1. Компоновка конструктивной схемы здания

Генеральные размеры поперечной рамы устанавливаются в зависимости от наличия и типов подъемно-транспортного оборудования в здании: с подвесными кранами, мостовыми кранами и без кранов.

Размеры по вертикали.

Исходным данным при определении размеров по вертикали является отметка головки кранового рельса H₁, которая задается в технологическом задании на проектирование.

где Н_cr – расстояние от головки рельса до верхней точки тележки крана по ГОСТ 25711-83 и ГОСТ 6711-81;

С – размер, учитывающий прогиб фермы и провисания связей по нижним поясам ферм, С = 400 для L = 36 м;

“100” (мм) - установленный зазор по требованиям техники безопасности.

Н₂ принимается кратным 200 мм.

Высота цеха от уровня пола до низа стропильных ферм:

где Н₁ – наименьшая отметка головки кранового рельса, которая принимается по технологическому заданию;

Н₀ принимается кратным 600 мм за счет увеличения Н₁.

Длина верхней части колонны:

где h_b – высота подкрановой балки, которая принимается по ГОСТ 25711-83, ГОСТ 6711-81 в пределах 1/8…1/10 пролета балки (шага колонн);

h_rs – высота кранового рельса по ГОСТ 25711-83, ГОСТ 6711-81.

Длина нижней части колонны:

где Н_B – заглубление опорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола, принимаемое в пределах 500…800 мм (большее для больших пролетов).

Полная длина колонны:

Высота фермы на опоре H_f = 3150 мм.

Размеры по горизонтали.

Привязка наружной грани колонны к оси колонны а = 250 мм.

Высота сечения верхней части ступенчатой колонны:

Расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны:

где B₁ - размер части кранового моста, выступающей за ось рельса, принимаемый по ГОСТ 25711-83, ГОСТ 6711-81;

“75” мм - минимальный зазор между краном и колонной.

L₁ должен приниматься кратным 250 мм.

L_cr указывается в ГОСТ 25711-83, ГОСТ 6711-81.

2. Расчет поперечной рамы здания

   1. Расчетная схема рамы

В соответствии с конструктивной схемой выбираем расчетную схему и основную систему. Расстояние между центрами тяжести верхнего и нижнего участков колонн:

Соотношения моментов инерции I_н/I_в=5; I_р/I_н=4;

Сопряжение ригеля с колонной назначаем жестким (краны режима работы 4К, цех однопролетный).

2. Сбор нагрузок на поперечную раму

   1. Постоянная нагрузка

Расчет нагрузки на 1 м² кровли приведен в таблице 1.

Постоянная распределенная нагрузка от покрытия

Таблица 1.

Состав покрытия	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Защитный слой (битумная мастика с втопленным гравием)	0,4	1,3	0,52
Гидроизоляция (4 слоя рубероида)	0,2	1,3	0,26
Утеплитель (керамзит), ρ=500 кг/м3; t=130 мм	0,65	1,2	0,78
Пароизоляция (один слой рубероида)	0,05	1,3	0,07
ЖБ панели из тяжелого бетона (с заливкой швов) размером 3×12 м	1,8	1,1	2
Собственная масса металлических конструкций шатра (фермы, фонари, связи)	0,3	1,05	0,32
Итого	gn = 3,4		gкр = 3,95

Расчетную равномерно распределенную линейную нагрузку на ригель рамы вычисляем по формуле:

Опорная реакция ригеля рамы:

Расчетный вес колонны.

По таблице 1 нормативная нагрузка от веса колонны принята равной 0,3 кН/м². Масса верхней части (20% массы): масса нижней части (80% массы):

Нагрузка в верхней части колонны в нижней части колонны:

2. Снеговая нагрузка

Расчетное значение веса снегового покрова для г. Владивосток S_g=1,2 кН/м²;

Линейная распределенная нагрузка от снега на ригель рамы:

Опорная реакция ригеля:

3. Вертикальные нагрузки от мостовых кранов

Характеристики крана: база крана - 5,6 м, расстояние между колесами 2-х кранов - 1,2 м, нормативное усилие колеса - 320 кН.

где вес подкрановой балки

Сосредоточенные моменты от вертикальных сил D_max, D_min определяем по формуле:

4. Горизонтальные нагрузки от мостовых кранов

Горизонтальную силу от мостовых кранов находим по формулам:

Считаем, что сила Т приложена в уровне уступа колонны.

5. Ветровая нагрузка

Нормативное давление ветра для г. Владивосток w₀ = 0,48 кПа.

Тип местности В, коэффициент k = 0,5 при высоте до 5 м; k = 0,65 при высоте 10 м; k = 0,85 при высоте 20 м; k = 0,98 при высоте 30 м.

Расчетная линейная ветровая нагрузка определяется по формуле:

q_w = 6,45 при k = 1.

Линейная распределенная нагрузка при высоте до 10 м равна: до 20 м: до 30 м:

Для высоты в 20,6 м:

для 28,2 м:

Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки вычисляем по формулам:

а эквивалентные линейные нагрузки при Н = 20,6 м и k_э = 0,719 по формуле: