Проектирование здания цеха по выпуску мини-тракторов

• Содержание

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОПИСАНИЕ ГЕНПЛАНА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

3. АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

3.1 ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНОЕ РЕШЕНИЕ

3.2 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

3.3 ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

3.4 АРХИТЕКТУРНО-КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ

3.5 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНОЙ ПАНЕЛЬНОЙ СТЕНЫ

3.6 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СОВМЕЩЕННОГО ПОКРЫТИЯ

3.7 РАСЧЕТ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ

4. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ

4.1 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ И СОСТАВ ПРОЕКТА

4.2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

4.3 КОМПОНОВКА ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ

4.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК НА РАМУ

4.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В КОЛОННАХ РАМЫ

4.6 РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ДВУХВЕТВЕВОЙ КОЛОННЫ СРЕДНЕГО РЯДА

4.7 РАСЧЕТ КОЛОННЫ КРАЙНЕГО РЯДА

4.8 РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА ПОД СРЕДНЮЮ ДВУХВЕТВЕВУЮ КОЛОННУ

4.9 РАСЧЕТ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ

5. РАЗДЕЛ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

5.1 РАБОТЫ НУЛЕВОГО ЦИКЛА

5.2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА РАБОТЫ ПО УСТРОЙСТВУ МОНОЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

5.3 РАБОТЫ ПО ВОЗВЕДЕНИЮ НАДЗЕМНОЙ ЧАСТИ ЗДАНИЯ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА МОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ

6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

6.1 ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ

6.2 БЕТОННЫЕ РАБОТЫ

6.3 МОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ

6.4 КРОВЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

6.5 СТЕКОЛЬНЫЕ РАБОТЫ

6.6 ОКРАСОЧНЫЕ РАБОТЫ

6.7 УСТРОЙСТВО ПОЛОВ

6.8 ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

6.9 ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ И ИНСТРУМЕНТА

6.10 ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ РАБОТЫ

7. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ НА СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ. СТРОЙГЕНПАН

7.1 РАСЧЕТ ПЛОЩАДЕЙ ВРЕМЕННЫХ ЗДАНИЙ

7.2 РАСЧЕТ СКЛАДСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ И ПЛОЩАДОК

7.3 РАСЧЕТ ПОТРЕБНОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА В ВОДЕ

7.4 РАСЧЕТ ПОТРЕБНОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА В ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

7.5 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ, ТЕЛЕФОНИЗАЦИЯ, РАДИОФИКАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

7.6 РАСЧЕТ ВРЕМЕННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

7.7 СНАБЖЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ

8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

8.1 ЛОКАЛЬНАЯ СМЕТА № 1 НА ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

8.2 ЛОКАЛЬНАЯ СМЕТА № 2 НА САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

8.3 ЛОКАЛЬНАЯ СМЕТА № 3 НА ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ

8.4 ЛОКАЛЬНАЯ СМЕТА № 4 НА СЛАБОТОЧНЫЕ РАБОТЫ

8.5 ОБЪЕКТНАЯ СМЕТА

8.6 СВОДНЫЙ СМЕТНЫЙ РАСЧЕТ СТОИМОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА

8.7 СМЕТНЫЕ РАСЧЕТЫ

9. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

строительство проект здание цех производство

1. Введение

Данная работа выполнена на основании задания выданного на дипломное проектирование. Задачей дипломного проекта является разработка проекта производственного здания с целью закрепления знаний, полученных за период обучения на кафедре" Архитектура и строительство" по специальности «Промышленное и гражданское строительство», а также получения практических навыков строительного проектирования.

2. Описание генплана промышленного предприятия

Проектируемое производственное здание является частью промышленного предприятия по сборке и выпуску мини-сельхозтехники из поставляемых комплектующих изделий и деталей. Возведение данного промпредприятия предполагается в г. Семипалатинске.

На территории промпредприятия также предполагается расположение административно-бытового блока, котельной с прилегающим к ней топливным складом, закрытого склада для хранения поставляемых комплектующих изделий и деталей, склада готовой продукции, склада ацетиленовых баллонов, стоянки автотранспорта, трансформаторной подстанции.

Грунты, складывающие площадку застройки — супесь твердая, служащая естественным основаниям. УГВ — 4 м. Глубина сезонного промерзания

грунта — 2 м. Расчетное сопротивление грунта принято — R₀=0,25 МПа.

Рельеф участка — спокойный. Отвод атмосферных вод с территории предприятия — самотеком в ливневую канализацию.

В элементах благоустройства используются:

— асфальтовые покрытия для внутризаводских автодорог и плиточное покрытие для пешеходных тротуаров и отмосток;

— зеленые насаждения в виде лиственных и хвойных деревьев и кустарников, газоны и цветники;

— крытые площадки для отдыха работников предприятия в летнее время;

— теннисный стол и поле для организации спортивных мероприятий.

Производственное здание — цех, состоящий из следующих технологических участков:

— механо-сборочный участок;

— сварочный участок;

— токарно-слесарный участок;

— окрасочный участок.

Проектируемый объект расположен в центре пром. предприятия, что обеспечивает удобный доступ к нему автотранспорта и людских потоков со всех сторон (важно ввиду значительных габаритов 60×108 м).

Схема движения автотранспорта — кольцевая. По характеру транспортных связей и грузопотоков предприятие относится ко II группе (для предприятий машиностроения).

Данное пром. предприятие с экологической точки зрения считается чистым и безопасным для окружающей среды и, поэтому, располагается вблизи границ жилых районов (на расстоянии, допускаемом нормами и правилами).

ТЭП генплана

1. Площадь территории пром. Предприятия 33 800 м².

2. Площадь используемой территории 24 900 м².

3. Площадь застройки 17 900 м².

4. Площадь дорог и тротуаров 7020 м².

5. Площадь озеленения 8880 м².

6. Коэффициент застройки 0,53.

7. Коэффициент использования территории 0,74.

8. Коэффициент озеленения 0,26.

3. Архитектурно-строительный раздел

3.1 Объемно-планировочное решение

Производственное здание разрабатывается по индивидуальному проекту, в железобетонном сборном и частично монолитном исполнении.

Здание одноэтажное — двухпролетное (пролеты по 30 м) с продольным шагом колонн 12 м, общей длиной 108 м, высота по верху фонарей 18,8 м; административно-бытовой комплекс — встроенный. Осуществляемый технологический процесс направлен вдоль пролета и обслуживается опорными мостовыми кранами г/п 10 т, по два в каждом пролете.

Проект выполняется в соответствии с действующими ГОСТ и СНиП.

Характеристики здания:

— степень долговечности I (не менее 100лет);

— степень огнестойкости I;

— класс здания II.

Основные ТЭП объемно-планировочного решения

1. Площадь застройки в пределах внешнего периметра наружных стен на уровне цоколя здания А_з 6530,5 м².

2. Полезная площадь А_п 6393 м².

3. Рабочая площадь А_р 6230 м².

4. Конструктивная площадь А_к137 м².

5. Объем здания111 018 м³.

6. Коэффициент k₁, характеризующий объемно планировочное решение (отношение объема здания к полезной площади) 17.

7. Коэффициент k₂, характеризующий эффективность планировочного решения (отношение рабочей площади к полезной площади) 0,97.

8. Коэффициент k3, характеризующий насыщенность плана здания строительными конструкциями (отношение конструктивной площади к площади застройки) 0,02.

9. Коэффициент k₄ компактности плана (отношение площади наружных стен к полезной площади) 0,016.

3.2 Краткое описание технологического процесса

Основой для проектирования сборочного цеха является его производственная программа, на основании которой разрабатывается технологический процесс сборки изделия.

Проектируемый цех по выпуску мини-тракторов предполагает работать на поставках основных комплектующих узлов заводов-смежников, которые поставляют такие узлы и агрегаты, как:

— двигатель;

— электрооборудование;

— узлы и детали трансмиссии;

— узлы, детали ходовой части;

— штампованные детали кузова, рамы, кабины и др.

Проектируемый цех предполагает следующие помещения (при количестве работающих на каждом участке 35…40 чел.):

— бытовые помещения;

— служебные помещения;

— вспомогательные службы;

— производственные участки.

В состав бытовых помещений входят гардеробные (предполагается там же размещение помещения для принятия пищи), умывальные, душевые, уборные.

В состав служебных помещений входят комнаты для административно-технического персонала (начальник цеха, мастера, технологи, контролеры ОТК).

Вспомогательные службы (участки), устраиваемые в цехе по месту, в необходимых по технологии производства местах:

— участки технического контроля;

— промежуточные склады узлов и деталей;

— склад вспомогательных материалов;

— инструментально-раздаточная кладовая;

— мастерская цехового механика.

В цехе предполагается подвижная поточная сборка изделия (когда изделие перемещается от одного рабочего места к другому).

Производственные участки — это участки цеха, на которых реализуется основной технологический процесс по изготовлению мини-тракторов.

Основные производственные участки расположены в следующей последовательности:

— токарно-слесарный участок;

— сварочный участок;

— окрасочный участок;

— механо-сборочный участок.

Участок токарно-слесарный

Включает необходимое металлорежущее и слесарное оборудование.

На этом участке производятся следующие виды работ:

— изготовленные деталей не включенных в кооперационные поставки с заводов-смежников;

— обработка штамповок, литейных, кузнечных заготовок-полуфабрикатов;

— термическая и гальваническая обработка деталей, изготовленных на данном участке;

— контрольная приемка деталей.

Участок сварочный. На этом участке, оборудованном необходимыми сварочными установками, производятся все сварочные работы по сварке рамы, кабины и других узлов, требующих соединения способом сварки, а затем контрольная приемка сварочных работ, выполненных на этом участке.

Участок окраски

Детали и узлы на участок окраски поступают из токарно-слесарного участка и из сварочного участка.

Участок включает места подготовки деталей под окраску (мойка, очистка), окрасочные посты (оборудуются спец. вентиляцией), оборудование для сушки деталей после окраски.

Механо-сборочный участок

Сборочные работы являются заключительным этапом в производственном процессе. Качество сборочных работ в значительной мере влияет на эксплуатационные качества машины, на ее надежность и долговечность. Объем сборочных работ в среднем составляет 20−30% общей трудоемкости по изделию, а иногда и более — до 50%.

Механо-сборочный участок включает:

— промежуточные склады узлов и деталей, где производится комплектовка в соответствии с производственной программой выпуска готовых изделий;

— сборочный конвейер, организованный в соответствии с технологическим процессом пооперационной сборки.

Завершающей операцией сборочного конвейера является стенд для стационарной обкатки собранных изделий (мини-тракторов).

3.3 Инженерное оборудование

1.1.1 Водопровод — хозяйственно-питьевой, противопожарный. Напор на вводе 23 м водяного столба. Расход воды в соответствии с нормами (по количеству точек расхода).

1.1.2 Канализация — хозяйственно-бытовая — от мест потребления хозяйственно-бытовой воды. Отвод — в местные канализационные сети. Производственная — от окрасочных камер — через спец. отстойники и фильтры в общую канализацию.

1.1.3 Отопление — центральное, водяное от котельной, расположенной на территории промышленного предприятия. Теплоноситель — вода с параметрами 95⁰-70⁰С. Транспортные ворота оборудованы воздушнотепловыми завесами (теплый воздух вентиляторами через калориферы подается к распределителям — воздуховодам).

1.1.4 Вентиляция — естественная и искусственная. Естественная — устройство вентиляционных шахт по две на пролет и вентиляторов-зонтов в плитах перекрытия. Искусственная — приточно-вытяжная общая с устройством вентиляционной камеры и системы воздуховодов.

1.1.5 Горячее водоснабжение — по закрытой схеме производится в бытовые помещения (души, умывальные, раковины). Источником горячего водоснабжения также является котельная, расположенная на территории предприятия.

1.1.6 Освещение — общее освещение, освещение каждого рабочего места индивидуально, освещение бытовых помещений осуществляется естественным путем (через окна в наружных стенах и фонари на покрытии), а также искусственно — от электросети переменного тока напряжением 220 В подаваемого через трансформаторную подстанцию.

1.1.7 Силовое электроснабжение — от низковольтных электросетей напряжением 220/380 В для обеспечения работы технологического оборудования — сварочного, металлорежущего, окрасочного, сушильного и т. д. Устройство электрических сетей производится в соответствии правилами электроустановок (ПЭУ). Слабые токи — от сетей телефонизации и ГРТС.

3.4 Архитектурно-конструктивное решение

Проектируемое здание каркасное (ж/б каркас). Принятая конструктивная схема обеспечивает прочность, жесткость и устойчивость на стадии возведения и в период эксплуатации при действии всех расчетных усилий и нагрузок, что подтверждается расчетом.

Каркас одноэтажного пром. здания состоит из поперечных рам, образованных колоннами, опирающимися на фундаменты стаканного типа, несущих конструкций покрытия — стропильных ферм и продольных элементов подкрановых балок, плит покрытия и связей.

Основными конструктивными элементами являются:

— фундаменты стаканного типа под одноветвевые (крайнего ряда) и двухветвевые (среднего ряда), выполненные в монолитном исполнении непосредственно на строительной площадке. Класс бетона В 12,5. Глубина заложения фундаментов — 2,25 м, выбрана из условий сезонного промерзания грунта. Верх фундамента расположен ниже отметки чистого пола цеха на 150 мм.

Фундамент проектируется двухступенчатый — высота ступеней — 300 мм, с удлиненным подколонником, армированным пространственным каркасом, и нижней ступенью, армированной двойной сеткой. Фундаменты устанавливаются на подготовку толщиной 20 мм из цементного раствора;

— колонны крайних рядов — одноветвевые прямоугольного сечения (800×500 — подкрановая часть, 600×500 — надкрановая часть) с консолями под установку подкрановых балок. Глубина заделки в фундамент — 1200 мм;

— колонны средних рядов — сквозные двухветвевые, ширина ветви

250 мм (1600×500 — подкрановая часть, 900×500 — надкрановая часть) с консолями. Глубина заделки в фундамент — 1200 мм;

— фахверковые колонны — устанавливаются через 12 м между основными колоннами каркаса, в собственные фундаменты, служат для монтажа навесных стеновых панелей, сечением 400×400. Глубина заделки в фундамент — 650 мм;

Нижняя часть всех колонн, соприкасающаяся с фундаментом гидроизолируется: покрывается 3 слоями рубероида на битумной мастике.

— вертикальные связи — обеспечивают жесткость и устойчивость. Так как здание разбито на два температурных блока по 54 м в середине каждого устраиваются портальные связи (вертикальные). Связи выполняются из уголков 63×63×8 и привариваются к закладным деталям колонн;

— подкрановые балки — стальные высотой 1,25 м. К колонне крепятся сваркой и анкерными болтами к закладным деталям консоли колонны. Крепление рельса к подкрановой балке — подвижное с помощью скоб и прижимных лап через 750 мм. В концах подкрановых путей устанавливаются стальные ограничители — упоры, снабженные амортизаторами-буферами из деревянного бруса;

— несущие конструкции покрытия — фермы сегментные пролетом

30 м, с предварительно напряженной арматурой Крепление ферм на опорных столиках колонн болтами и сваркой. По нижнему и верхнему поясу ферм выполняются горизонтальные связи в каждом температурном блоке. Выполняются из уголков 63×63×8 и привариваются к закладным деталям ферм;

— конструкция покрытия — несущие элементы плиты ребристые 3×12, высотой 450 мм, предварительно напряженные. Привариваются к фермам через закладные детали, швы между плитами заливаются цементно-песчаным раствором. Выход на покрытие осуществляется по вертикальной наружной металлической лестнице. В целом покрытие состоит из следующих элементов: собственно кровля — рулонная, состоит из одного слоя гравия, втопленного в мастику, трех слоев гнилостойкого рубероида на битумной мастике, далее цементно-песчаная стяжка, утеплитель — пенобетонные плиты, пароизоляция — один слой рубероида на битумной мастике. В местах температурных швов укладываются дополнительные слои водоизоляционного ковра. По периметру покрытия предусматривается ограждение из металлопроката высотой 1,2 м;

— водоотвод с покрытия — внутренний организованный, собирающий и отводящий воду в ливневую канализацию. При устройстве покрытия устраивается уклон в сторону водоприемных воронок (их три по длине здания в его средней части и по три с внешних продольных сторон);

— фонари светоаэрационные — прямоугольного сечения, устроены в средних частях каждого пролета. Конструкция фонаря — железобетонная рама, состоит из поперечных фонарных ферм и стоек, несущих плиты покрытия фонаря. В плоскости стоек фонаря размещаются ботовые плиты. Ширина фонаря 12 м. Сопряжение несущих элементов поперечных рам фонарей выполняется на монтажных болтах с последующей сваркой стальных закладных деталей. Отвод воды с фонарей наружный в основные водоприемные воронки;

— стены — стеновые панели размером 1,2×6×0,3 м и 1,8×6×0,3 м навесные, выполняются из керамзитобетона. Привариваются к закладным элементам колонн. Низ первой панели совмещен с отметкой пола;

— полы — т.к. здание бесподвальное, полы устраиваются по бетонной подготовке толщиной 30 мм, толщина собственно асфальто-бетонного покрытия пола 25 мм; в санузлах и душевых полы плиточные из керамической плитки по цементно-песчаному раствору толщиной 15 мм; в комнатах ИТР и бытовых помещениях — линолеумные на мастике;

— перегородки — между участками устраиваются выгораживающие (не доходящие до верха) перегородки высотой 3 м. Перегородки панельные, каркасно-щитовой конструкции, с металлическим каркасом и щитами из гипсобетона или фибролита. Стены бытовых помещений, санузлов и комнат ИТР выполняются кирпичными толщиной 250 мм для опирания на них плит перекрытия, устраиваются с фундаментом (ФБС), высота указанных помещений 2,8 м;

— двери — в бытовых помещениях, санузлах и комнатах ИТР деревянные однопольные размером 2,1×1 м 2,1×0,9 м;

— окна — остекление из стеклопрофилита, выполняется вдоль всего здания. Конструкция для заполнения оконных проемов изготавливается из металлических прокатных профилей. Оконные переплеты глухие.

— ворота — в количестве 6 (по одним в продольных стенах и по двое в торцевых фасадах), размером 3,6×4,2 м, двупольные, распашные, полотно ворот металлодеревянное, обвязка выполняется из металлических профилей. В полотнах ворот устроены двери для пропуска людей. Во избежание теплопотерь ворота оборудуются воздушными тепловыми завесами;

— внутренняя отделка — в помещениях цехов отделки стен не предусматривается, в бытовых помещениях и комнатах ИТР — штукатурка и выравнивание поверхности, а затем оклейка обоями, в санузлах и душевых — керамическая плитка на мастике. Оконные переплеты и дверные полотна — окраска масляными красками за два раза по слою грунтовки;

— наружная отделка — окраска простенков между ленточным остеклением атмосферостойкими красками по выравнивающему слою шпаклевки;

— внутрицеховые конструкции и лестницы — для созданий необходимых условий эксплуатации и ремонта технологического оборудования по торцам здания устраиваются технологические обслуживающие площадки. Доступ на них осуществляется со служебных вертикальных лестниц. Указанные конструкции выполняются из металлических прокатных профилей и крепятся к строительным конструкциям и полу.

3.5 Теплотехнический расчет наружной панельной стены

Требуется определить толщину наружной стены производственного здания, возводимого в г. Семипалатинске.

Стеновой материал — панели железобетонные (керамзитобетон объемным весом 1000 кг/м³).

Стены с внутренней стороны не оштукатурены.

1.1.8 Исходные данные

t_в= +16 С — внутренняя температура помещений;

t_н= -42 С — наружная температура взята для наиболее холодных суток [9, таблица]

t^н=8 — нормативный температурный перепад между температурой наружного воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции; [10, таблица 2]

n=1 — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху; [9, таблица 3]

_в=7,5 ккал/м²чС — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции; [10, таблица 4]

_н=20 ккал/м²чС — коэффициент теплоотдачи для зимних условий; [10, таблица 6]

_i — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя;[10, приложение 3]

s — коэффициент теплоусвоения материала слоя;

_I — толщина слоя.

Свойства керамзитобетона:

ккал/м²чС…0,28;

s, ккал/м²чС…4,27;

м… требуется определить.

1.1.9 Расчет Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции:

. [10, глава 2]

Сопротивление теплопередаче проектируемого ограждения приравняем требуемому сопротивлению теплопередачи:

[10, глава 2]

где R — термическое сопротивление слоя ограждающей конструкции; [10, глава 2] .

Тепловая инерция ограждающей конструкции:

D=Rs=0,794,27=3,4. [10, глава 2]

Ограждение с малой инерционностью. Выбранная температура наружного воздуха (по наиболее холодным суткам) проходит. [10, таблица 5] Принята толщина наружной керамзитобетонной панели 300 мм.

3.6 Теплотехнический расчет совмещенного покрытия

Требуется определить толщину слоя утеплителя в покрытии производственного здания, возводимого в г. Семипалатинске.

В качестве утеплителя принят пенобетон объемным весом 1200 кг/м³.

1.1.10 Исходные данные t_в= +16 С; t_н= -42 С; t^н=7; n=1; _в=7,5 ккал/м²чС; _н=20 ккал/м²чС.

Рисунок 1 — Покрытие в разрезе

Таблица 1

Расчет Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции:

. [10, глава 2]

Сопротивление теплопередаче проектируемого ограждения приравняем требуемому сопротивлению теплопередачи:

[10, глава 2]

где R_i — термическое сопротивление слоя ограждающей конструкции;

; [10, глава 2]

;

;

.

Тепловая инерция ограждающей конструкции:

D=R₁s₁+R₂s₂+R₃s₃+R₄s₄=0,0215,36+0,83,75+0,038,18+0,073,06=3,5.Ограждение с малой инерционностью. Выбранная температура наружного воздуха (по наиболее холодным суткам) проходит. [10, таблица 4]

Принята толщина утеплителя из пенобетона 120 мм.

3.7 Расчет глубины заложения фундаментов

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта:

d_f=k_hd_fn=0,61,9=1,14 м, [11, глава 2]

где k_h=0,6 — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания с полами по грунту и температуре воздуха в помещениях, примыкающих к наружным фундаментам +16С.

— нормативная глубина промерзания, где d₀ — величина в м, принятая для супесей;

M_t= -17,1+(-16,6)+(-14,1)= -47,8 C — cумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму.

Принята глубина заложения фундаментов 2,25 м (на основании нормативной глубины промерзания грунтов).

4. Расчетно-конструктивный раздел. Расчет железобетонной поперечной рамы

4.1 Цель и задачи и состав проекта

Требуется рассчитать поперечную раму одноэтажного промышленного здания согласно конструктивной схеме.

Расчет поперечной рамы.

Расчет и конструирование колонны среднего ряда.

Расчет и конструирование фундамента под среднюю колонну.

Расчет фермы предварительно напряженной.

Расчет и конструирование колонны крайнего ряда.

4.2 Исходные данные для проектирования

схема здания, рисунок 2;

пролет рамы l=30 м;

вид ригеля — ферма сегментная предварительно напряженная;

продольный шаг колонн — 12 м;

расстояние от пола до уровня головки подкранового рельса Н₀=9,35 м;

г/п крана Q=10 т;

пролет крана — l_к=30−1,5=28,5 м.

Характеристики крана приняты по ТУ24−09−344−84. [2]

расстояние от уровня головки подкранового рельса до верха консоли колонны h=1,4 м;

место строительства — г. Семипалатинск;

тип местности — С;

условное расчетное давление на грунт — R₀=0,25 МПа;

материал сборных ж/б элементов с ненапрягаемой арматурой:

— класс бетона — В25,

— класс арматуры А-III, A-I;

материал сборных ж/б элементов с напрягаемой арматурой:

— класс бетона — В35,

— класс арматуры — стержневая арматура А-V, канаты К-7.

Рисунок 2 — Конструктивная схема поперечной рамы

Рисунок 3 — Расчетная схема поперечной рамы

4.3 Компоновка поперечной рамы

1.1.11 Определение основных размеров. В качестве основной несущей конструкции покрытия приняты железобетонные сегментные фермы пролетом 30 м с предварительно напряженным растянутым нижним поясом, весом 17 т (принят по справочнику).

Ферма фонаря — железобетонная.

Плиты покрытия — предварительно напряженные железобетонные ребристые размером 3×12 м.

Подкрановые балки — стальные высотой 1,25 м.

Наружные стены панельные навесные, опирающиеся на опорные столики колонн. Крайние колонны проектируются сплошными прямоугольного сечения ступенчатыми; средние колонны — сквозные двухветвевые.

Отметка кранового рельса — 9,35 м.

Высота кранового рельса — 150 мм.

Колонны крайних рядов имеют длину от обреза фундамента до верха подкрановой консоли:

Н₁=9,35-(1,25+0,15)=7,95 м.

От верха подкрановой консоли до низа стропильной конструкции в соответствии с габаритами мостового крана, согласно стандарту на мостовые краны, высотой подкрановой балки, рельса, размером зазора:

Н₂=1,9+(1,25+0,15)+0,15=3,45 м.

Принято Н₂=4,2 м, что кратно модулю 0,6 м.

Полная длина колонны:

Н=Н₁+Н₂=7,95+4,2=12,3 м.

Привязка (смещение внутренней грани колонн наружу от координационной оси) крайних колонн к разбивочным осям при шаге 12 м краном г/п до 20 т при длине колонн 12 м и более назначается 250 мм.

Соединение колонн с фермами выполняется путем сварки закладных деталей и в расчетной схеме поперечной рамы считается шарнирным.

1.1.12 Определение размеров сечений колонн

Размеры сечений установлены в соответствии с [1, XIII]

Для крайней колонны

в подкрановой части:

h=1/14Н₁=7,95/14=0,57 м (принято 80 см);

b=1/30Н₁=7,95/30=0,27 м (принято 50 см);

(при шаге колонн 12 м).

в надкрановой части из условия опирания фермы:

h=60 см, b=50 см.

Для средней двухветвевой колонны

в подкрановой части общая высота сечения назначена так, чтобы ось ветви совпадала с осью подкранового пути.

Принята высота сечения одной ветви 25 см и учитывая, что 2=275=150см [1, стр.381], то:

h=150+25=175 см, принято 160 см.

h=1/30Н₁=7,95/30=0,27 см, принято 50 см.

в надкрановой части из условия опирания на колонну двух ферм, принято:

h=90 см, b=50 см.

Рисунок 4 — Компоновка сечений колонны, а — крайней колонны; бсредней колонны

4.4 Определение нагрузок на раму

1.1.13 Постоянные нагрузки

Нагрузка от веса покрытия

Таблица 2 Нагрузка от веса покрытия

Расчетное опорное давление фермы:

от покрытия 3,341 230/2=601,2 кН;

от фермы 170/21,1=93,5 кН,

где 1,1 — коэффициент надежности по нагрузке.

Расчетная нагрузка от веса покрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания n=0,95:

на крайнюю колонну

F1 покр=(601,2+93,5)0,95=660 кН;

на среднюю колонну

F2 покр=2 F1 покр=1320 кН.

Расчетная нагрузка от веса фонаря:

от веса фермы фонаря:

Fф.=25/21,10,95=13,1 кН,

от веса остекления и бортов фонаря:

Fф.ф.=(0,42,7512+2)1,10,95=15,9 кН.

Итого от покрытия:

на крайнюю колонну 689 кН.

на среднюю колонну 1349 кН.

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления, передаваемая на колонну: от веса стеновых панелей:

Fст. п=g1h1afn=2,57,85 121,10,95=246,1 кН. от веса остекления:

Fостекл.=g2h2afn=0,48,43 121,10,95=42,3 кН,

Итого: 288,4 кН.

где g₁=2,5 кН/м² — вес 1 м² стеновых панелей толщиной 30 см;

g₂=0,4 кН/м² — вес 1 м² остекления;

h₁ — суммарная высота стеновых панелей, м;

h₂ — суммарная высота остекления, м;

Итого: 315,8 кН.

Расчетная нагрузка от веса подкрановой балки:

F_{под. б}=G_nfn=1151,10,95=120,2 кН,

где G_n=115 кН — вес подкрановой балки.

Расчетная нагрузка от веса колонн:

крайние колонны:

надкрановая часть F=0,60,54,2251,10,95=32,9 кН;

подкрановая часть F=0,80,57,95 251,10,95=83,1 кН;

средние колонны:

надкрановая часть F=0,90,54,2251,10,95=49,4 кН;

подкрановая часть F=20,250,57,95 251,10,95=51,9 кН.

Временные нагрузки

Снеговая нагрузка

Вес снегового покрова на 1 м² площади горизонтальной проекции покрытия для II снегового района по [3]

S_n=1000 Н/м²

Расчетная снеговая нагрузка на:

крайние колонны:

F=S_na (l/2)_fn=11 230/21,10,95=188,1 кН.

средние колонны:

F=2188,1=376,2 кН.

Крановые нагрузки. Вертикальное горизонтальное давление колес кранов передается на раму подкрановыми тормозными балками в виде вертикальных опорных давлений D_max и D_min и горизонтальной силы Н. Вертикальное давление на раму определяется при невыгоднейшем для нее положении кранов на подкрановых балках.

Вес поднимаемого груза Q=100 кН.

Пролет крана: 30−20,75=28,5 кН.

По данным из ТУ 24−09−344−84:

ширина крана М=630 см;

база крана К=500 см;

вес тележки G_т=4 кН;

вес крана G_кр=348 кН;

давление крана на подкрановый рельс

F_maxⁿ=170 кН.

где n₀' - число колес на одной стороне крана.

Расчетное max давление на колесо крана при _f=1,1:

F_max=F_maxⁿ_fn=1701,10,95=177,7 кН.

F_min=F_minⁿ_fn=541,10,95=56,4 кН.

Расчетная поперечная тормозная сила на одно колесо:

Вертикальная крановая нагрузка на крайнюю колонну от двух сближенных кранов:

D_max=F_maxify=177,70,851,1(0,57+1+0,88+0,44)=480,2 кН.

D_min=F_minify=56,40,851,1(0,57+1+0,88+0,44)=152,4 кН,

где _i=0,85 — коэффициент сочетаний;

_f=1,1 — коэффициент надежности по нагрузке;

y — сумма ординат линии влияния давления двух подкрановых балок на колонну (рисунок 5).

Вертикальная нагрузка от 2х кранов на среднюю колонну с коэффициентом сочетаний _i=0,85.

2D_max=2480=960,4 кН.

Горизонтальная крановая нагрузка на колонну при поперечном торможении

Н=Н_maxify=3,50,851,1(0,57+1+0,88+0,44)=9,46 кН.

Рисунок 5 — Схема линий влияния давления на колонну (краны помещены в наихудшем положении)

Ветровая нагрузка

Скоростной напор ветра по [3]

для III района, местности типа С:

для части здания высотой до 10 м:

Wn1=W0k=3800,4=152 Н/м2,

для части здания высотой до 20 м:

Wn2=W0k=3000,55=209 Н/м2,

где W0 — нормативное значение ветрового давления [3, табл.5]

k — коэффициент, учитывающий изменение напора ветра по высоте. [3, табл.6]

Аэродинамический коэффициент наружных стен и наружных поверхностей остекления фонарей:

с наветренной стороны c=+0,8;

с подветренной стороны c=-0,6; [3, прил.4]

то же для внутренних поверхностей, при h/l<0,5:

с наветренной стороны c=+0,4;

с подветренной стороны c=-0,4; [3, прил.4]

Расчетная ветровая нагрузка на 1 м² поверхности при коэффициенте надежности по назначению f=1,2:

w1=Wn1fnc=1520,951,2(+0,8)=139 кН; [3, глава XIII]

w2=Wn2fnc=2090,951,2(+0,8)=199 кН;

w3=Wn1fnc=1520,951,2(-0,6)=-104 кН;

w4=Wn2fnc=2090,951,2(-0,6)=-143 кН;

w5=Wn2fnc=2090,951,2(-0,6)=-95 кН;

w6=Wn2fnc=2090,951,2(-0,6)=-95 кН.

Рисунок 6 — К определению ветровой нагрузки

Переменный по высоте скоростной напор ветра заменяется равномерно распределенным эквивалентным по моменту в заделке консольной балки длиной 12,3 м:

Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отм.15,1 м с наветренной стороны p₁=W_na_nf0,8=162 120,951,20,8=1773 Н/м;

с подветренной стороны p₂=W_na_nf(-0,6)=162 120,951,2(-0,6)=-1330 Н/м.

Сосредоточенная нагрузка в уровне верха колонн рамы от ветровой нагрузки на фонари, кровлю и стеновые панели, расположенные выше отм.12,3 м:

W=(w₂+w₅+w₆+w₄)h_фа + (w₂+w₄)h_ст.па=

=(199+95+95+143)2,7512+(199+143)4,212=35 кН.

4.5 Определение усилий в колоннах рамы

Расчет рамы выполняется методом перемещений по данным [1, XIII.2]

Неизвестным является 1 — горизонтальное перемещение верха колонн.

Основная схема содержит горизонтальную связь, препятствующую этому перемещению.

Каноническое уравнение метода перемещений:

с_dinr₁₁₁+R_1p=0,

где R_1p — реакция верха колонн от внешнего воздействия;

с_din — коэффициент, учитывающий пространственный характер работы каркаса здания.

Постоянная, снеговая и ветровая нагрузка действуют одновременно на все рамы здания, при этом пространственный характер работы каркаса не проявляется, с_din=1.

Крановая же нагрузка приложена только к нескольким рамам здания, однако благодаря жесткому диску покрытия в работу вовлекаются все рамы здания, проявляется пространственная работа, с_din>1.

Подвергнем основную систему единичному перемещению:

₁=1.

и вычислим реакцию верхнего конца сплошной и двухветвевой колонн R по формулам [1, прил. XII]

Рисунок 7 — К определению усилий в колоннах от нагрузок

Для сплошной крайней колонны

=а/l=4,2/12,3=0,34,

где а=H₂ — высота надкрановой части колонны;

l=H_k=12,3 м — полная высота колонны.

где J₁=(5080³)/12=21 310⁴ см⁴ — момент инерции подкрановой части колонны;

J₂=(5060³)/12=9010⁴ см⁴ — момент инерции надкрановой части колонны;

k₁=0;

.

Для средней двухветвевой колонны при числе панелей n=4:

=а/l=4,2/12,3=0,34.

.

где J₁=2bh (c/2)²=25 025/(135/2)²=1139 см⁴ — момент инерции подкрановой части колонны;

J₂=(5090³)/12=30 410⁴ см⁴ — момент инерции надкрановой части колонны;

где J₂=(5025³)/12=6,5110⁴ см⁴ — момент инерции одной ветви подкрановой части колонны;

n=4 — число панелей.

.

Суммарная реакция:

r₁₁=R=(23,310^-3+12,110^-3)E_b=18,710^-3E_b.

1.1.14 Усилия в колоннах рамы от постоянной нагрузки

смотреть рисунок 75(б)

Крайняя колонна

Рисунок 8 — К определению эксцентриситетов продольных сил в

крайней колонне

В верхней подкрановой части

Постоянная нагрузка от массы покрытия передается на колонну как вертикальное опорное давление фермы F_1покр=689 кН. Эта нагрузка на крайней колонне действует с эксцентриситетом:

е=0,25+0,175−0,5h=0,25+0,225−0,50,6=0,175 м.,

где 0,25 м — привязка крайних колонн к разбивочным осям;

0,225 м — расстояние от продольной разбивочной оси до оси передачи давления на колонну.

М₁=F_1покре=6890,175=120,5 кНм

В нижней подкрановой части корме силы F_1покр=689 кН, действующей с эксцентриситетом:

при этом М=F_1покрe₀=6890,1=68,9 кНм,

действуют:

расчетная нагрузка от стеновых панелей и остекления

F_ст.п.=288,4 кН.

с эксцентриситетом е₀=0,3/2+0,8/2=0,55 м,

при этом М=F_ст.пe₀=288,40,55=158,6 кНм.

расчетная нагрузка от веса подкрановых балок

F_под.б.=120,2 кН.

с эксцентриситетом е₀=+0,25−0,5h=0,75−0,50,8=0,6 м,

при этом М=F_под.бe₀=120,20,6=72,1 кНм.

расчетная нагрузка от веса надкрановой части колонны

F=32,9 кН.

с эксцентриситетом е₀=0,1 м,

при этом М=Fe₀=32,90,1=3,3 кНм.

Суммарное значение момента в нижней, подкрановой части колонны учетом знаков:

М₂=-68,9+(-158,6)+72,1−3,3=-158,8 кНм.

Реакция верхнего конца левой колонны по формуле [1, прил. XII]

Реакция направленная влево — отрицательная R₁=-4,5 кН;

Реакция правой колонны — положительная R₃=+4,5 кН;

Реакция средней колонны R₂=0 кН, т.к. она загружена центрально.

Суммарная реакция связей в основной системе:

R_1p=-4,5+0+4,5=0,

при этом из канонического ур-я:

r₁₁₁+R_1p=0, следует, что ₁=0.

Упругая реакция левой колонны:

R_e=R₁+₁R_1p=-4,5 кН, Изгибающие моменты в сечениях крайней колонны равны по рисунку 5 (а):

М₀₋₁=М₁=120,5 кНм;

М₁₀=М₁+R_eН₂=120,5+(-4,5)4,2=101,6 кНм;

М₁₂=М₁₀-М₂=101,6−194,8=-93,2 кНм;

М₂₁=М₁-М₂-R_eН=120,5−194,8−4,512,3=-124,7 кНм.

Продольные силы в крайней колонне:

N₁₀=689+32,9=721,9 кН,

N₁₂=721,9+288,4+120,2=1130,5 кН,

N₂₁=1130,5+83,1=1213,6 кН.

Поперечная сила в крайней колонне:

Q=-4,5 кН.

Продольные силы в средней колонне:

N₁₀=1349+32,9=1381,9 кН,

N₁₂=1381,9+2120,2=1622,3 кН,

N₂₁=1622,3+51,9=1674,2 кН.

1.1.15 Усилия в колоннах рамы от снеговой нагрузки

Снеговая нагрузка на крайние колонны F=188,1 кН.

Снеговая нагрузка на средние колонны F=376,2 кН.

На крайние колонны:

в верхней надкрановой части: F=188,1 кН, е=0,125, М₁=188,10,125=32,9 кНм;

в нижней подкрановой части: F=-188,1 кН, е=0,1, М2=188,10,1=-18,8 кНм.

Изгибающие моменты в сечениях крайней колонны от снеговой нагрузки получены умножением соответствующих изгибающих моментов от постоянной нагрузки на коэффициент равный отношению продольных сил, т. е:

F/F_1покр=188,1/689=0,27.

Тогда:

М₁₀=0,27 101,6=27,7 кНм;

М₁₂=0,27(-93,2)=-25,2 кНм;

М₂₁=0,27(-124,7)=-33,7 кНм.

Реакция верхнего конца левой колонны по формуле [1, прил. XII]

Поперечная сила в крайней колонне [1, прил. XII]

Q=R₁=-2,5 кН Продольные силы в крайней колонне:

N₁₀=N₁₂=N₂₁=188,1 кН.

На средней колонне:

Изгибающие моменты в сечениях колонны:

М₀₋₁=М₁₀=М₁₂=М₂₁=0 кНм, т.к. эксцентриситет равен 0.

Продольные силы в колонне:

N₁₀=N₁₂=N₂₁=376,2 кН.

Поперечная сила в колонне:

Q=0 кН.

1.1.16 Усилия в колоннах рамы от ветровой нагрузки (слева)

При действии ветровой нагрузки слева реакция левой колонны от нагрузки р₁=1773 Н/м по формуле:[1, прил. XII]

.

Реакция правой колонны от нагрузки р₂=-1330 Н/м по формуле:

.

Реакция связей от сосредоточенной нагрузки:

W=35 кН.

Суммарная реакция в основной системе:

R_1p=(-11,3)+(-8,3)+35=15,4 кН.

Из канонического ур-я:

r₁₁₁+R_1p=0, следует, что ₁=R_1p/r₁₁=15,4/18,710^-3=823,51/Е_b.

Упругая реакция в левой колонне:

R_e=R_1лев+₁R=-11,1+(823,51/Е_b3,310^-3 Е_b)=-8,4 кН.

Изгибающие моменты в левой колонне:

М₁₀=М₁₂=-8,44,2+1,774,2²/2=-19,9 кНм.

М₂₁=-8,412,3+1,7712,3²/2=30,6 кНм.

Упругая реакция в средней колонне:

R_e=R_ср+₁R=0+(823,51/Е_b12,110^-3 Е_b)=10 кН.

Изгибающие моменты в средней колонне:

М₁₀=М₁₂=104,2=42 кНм.

М₂₁=1012,3=123 кНм.

Поперечная сила:

Q=10 кН.

Упругая реакция в правой колонне:

R_e=R_пр+₁R=-8,3+(823,51/Е_b3,310^-3 Е_b)=-5,6 кН.

Изгибающие моменты в правой колонне:

М₁₀=М₁₂=-5,64,2+1,34,2²/2=-12 кНм.

М₂₁=-5,612,3+1,312,3²/2=29,4 кНм.

Поперечная сила:

Q=-5,6 кН.

1.1.17 Усилия в колоннах рамы от крановой нагрузки

Рассматриваются следующие виды загружения:

М_max на крайней колонне и М_min на средней, рисунок 5 (в).

М_max на средней колонне и М_min на крайней, рисунок 5 (г).

Два крана с М_max на средней колонне (д).

Тормозная сила на крайней колонне, рисунок 5 (е).

Тормозная сила на средней колонне, рисунок 5 (ж).

Загружение М_max на крайней колонне и М_min на средней.

На крайней колонне сила D_max=480,2 кН приложена с эксцентриситетом е=0,6 м (с аналогичным эксцентриситетом приложена нагрузка от веса подкрановой балки).

Момент в узле:М_max=480,20,6=288,1 кНм.

Реакция верхней опоры левой колонны:

. [1, прил. XII]

Одновременно на средней колонны действует сила D_min=152,4 кН с эксцентриситетом е==0,75 м.

Момент в узле:М_min=152,40,75=-114,3 кНм (направлена влево).

Реакция верхней опоры средней колонны:

. [1, прил. XII]

Суммарная реакция в основной системе:

R_1p=-29,5+8,1=-21,4 кН.

С учетом пространственной работы:

[1, глава XII.22]

где c_din=4 (при шаге рам 12 м) [1, глава XII.22]

Упругая реакция левой колонны:

R_e=R₁+R₁=-29,5+3,310^-3E_b3271/E_b=-28,4 кН

Изгибающие моменты в расчетных сечениях левой колонны:

М₁₀=R_eН₂=-28,44,2=-119,3 кНм.

М₁₂=М₁₀+М_max=-119,3+288,1=168,8 кНм.

М₂₁=R_eН+М_max=-28,412,3+288,1=-61,2 кНм.

Продольные силы:

N₁₀=0.

N₁₂=N₂₁=D_max=480,2 кН.

Поперечные силы:

Q₁₀=Q₁₂=Q₂₁=R_e=-28,4 кН.

Упругая реакция средней колонны:

R_e=R₂+R₁=8,1+12,110^-3E_b3271/E_b=12 кН.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях средней колонны:

М₁₀=R_eН₂=124,2=50,6 кНм.

М₁₂=М₁₀+М_min=50,6+(-114,3)=-63,7 кНм.

М₂₁=R_eН+М_min=1212,3+(-114,3)=33,3 кНм.

Продольные силы:

N₁₀=0.

N₁₂=N₂₁=D_min=152,4 кН.

Поперечные силы:

Q₁₀=0, Q₁₂=Q₂₁=R_e=12 кН.

Загружение М_max на средней колонне и М_min на крайней.

На крайней колонне сила D_min=152,4 кН приложена с эксцентриситетом е=0,6 м.

Момент в узле:М_min=152,40,6=91,4 кНм.

Реакция верхней опоры левой колонны:

. [1, прил. XII]

Одновременно на средней колонны действует сила D_max=480,2 кН с эксцентриситетом е==0,75 м.

Момент в узле:М_max=480,20,75=360,2 кНм.

Реакция верхней опоры средней колонны:

. [1, прил. XII]

Суммарная реакция в основной системе:

R_1p=-9,4+(-25,6)=-35 кН.

С учетом пространственной работы:

[1, глава XII.22]

где c_din=3,5 (при шаге рам 12 м) [1, глава XII.22]

Упругая реакция левой колонны:

R_e=R₁+R₁=-9,4+3,310^-3E_b534,81/E_b=-7,6 кН.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях левой колонны:

М₁₀=R_eН₂=-7,64,2=-32,1 кНм.

М₁₂=М₁₀+М_min=-32,1+91,4=59,3 кНм.

М₂₁=R_eН+М_min=-7,612,3+91,4=-2,1 кНм.

Продольные силы:

N₁₀=0.

N₁₂=N₂₁=D_max=480,2 кН.

Поперечные силы:

Q₁₀=Q₁₂=Q₂₁=R_e=-7,6 кН.

Упругая реакция средней колонны:

R_e=R₂+R₁=-25,6+12,110^-3E_b534,81/E_b=-19,1 кН.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях средней колонны:

М₁₀=R_eН₂=-19,14,2=-80,3 кНм.

М₁₂=М₁₀+М_max=-80,3+360,2=280 кНм.

М₂₁=R_eН+М_max=-19,112,3+360,2=125,3 кНм.

Продольные силы в средней колонне:

N₁₀=0.

N₁₂=N₂₁=D_max=480,2 кН.

Поперечные силы в средней колонне:

Q₁₀=0, Q₁₂=Q₂₁=R_e=-19,1 кН.

Усилия в средних колоннах от действия четырех кранов, совмещенных на средней колонне

При этом загружении продольные усилия на средней колонне равны:

N₁₀=0.

N₁₂=N₂₁=2D_max=960,4 кН.

Тормозная сила на крайней колонне

Вычисляем реакцию крайней колонны по формуле: [1, прил. XII]

.

С учетом пространственной работы:

[1, глава XII.22]

Упругая реакция левой колонны:

R_e лев=R₁+R₁=-7,9+3,310^-3E_b120,71/E_b=-7,5 кН.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях левой колонны:

М₁₀=М₁₂=-7,54,2+9,461,25=-19,7 кНм.

М₂₁=-7,512,3+9,461,25=-80,5 кНм.

1,25 — высота подкрановой балки.

Поперечная сила:

Q=-7,9 кН.

Упругая реакция средней колонны:

R_e ср=R1+R₁=-7,9+12,110−3E_b120,71/E_b=-6,5 кН.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях средней колонны:

М₁₀=М₁₂=-6,54,2=-27,3 кНм.

М₂₁=-6,512,3=-80 кНм.

Поперечная сила:

Q=-6,5 кН.

Тормозная сила на средней колонне

Вычисляем реакцию средней колонны по формуле:[1, прил. XII]

.

С учетом пространственной работы:

[1, глава XII.22]

Упругая реакция средней колонны:

R_e ср=R₁+R₁=-6,6+12,110^-3E_b1011/E_b=-5,4 кН.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях средней колонны:

М₁₀=М₁₂=-5,44,2+9,461,25=-10,9 кНм.

М₂₁=-5,412,3+9,461,25=-54,6 кНм.

Поперечная сила:

Q=-5,4 кН.

Упругая реакция левой колонны:

R_e лев=R₁+R₁=-6,6+3,310^-3E_b1011/E_b=-6,3 кН.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях левой колонны:

М₁₀=М₁₂=-6,34,2=-26,5 кНм.

М₂₁=-6,312,3=-77,5 кНм.

Поперечная сила:

Q=-6,3 кН.

На основании выполненного расчета строятся эпюры моментов для различных видов загружения рамы и составляется таблица расчетных усилий

M, N, Q d сечениях колонны (таблица 3).

При расчете прочности рассматриваются три сечения колонны: 1−0 на уровне верха консоли колонны; сечение 1−2 на уровне низа консоли колонны; сечение 2−1 — в заделке.

При составлении таблицы расчетных усилий рассматриваются две группы основных сочетаний:

— постоянная + max из кратковременно действующих;

— постоянная + все временные в невыгоднейшем сочетании, умноженные на коэффициент сочетаний 0,9.

Одновременное действие четырех мостовых кранов при определении N_max в средней колонне рассматривается в дополнительном сочетании (независимо от учета других кратковременных нагрузок).

Таблица 3 Таблица комбинаций нагрузок и сочетаний усилий в сечениях колонн поперечной рамы