Металлические конструкции. Том 2. Конструкции зданий

2.1.3. Компоновка поперечных рам

Бескрановые здания (рис. 2.3). Размеры по вертикали определяют по отношению к нулевой отметке, соответствующей уровню пола.

Полезную высоту здания Н₀, от уровня пола до низа фермы, принимают в соответствии с технологическим заданием, но не менее 2,4 м и назначают ее кратной 0,6 м. При выборе Н₀ в качестве определяющего фактора выступает либо габаритный размер по высоте стационарного оборудования Н_ob

либо параметры напольного транспортного средства и перемещаемого груза. \

Высота колонны от низа базы до нижнего пояса фермы

где Н_b - заглубление опорной базы колонны ниже нулевой отметки, которое назначают так, чтобы верх базы (анкеров или ребер и траверс) не доходил до уровня чистого пола на 50...100 мм. Окончательно этот размер можно установить только после расчета базы. Для статического расчета рамы вы можете назначить его весьма приближенно. Если предполагаете выполнить базу из толстой плиты без траверс (в зданиях небольших пролетов), то назначьте H_b = 150...200 мм, при больших пролетах и нагрузках - Н_b = 400...600 мм.

Участок в пределах высоты опорной части ригеля при шарнирном сопряжении его с колонной обычно оформляют в виде отдельного отправочного элемента - опорной стойки (см. рис. 1.33). Длину этой стойки h_r0 принимают равной высоте фермы на опоре. Вы можете ориентироваться на типовые серии стропильных ферм для пролетов 18...36 м, в которых рекомендованы двускатные фермы с уклоном i = 1,5...2,5% и высотой на опоре 3150 мм, а также на типовые серии ферм из парных уголков пониженной высоты - 2250 мм для пролетов 18 и 24 м, которые применяют только при покрытиях из стальных профилированных настилов, уложенных по прогонам.

70

Рис. 2.3. Схема каркаса бескранового здания

Рис. 2.4. Схема каркаса здания с подвесными кранами

Высоту сечения колонн в плоскости рамы назначают из условия жесткости, ориентировочно принимая h = (1/20...1/30)H.

Здания с подвесными мостовыми кранами (рис. 2.4). Исходным параметром, определяющим высоту Н₀, является отметка максимального подъема крюка крана H_k, который указывают в технологическом задании на проектирование. Она зависит от габаритов транспортируемого груза, требуемой высоты его подъема и длины строповочных устройств.

Полная полезная высота

где Н_cr - габаритный размер крана от верхнего положения крюка до нижней поверхности колеса (см. табл. П.3.1 и П.3.2); Н_р - высота конструкций подвески, с - размер, учитывающий прогиб стропильной фермы (при L = 18 м, c = 200 мм; L = 24 м, c = 300 мм; L = 30...36 м, c = 400 мм).

Как и в бескрановых зданиях Н₀ принимают кратной 0,6 м. При определении высоты колонны Н не забудьте добавить величину заглубления Н_b, как было указано выше.

Привязка наружной грани колонны к продольной оси рекомендуется нулевой, а высота сечения колонны h ≥ 1/25H. Размещение крановых путей в плане определяется технологическим заданием. Зазор между внутренней гранью колонны и торцевой плоскостью крана должен быть не менее 100 мм.

Здания с мостовыми опорными кранами (рис. 2.5). Исходным данным при определении размеров по вертикали является отметка головки кранового рельса H₁, которую задают в технологическом задании на проектирование.

Размер H₂ включает в себя габаритный размер мостового крана Н_cr - от головки кранового рельса до верхней точки тележки крана, допуск

71

Рис. 2.5. Схема каркаса здания с мостовыми опорными кранами:
a - опирание крана на консоли; б - опирание крана на подкрановые стойки; в, г - опирание крана на подкрановую ветвь нижней части колонны

на изготовление крана 100 мм, зазор с, который учитывает прогиб фермы и провисание связей по нижним поясам ферм. В зависимости от пролета с = 200...400 мм

При этом, как и в предшествующих схемах,

Для соблюдения условий унификации принимают Н₂ кратным 200 мм и Н₀ кратным 600 мм. При корректировке Н₀ размер Н₂ принимают минимально необходимым с кратностью 200 мм, а H₁ увеличивают, назначив его из условия

72

При проектировании здания однопролетного или многопролетного с одинаковой высотой пролетов, оборудованного мостовыми опорными кранами разной грузоподъемности, размер Н₂ определяют по параметрам крана большей грузоподъемности.

Полная высота колонны

Величину заглубления колонны Н_b принимают, как было указано выше, с учетом высоты траверсы базы колонны. Предварительно можно принять H_b = 500...800 мм и уточнить после проектирования базы.

Размеры верхней H_v и нижней Н_n частей колонны составляют

Высоту сечения подкрановой балки при компоновке можно назначить в пределах 1/8... 1/10l_b (l_b - пролет подкрановой балки, равный шагу колонн) и уточнить при последующем проектировании. Высота кранового рельса указана в табл. П3.4.

Высоту сечения подкрановой консоли h_c можно назначить в пределах 400...600 мм и после проектирования колонны уточнить. Некоторое отличие в заданных и фактических размерах мало скажется на результатах статического расчета.

Размеры по горизонтали (см. рис. 2.5). В схемах а и б высота сечения колонны h ≥ 1/25H; расстояние от оси колонны до оси подкрановой балки

где B₁ - выступающая за ось рельса часть кранового моста (см. табл. П3.3 или стандарты на краны), (h - a) - расстояние от продольной оси здания до внутренней грани колонны; 75 мм - минимальный зазор между краном и колонной.

Пролет крана должен быть увязан с пролетом здания

а поскольку пролеты кранов L_cr кратны 500 мм, размер L₁ должен быть кратным 250 мм, т.е. его следует принимать равным 750, 1000, 1250, 1500 мм.

73

Для ступенчатой колонны (схема в) из условия жесткости высота сечения в верхней части колонны h_v ≥ 1/12H₂. Если ригель примыкает к колонне сбоку (рис. 7.20 [1] ), то при использовании унифицированных стропильных ферм с привязкой торца фермы к разбивочной оси 200 мм h_v = а + 200, т.е. этот размер следует принять 450 или 700 мм.

В зданиях с кранами режима работы 7К и 8К, а также в некоторых случаях при более низком режиме по правилам Госгортехнадзора вдоль крановых путей следует предусматривать проходы. Проходы могут быть организованы через проемы в стенке колонны либо сбоку между колонной и краном (рис. 2.6). Ширину прохода назначают не менее 400 мм, высоту - 1800 мм. При проходе в стенке колонны высота сечения верхней части колонны h_v должна быть не менее 1000 мм. При устройстве прохода сбоку размер L₁ (2.12) дополнительно включает габарит прохода 400 мм и ограждения 50 мм, т.е.

Высоту сечения нижней части колонны принимают равной расстоянию от наружной грани до оси подкрановой ветви, т.е

Для обеспечения жесткости колонны в плоскости рамы рекомендуется назначать h_n ≥ ≥ 1/20H, а при режимах работы крана 7К-8К h_n ≥ 1/15H.

Колонны средних рядов в многопролетных зданиях компонуют аналогично. Как правило, проектируют их симметричными с высотой сечения верхней части не менее 1/12H₂. В случае примыкания ригеля к колонне среднего ряда сбоку приходится иногда нарушать унифицированную

Рис. 2. 6. Схемы колонн при наличии проходов:
а - ступенчатые колонны с проходом внутри надкрановой части; б - то же, с проходом сбоку

74

привязку торца фермы к разбивочной оси. Высоту сечения подкрановой части принимают h_n = 2L₁, причем h_n ≥ 1/20Н. Прикранах различной грузоподъемности в соседних пролетах h_n = L₁ + L₁ , L₁ ≠ L₁ (L₁ - расстояние от оси колонны до оси второй подкрановой балки), поэтому разбивочная ось может быть смещена в сторону пролета с краном меньшей грузоподъемности, но лучше принимать симметричную колонну с h_n = 2L_1,max.

Верхнюю (надкрановую) часть колонны проектируют сплошностенчатой из прокатного или сварного двутавра, нижнюю (подкрановую) при h_n ≤ 1 м сплошностенчатой, при h_n > 1,2 м - решетчатой.

Рис. 2.7. К примеру 2.1:
а - схема поперечной рамы; б - узел подвески кранового пути

75

76

Рис. 2.8. Компоновка поперечной рамы к примеру 2.2

При кранах Q > 30 т принимаем схему д (см. рис. 2.1) со ступенчатыми колоннами и опиранием подкрановых балок на уступ колонны.

В качестве ригеля используем стропильную ферму из парных уголков с параллельными поясами пониженной высоты h_r0 = 2250 мм. Опирание ферм на колонну сбоку (рис. 7.20 [1]).

Компоновка рамы по вертикали. По табл. П3.3 для крана (Q = 80/20 т Н_cr = 3700 мм; B = 400 мм. Тип рельса КР100; h_rs = 150 мм.

По формулам (2.6) и (2.7) H₂ = 3700 + 100 + 300=4100 мм (при L = 24 м с = 300 мм); H₀ = 4100 + 10000 = 14100 мм. Принимаем H₀ = 14400 мм (модуль 0,6 м).

Полная длина колонны H = 14400 + 600 = 15000 мм (для базы с траверсами принимаем H_b = 600 мм).

Корректируем отметки головки рельса и принимаем Н₁ = 14400 - 4100 = 10300 мм. По формулам (2.10) и (2.11) Н = 1500 + 150 + 4100 = 5750 мм; Н_n = 15000 - 5750=9250 мм. Здесь высота подкрановой балки h_b = 1500 мм (1/8l_b), высота рельс h_rs = 150 мм.

Компоновка рамы по горизонтали. При шаге рам 12 м и кранах грузоподъемности свыше 70 т принимаем а = 500 мм.

Для обеспечения унифицированной привязки торца фермы к разбивочной оси (200 мм) принимаем h_v = а + 200 = 700 мм. По условию жесткости h_v > 1/12H_v = 5750/12 = 480 мм.

По формуле (2.12) L₁ ≥ 400 + (700 - 500) + 75 = 675 мм. Принимаем L₁ = 750 мм. Пролет крана L_cr = 24 - 2 · 0,75 = 22,5 м. Высота сечения нижней части колонны h_n = 500 + 750 = 1250 мм. По условиям жесткости h_n = 1250 > 1/20Н = 1500/20 = 750 мм. Схема рамы приведена на рис. 2.9.

Пример 2.4. Скомпоновать поперечную раму однопролетного здания по данным примера 2.3 при кранах режима работы 8К.

Вертикальные размеры рамы остаются без изменения.

Для обеспечения прохода в теле колонны принимаем h = 1000 мм.

По формуле (2.12) L₁ = 400 + (1000 - 500) + 75 = 975 мм. Принимаем L₁ = 1000 мм. Высота сечения нижней части колонны h_n = a + L₁ = 500 + 1000 = 1500 мм ≥ 1/15H = 1/15 · 15000 = 1000 мм.

77

Рис. 2.9. Компоновка поперечной рамы к примеру 2.3

Если устроить проход сбоку, то L₁ = 400 + (700 - 500) + 525 = 1125 мм. Принимаем L₁ = 1250 мм, тогда h_n = 500 + 1250 = 1750 мм.

78