болта или заклепки

Т·а≤Q_bh·k·γ_c для болтов

Т·а≤[N_закл ] _min·γ_c для заклепок

 

 

Конструкция и расчет опорных честей балок.

Сопряжение балок со стальными колоннами м.б. в виде опирание сверху и сбоку (шарнирное - передающее только опорную реакцию балки) и опирание только сбоку- м.б. как шаргирным, или жесткое (передающее опорную реакцию и изгибающий момент).

Конец балки в месте опирания на колонну укрепляют опорным ребром, которое передает опорную реакцию с балки на колонну.

1. Опирание сверху (шарнирное)

Определяют размеры опорного ребра из условия смятия или сжатия.

1) Из условия смятия (при а<1,5t_r): A_р^тр = R^гб/ R_pγ_с

R^гб=Q_max

R_p= R_un/ γ_m– расчетное сопр. смятию торцевой поверхности

γ_m=1,025-коэффициент надежности по материалу

γ_с=1,0-коэффициент условий работы

Рекомендуется b_p = b_f,

Толщина опорного ребра

t_p=А_р/b_p

t_p=3 b_еf √R_y/E

ГОСТ

Необходимо проверить выполняется ли условие смятия, если нет, то находим толщину ребра из условия сжатия

2) Из условия сжатия (при а>1,5t_r): A_р^тр = R/ R_y

 

Опорную часть балки проверяют на устойчивость как стойку сжатую опорной реакцией R.

A_оп=в_р ·t_р+ в_w ·t_w

I_x= в_р³ ·t_р/12+ в_w ·t_w³/12

i_z=√ I_z/ A_оп

в_w=0,65 t_w√ E /R_yw

Гибкость опорного участка

λ=h_ef/i_z

Условная гибкость

λ= λ √ R_y / E→ φ_z (т.Д1 СП16для типа сечения с)

σ = R/(A_оп·φ_z)≤ R_y · γ_c

Если проверка не выполняется, то увеличиваем t_р

Рассчитывают сварные швы крепления опорного ребра к стенке с учетом максимальной длины фланговых швов.

Примыкание сбоку

Вертикальная реакция передается с опорного ребра на столик, приваренный к полке колонны. Толщина определяется из условия смятия или сжатия. t_ст = t_p +20…40 мм.

Соединение будет жестким если установлены высокопрочные болты и шарнирным если стоят болты нормальной точности

 

⇐ Предыдущая3456789101112

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: