Одноэтажное промышленное здание

Крановая нагрузка.

Нормативное максимальное давление на колесо Pmax = 42,3 кН.

Грузоподъемность крана Qкр = 50 кН.

Вес крана Ркр = 56 кН.

Вес тележки Gт = 45 кН.

Рисунок 1.3.5 – Схема крановой нагрузки

Нормативное минимальное давление на колесо

 

Нормативная горизонтальная нагрузка на 1 колесо от торможения тележки

 

Нормативная продольная горизонтальная нагрузка от торможения крана

 

Крановая нагрузка для оси 7,3:

Рисунок 1.3.6 – Линия влияния Dmax, min, Tпопер ось 7.

На раму:

 

 

 

 

 

Рисунок 1.3.7- Линия влияния для Mmax, Qсоот, Qmax, ось 7.

На подкрановую балку:

 

 

 

 

 

 

Крановая нагрузка для оси 6, 5, 2:

Рисунок 1.3.8 – Линия влияния Dmax, min, Tпопер ось 6.

На раму:

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.3.9 – Расчетная схема поперечной рамы здания  в осях А-Б.

 

 

 

 

 

2 Расчет базы колонны

Расчет базы колонны произведем в двух вариантах:

• при действии максимальной продольной силы и соответствующего изгибающего момента;
• при действии максимального момента и соответствующей продольной силы

1) РСУ: Nmax = 419,1 кН, My = 101,2 кНм.

Принимаем фундамент из бетона класса В15 с расчетным сопротивлением на сжатие Rb = 8,5 МПа. Расчетное сопротивление смятию равно

 

Опорную плиту принимаем из стали С235. Предварительно примем ширину плиты из конструктивных соображений

 

Длину плиты определяем из условия

 

Так как ширина колонны, равная 320 мм, больше требуемой длины опорной плиты, то длину опорной плиты принимаем из конструктивных соображений

 

Фактическое напряжение в бетоне фундамента найдем по формуле

 

Размеры участков для расчета толщины опорной плит, определяем из рисунка 2.1.

Рисунок 2.1 – Схема опорной плиты.

При расчете участка, опертого по четырем сторонам

 

По таблице 6.8 /8/ определяем коэффициент α1. Так как b/a > 2, то принимаем α1 = 0,125.

Изгибающий момент на участке составляет

 

Требуемая толщина плиты равна

 

При расчете участка, опертого по трем сторонам имеем

 

Так как отношение b/a = 0,156 < 0,5, то рассчитываем изгибающий момент как у консольного участка.

 

Требуемая толщина плиты равна

 

Для консольного участка имеем

 

Требуемая толщина плиты равна

 

 

2) РСУ: Nmax = 338,3 кН, My = 258,1 кНм.

Принимаем фундамент из бетона класса В15 с расчетным сопротивлением на сжатие Rb = 8,5 МПа. Расчетное сопротивление смятию равно

 

Опорную плиту принимаем из стали С235. Предварительно примем ширину плиты из конструктивных соображений

 

Длину плиты определяем из условия

 

Конструктивно длина опорной плиты равна

 

Так как Конструктивные размеры равны расчетным, то принимаем конструктивные размеры

Фактическое напряжение в бетоне фундамента найдем по формуле

 

Размеры участков для расчета толщины опорной плит, определяем из рисунка 2.2.

Рисунок 2.1 – Схема опорной плиты.

При расчете участка, опертого по четырем сторонам

 

По таблице 6.8 /8/ определяем коэффициент α1. Так как b/a > 2, то принимаем α1 = 0,125.

Изгибающий момент на участке составляет

 

Требуемая толщина плиты равна

 

При расчете участка, опертого по трем сторонам имеем

 

Так как отношение b/a = 0,156 < 0,5, то рассчитываем изгибающий момент как у консольного участка.

 

Требуемая толщина плиты равна

 

Для консольного участка имеем

 

Требуемая толщина плиты равна

 

Таким образом, принимаем толщину опорной плиты 25 мм.

3 Расчет колонн

3.1 Определение расчетной  длины колонн по оси 7

Коэффициент расчетной длины μ1 определяем как для закрепленного в основании нижнего участка одноступенчатой колонны при верхнем конце колонны, свободном от закрепления  по таблице И.3 /7/

 
где l1 = 12,35 м, l2 = 4,17 м, I1 = 150484,621 cм4, I2 = 13959,133 cм4

 
где F1 = 468,60 кН  F2 = 184,18 кН.

 

 

 

По таблице И.3 принимаем μ1 = 2,251. Расчетная длина нижнего участка колонны составит

 

Коэффициент расчетной длины μ2 определяем по п. И.2 /7/

 

Принимаем μ2 = 3. Расчетная длина верхнего участка колонны составит

 

3.2 Расчет сжато-изогнутой  колонный по оси 7 (подкрановая  часть)

Исходные данные:

Геометрические размеры элемента

• lefx = 27,8 м; lefу = 9,35 м; l= 12,35 м.

РСУ с учетом коэффициент γn = 1,0.

Mmax = 149,995 кНм, N = 442,969 кН, Q = 16,326 кН.

Вид металла – листовой, широкополосный прокат; сталь и толщина металла С245 по ГОСТ 27772 от 2 до 20 мм.

• Ry = 235 МПа;
• Ru = 350 МПа;
• Rs = 0,58 Ry = 136,3 МПа.

Основные характеристики сечения составного двутавра:

h = 700 мм;	b = 380 мм;
tw = 10 мм;	tf = 14 мм;
A = 17360 мм2;	m = 136,28 кг/м;
Ix = 150484,619 см4;	Iy = 12809,067 см4;
Wx1 = 4299,561 см3;	Wx2 = 4299,561 см3;
Wy1 = 674,161 см3;	Wy2 = 674,161 см3;
Sx = 2389,24 см3 ;	It = 57,867 см4 ;
αfwx = 0,86747;	αfwy = 0,57639;

Характеристики сечения сварного соединения:

X = 190 мм, У = 350 мм.

Результаты расчета:

1. Расчет на прочность внецентренно-сжатых элементов

Ослабления стенки отверстиями отсутствуют.

 

2. Продолжение расчета по п. 9.1.1 /7/.

Так как

 

 
следовательно, расчет должен быть выполнен по формуле (105) /7/

3. Коэффициенты для расчета на прочность элементов стальных конструкций с учетом развития пластических деформаций приняты по таблице Е.1 /7/ для типа сечения 1: сх = 1,08325, су = 1,47, n = 1,5.

Изгиб в одной из главных плоскостей, тип сечения – открытые.

Центр приложения нагрузки проходит через центр изгиба сечения

 

Условие выполнено.

4. Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых элементов постоянного сечения из плоскости действия моменты при изгибе в плоскости наибольшей жесткости, совпадающей с плоскостью симметрии (Ix > Iy).

Так как Ix = 150484,619 см4 > Iy = 12809,067 см4:

Тип кривых устойчивости b по табл. 7 /7/

 

 

 

По таблице Д.1 /7/ принимаем коэффициент φу = 0,50994.

5. Определение коэффициента с для расчета на устойчивость из плоскости изгиба.

Wc = Wx2 = 4299,561 см3

 

Так как mx > 1, то коэффициент α для типа сечения 1 равен

 

Так как , то по таблице Д.1 /7/ определяем φc при . φc = 0,6143.

По таблице 21 /7/ коэффициент β равен

 

Коэффициент с определяем по формуле (112) п. 9.2.5 /7/

 

 

Так как , то коэффициент с, должен быть меньше cmax, определяемого в зависимости от коэффициентов:

 

 

 

 

Таким образом, в последующих расчетах принимаем с = сmax = 0,237.

6. Продолжение расчета по п. 9.2.4 /7/

 

 

Для проверки по предельной гибкости принимаем l = lу = 108,85.

7. Проверка по условию предельной гибкости сжатых элементов

Проверка по условной гибкости выполняется согласно таблице 32 /7/ для типа элемента 4 – основные колонны.

 

8. Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых элементов.

 

 

 

9. Продолжение расчета по п. 9.2.2 /7/.

Wc = Wx2 = 4299,561 см3

 

Так как mx < 20 – условие выполнено.

10. Коэффициент влияния формы сечения

Тип сечения по таблице Д.2 /7/ – 5, вынос полок отсутствует.

По таблице Д.2

 

11. Продолжение расчета по п. 9.2.2.

 

Пол таблице Д.3 принимаем φe = 0,328977.

 

 

Для проверки по предельной гибкости принимаем l = lх = 94,43.

12. Проверка по условию предельной гибкости сжатых элементов

Проверка по условной гибкости выполняется согласно таблице 32 /7/ для типа элемента 4 – основные колонны.

 

3.3 Расчет сжато-изогнутой  колонный по оси 7 (надкрановая часть)

Исходные данные:

Геометрические размеры элемента

• lefx = 12,51 м; lefу = 4,17 м; l= 4,17 м.

РСУ с учетом коэффициент γn = 1,0.

Mmax = 41,998 кНм, N = 151,876 кН, Q = 11,179 кН.

Вид металла – то же

Основные характеристики сечения составного двутавра:

h = 350 мм;	b = 200 мм;
tw = 8 мм;	tf = 10 мм;
A = 66,4 см2;	m = 136,28 кг/м;
Ix = 13959,133 см4	Iy = 1334,741 см4;
Wx1 = 797,665 см3;	Wx2 = 797,665 см3;
Wy1 = 133,474 см3;	Wy2 = 133,474 см3;
Sx = 557,8 см3 ;	It = 18,965 см4 ;
αfwx = 1,04535;	αfwy = 0,4781;

Характеристики сечения сварного соединения:

X = 100 мм, У = 175 мм.

Результаты расчета:

1. Расчет на прочность внецентренно-сжатых элементов

Ослабления стенки отверстиями отсутствуют.

 

2. Продолжение расчета по п. 9.1.1 /7/.

Так как

 

 
следовательно, расчет должен быть выполнен по формуле (106) /7/

3. Расчет на прочность элементов в случаях, не предусмотренных расчетом по формуле (105) /7/

Изгиб в одной из главных плоскостей, тип сечения – открытые.

 

Условие выполнено.

4. Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых элементов постоянного сечения из плоскости действия моменты при изгибе в плоскости наибольшей жесткости, совпадающей с плоскостью симметрии (Ix > Iy).

Так как Ix = 13959,133 см4 > Iy = 1334,741 см4:

Тип кривых устойчивости b по табл. 7 /7/

 

 

 

По таблице Д.1 /7/ принимаем коэффициент φу = 0,61348.

5. Определение коэффициента с для расчета на устойчивость из плоскости изгиба.

Wc = Wx2 = 797,665 см3

 

Так как mx > 1, то коэффициент α для типа сечения 1 равен

 

Так как , то по таблице Д.1 /7/ определяем φc при . φc = 0,6143.

По таблице 21 /7/ коэффициент β равен

 

Коэффициент с определяем по формуле (112) п. 9.2.5 /7/

 

 

Так как , то коэффициент с, должен быть меньше cmax, определяемого в зависимости от коэффициентов:

 

 

 

 

Таким образом, в последующих расчетах принимаем с =0,362.

6. Продолжение расчета по п. 9.2.4 /7/

 

 

Для проверки по предельной гибкости принимаем l = lу = 93,08.

7. Проверка по условию предельной гибкости сжатых элементов

Проверка по условной гибкости выполняется согласно таблице 32 /7/ для типа элемента 4 – основные колонны.

 

8. Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых элементов.

 

 

 

9. Продолжение расчета по п. 9.2.2 /7/.

Wc = Wx2 = 797,665см3

 

Так как mx < 20 – условие выполнено.

10. Коэффициент влияния формы сечения

Тип сечения по таблице Д.2 /7/ – 5, вынос полок отсутствует.

По таблице Д.2

 

11. Продолжение расчета по п. 9.2.2.

 

Пол таблице Д.3 принимаем φe = 0,270642.

 

 

Для проверки по предельной гибкости принимаем l = lх = 86,28.

12. Проверка по условию предельной гибкости сжатых элементов

Проверка по условной гибкости выполняется согласно таблице 32 /7/ для типа элемента 4 – основные колонны.

 

4 Расчет подкрановой  балки

Подкрановая балка пролетом 7,2 м
Ведомость данных по мостовым кранам
Режим работы кранов	6К
Коэффициент местного действия вертикальной нагрузки (п. 9.9 /3/)	1,2
Коэффициент условий работы γс (табл. 1 /7/)	1,0
Коэффициент сочетаний (п. 9.19 /3/)	0,85
Коэффициент надежности по нагрузке γf (п. 9.8 /3/)	1,2
Коэффициент динамичности γd (п. 9.11 /3/)	1,2
Ведомость данных по подкрановой балке
Наименование расчетного параметра	Значение
Материал поясов балки	С285
Расчетное сопротивление металла поясов Ry, МПа	250
Расчетное сопротивление металла поясов по срезу Rs, МПа	145
Материал стенки балки	С285
Расчетное сопротивление металла поясов Ry, МПа	260
Расчетное сопротивление металла поясов по срезу Rs, МПа	150,8
Пролет балки, мм	7200
Марка кранового рельса	КР70
Высота кранового рельса, мм	120
Момент инерции кранового рельса, см4	1083
Момент инерции кручения кранового рельса, см4	253
Ведомость усилий в подкрановой балке
Наименование расчетного параметра	Сечение в пролете	Сечение на опоре
Нормативное давление колеса на крановый рельс, кН	69	69
Расчетное давление колеса на крановый рельс, кН	219,63	219,63
Поперечная нагрузка, вызываемая перекосами крана (Qt), кН	33
Максимальный расчетный изгибающий момент в плоскости стенки, кНм	346,21
Соответствующая расчетная поперечная сила в плоскости стенки, кН	142,6	246,82