2. Компоновка каркаса производственного здания

Введение
Металлические конструкции благодаря своим качествам получили широкое распространение во всех отраслях хозяйства. Проектирование экономически эффективных металлических конструкций основывается на комплексном учете требований эксплуатации, надежности и долговечности, изготовления и монтажа, на знании особенностей работы этих конструкций под нагрузкой, правильность выбора конструктивных форм, использование типовых и унифицированных решений и соответствующем расчете.
Целью данного курсового проекта является разработка схемы компоновки каркаса одноэтажного производственного здания, расчет подкрановой балки, компоновка и расчет поперечной рамы каркаса, конструирование и расчет строительной фермы, колонны.

1. Исходные данные
Спроектировать поперечную раму одноэтажного производственного здания пролетом
L = 36м, оборудованного двумя мостовыми кранами грузоподъемностью Q = 125 т, групп режимов работы 2К. Длина здания – 108 м, отметка головки кранового рельса Н₁ = 13,0 м. Шаг поперечных рам В = 10,5 м. Район строительства – г. Пенза. Здание однопролетное с жестким сопряжением ригеля с колоннами. Ригель проектируется в виде стропильной фермы; высота фермы на опоре 2,75 м; уклон кровли 0,015. Тип покрытия – стальной плоский лист.
2. Компоновка каркаса производственного здания
2.1 Компоновка поперечной рамы


2.1.1 Установление вертикальных размеров
На рисунке 2.1 представлена конструктивная схема поперечной рамы одноэтажного однопролетного производственного здания.

Рисунок 2.1 – Схема поперечной рамы однопролетного производственного здания

Высоту здания от уровня пола до низа стропильных ферм определяем по формуле /2/:

, (2.1)
где H₁- расстояние от уровня пола до головки кранового рельса (обусловливается требуемой высотой подъема груза мостовым краном над уровнем пола; указывается в задании на курсовой проект); H₁=10,5м;
Н₂ - расстояние от головки кранового рельса до низа стропильных конструкций покрытия; определяется в зависимости от высоты мостового крана H_к; (справочные данные о мостовых кранах /2/, табл.1,прил.),
, (2.2)
здесь Н_к - расстояние от головки рельса до верхней точки тележки крана; этот размер указывается в стандартах на краны /4/ табл. 1;
для крана грузоподъемностью 125 т H_к = 4000 мм;
f - размер, учитывающий прогиб конструкций покрытия (ферм, связей), принимаемый равным 200 - 400 мм в зависимости от величины пролета (для больших пролетов - больший размер); принимаем f = 400 мм;
 - зазор между верхней точкой тележки крана и строительными конструкциями; устанавливается требованиями техники безопасности равным 100 мм;
принимаем = 100 мм.
H₂ = (4000 + 100) + 300 = 4500 мм;
(размер Н₂ принимается кратным 200 мм=4600мм);
H₀ = 10500 + 4600 = 15100 мм.
Размер Н₀ принимается кратным 1,2 м - до высоты 10,8 м и кратным 1,8 м - при большей высоте. Если при этом приходится несколько увеличить высоту цеха, то изменяют размер Н₁, а размер Н₂ оставляют минимально необходимым; принимаем H₀=16200 мм и соответственно Н₁=11600 мм.
Общая высота колонны рамы от низа базы до низа ригеля H определяем по формуле /2/
, (2.3)
где Н_в - длина верхней части ступенчатой колонны
H_в = h + h_p + H₂ , (2.4)
здесь h – высота подкрановой балки; предварительно можно принять равной (1/8-1/10) длины подкрановой балки (шага колонн в продольном направлении);
h =1/10·12=1,2м;
Принимаем h = 1200 мм;
h_p - высота кранового рельса см. /1/ табл.2; принимаем h_p = 170 мм.
H_в = 1200 + 170 + 4600 =5970 мм
Н_н - длина нижней части колонны определяем по формуле
H_н = Н₀ – Н_в + (600...1000) , (2.5)
здесь размер (600...1000) - обычно принимаемое заглубление опорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола; принимаем заглубление 800 мм.
Н_н = 16200 - 5970 + 800 = 11030 мм .
Высота фонаря зависит от требуемой освещенности и определяется светотехническим или теплотехническим расчетами, с учетом высот типовых фонарных переплетов, бортовой стенки и карнизного элемента. Типовые фонарные переплеты имеют высоту 1250 или 1750 мм и могут устанавливаться в один или два яруса; принимаем один яруса фонарного переплета высотой 1750мм. Высоту бортовой стенки под переплетами принимаем равной 600 мм (чтобы остекление не заносило снегом). Карниз фонаря принимаем равным 300 мм. Ограждающая конструкция покрытия фонаря выполняется такой же, как и ограждающая конструкция здания.
Принимаем конструкцию светоаэрационного фонаря (рисунок 2.2).


Рисунок 2.2 – Поперечная конструкция светоаэрационного фонаря

Полная высота фонаря

мм
Полная высота здания (с учетом высоты стропильной фермы и фонаря)
17000+2750+3500=23250 мм