1. Компонування каркасу

У цьому розділі вирішуются питання розміщення колон за планом, вибирається схема поперечної рами, встановлюються габарити будівлі, призначаються розміри основних конструктивних елементів, вирішується розміщення системи в’язей по колонам і покриттю.

Курсовий або дипломний проект компонування виконують на основі вихідних даних, наведених в завданні на проектування. Згідно з завданням слід коротко описати проектовану будівлю, умови її роботи, несучі та огороджуючі конструкції.

Конструкція компонування каркасу визначається технологічними і архітектурними вимогами, умовами експлуатації будівлі, кліматичними умовами, типами і матеріалами несучих та огороджуючих конструкціїй. Основними елементами сталевого каркаса виробничої будівлі, що сприймає майже всі навантаження, є «плоскі» поперечні рами, утворені колонами і ригелями (крокв’яними фермами або балками). На плоскі поперечні рами спираються поздовжні елементи: підкранові або підвісні балки, підкрокв’яні ферми (балки), прогони. В’язі по покриттю і між колонами об'єднують плоскі поперечні рами в просторові блоки. Елементи стінового каркасу в даних вказівках не розглядаються.

Слід звернути увагу на те, що для опалювальних будівель внутрішнє водовідведення, що має досить складний устрій і трудомістку герметизацію, в промислових будівлях не забезпечує надійне водовідведення і спричиняє руйнування від корозії конструкцій, що пролягають нижче. Тому насамперед слід вирішити контур покрівлі і проблему відведення атмосферних опадів. Рекомендуємо розробляти покрівлі без єндов і парапетів, що вимагають постійного нагляду та ремонту і конструктивних елементів, що знижують довговічність, а також що викликають величезні витрати на ремонт. Найбільшу шкоду приносять єндови і парапети, розташовані вздовж будівлі. У дипломному або курсовому проекті для прийнятої покрівлі її ухил слід приймати відповідно до ДБН [7].

У даних вказівках, як приклад, розглядається каркас двохпрольотної промислової будівлі з однаковим кроком колон по крайнім і середнім рядам із шарнірним з’єднанням ригелів з колонами. Проте приведені методичні матеріали дозволяють спроектувати як однопрольотні, так і багатопрольотні будівлі з різним кроком колон по крайнім і середнім поздовжнім рядам. Будівля обладнана опорними мостовими електричними кранами, що спираються на розрізні підкранові балки.

При виконанні компонування каркасу рекомендується використовувати [19; 21; 22; 23] і матеріали альбомів типових конструкцій.

0. 1.1. Вибір кранів

Мостові електричні крани розрізняють:

-за способом спирання|обпирається| (опорні| або підвісні);

- за вантажопідйомністю;

- за величиною прольоту;

- за групою режиму роботи - ГОСТ 25546-82;

- за підвісом вантажу|тягаря| (гнучкий або жорсткий підвіс)

- за вантажозахватним пристосуванням (крюк|гак|, магнітні шайби, грейфер, мульдозавалочне| і таке інше.)

Умови використання кранів в будівлях різного призначення і відповідні групи режиму роботи кранів за ГОСТ 25546-82 приведені в розділі 4, додаток Д. Так, наприклад, при виконанні ремонтних і перевантажувальних робіт обмеженої інтенсивності, в машинних залах електростанцій використовуються крани групи режиму роботи 1К-3К. При виконанні перевантажувальних робіт середньої інтенсивності використовуються крани групи режиму роботи 4К-6К. У цехах металургійних підприємств, а також при роботі на складах насипних вантажів і металобрухту використовуються крани групи режиму роботи 7К-8К.

В розділі 4 додатка Д наведені довідкові дані для мостових опорних електричних двохбалочних кранів загального призначення з гнучким підвісом вантажу на крюку.

Розміри крану, кількість опорних катків і схема кінцевої балки залежать від вантажопідйомності, прольоту і групи режиму роботи крану. Наприклад, для кранів вантажопідйомністю 125/20 т і 32/5 т - див. малюнок 1.1 - в чисельнику дана вантажопідйомність головного крюка 125т та 32 т, а в знаменнику - вантажопідйомність допоміжного підйому 20 т та 5 т.

Рис. 1.1,а. Прольотна|чільна| балка крану Рис. 1.1,б. Кінцеві балки кранів

При встановленні на одному підкрановому шляху кранів різної вантажопідйомності прольот крана меншої вантажопідйомності приймають таким же, як і для крана більшої вантажопідйомності.

Прольот крану LК приймають меншим на 2*λ прольоту будівлі L, параметри кранів вибирають в залежності від більшого прольоту.

Відстань λ (рис.1.а) від осі підкранової рейки до осі будівлі призначають:

λ=0,750 м – для кранів вантажопідйомністю до 50 т включно за відсутністю проходів в надкрановій частині колони;

λ=1,000 м – для кранів вантажопідйомністю 50…125 т.

λ=1,250; 1,500; 2,000 м – для деяких спеціальних кранів або при їх вантажопідйомності понад 125 т.

Проходи уздовж підкранових шляхів влаштовують для безпечного обслуговування технологічного процесу в будівлях з кранами групи режиму роботи 7К-8К.

Приклад.

Розглянемо двохпрольотну будівлю з розмірами прольотів 2 * L =2 * 36 м. У кожному з прольотів будівлі встановлено по два крани вантажопідйомністю Q₁ =125/20 т і Q₂ =32/5 т з гнучким підвісом вантажу. Група режиму роботи кранів 4К-6К у відповідності з ГОСТ 25546-82.

Призначаємо λ= 1,0 м;

Необхідний прольот кранів L_К = L – 2 * λ= 36 – 2 х 1,0 = 34,0м.

Характеристичні значення вертикальних навантажень F_i слід приймати відповідно до вимог державних стандартів на крани [31]. Основні технічні дані кранів вибираємо з таблиць розділу 4 додатка Д і зводимо в таблицю 1.1. Схема передавання навантажень на колону крайнього ряду від мостового крану приведена на малюнку 1.2.

Мінімальний тиск коліс F_min знаходимо з рівняння проекцій сил на вертикальну вісь.

Характеристичні значення горизонтальних навантажень F_гор.к приймаємо як бічну силу, яка може бути спрямована як назовні, так і в середину прольоту будівлі і дорівнює десятій частині від вертикальних сил F_гор.к=0, 1* F_i. Бічні сили за своєю природою є силами тертя від поперечного ковзання коліс крана. Поперечне ковзання є результатом перекосу крана під час його руху, непаралельності кранових колій, неточності установки та нерівномірного зношення ходових коліс, несиметричністі вертикального навантаження на кран, різного коефіцфієнту тертя кранових колій, тощо.

Для кранів вантажопідйомністю 50 т включно (кількість коліс на кінцевій балці n=2) мінімальний тиск коліс за п.п.9 і горизонтальну силу від тиску коліс за п.10 таблиці 1, наприклад для крану Q₂ =32/5т, обчислюємо за формулами:

Для крану вантажопідйомністю більше 50 т (кількість коліс на кінцевій балці n=4) мінімальний тиск коліс і горизонтальну силу від тиску коліс, наприклад при Q₁ = 125/20 т, обчислюємо за формулами:

Збіжність кранів (див. мал. 1.1, б)

Таблиця 1.1. Основні технічні параметри кранів

№ п/п	Параметри (навантаження нормативні)	Позначення	Одиниці виміру	Номери кранів
				№1	№2
1.	Вантажопідйомність	Q	т	125/20	32/5
2.	Висота крану	НК	мм	4000	2750
3.	Звис прольотної|чільної| балки	В1	мм	400	300
4.	База крану	АК	мм	4600	5600
5.	Довжина кінцевої балки	ВК	мм	9400	6800
6.	Маса крану	GКР	т	143	56,5
7.	Маса візка	Gвіз	т	39	8,7
8.	Максимальний тиск коліс	Fmax	кН	526; 561	320
9.	Мінімальний тиск коліс	Fmin	кН	113,8	114,1
10.	Бічна сила	Fгор,к	кН	52,6; 56,1	32,0
11.	Кількість коліс на одній кінцевій балці	n	шт.	4	2
12.	Тип рейки крану	КР	-	120

Рис. 1.2. Схема спирання мостового крану на підкранову балку

по колонам крайнього ряду: 1- колона; 2- підкранова балка: 3- гальмівна конструкція; 4- підкранова рейка; 5- прольотна балка мостового опорного крану; 6 – кінцева балка мостового крану; 7- візок мостового крану.