Компоновка однопролетной рамы производственного здания

Компоновку поперечной рамы начинают с установления ее генеральных габаритных размеров и основных размеров элементов конструкций, входящих в состав рамы.

Размеры по вертикали привязывают к отметке  уровня чистого   пола, принимая ее нулевой, размеры по горизонтали –  к продольным осям здания.

Генеральные размеры здания: пролет L, высота Н1  до уровня головки кранового рельса и полезная высота здания Н0  назначаются в зависимости от габаритов оборудования (в том числе кранового) и характера технологического процесса в цехе.

Высота от головки кранового рельса до низа несущей конструкции покрытия Н2 обусловлена крановым габаритом над головкой рельса Нк (справочные данные по мостовым кранам приведены в табл. 6.2).

Таблица 6.2

Справочные данные по мостовым кранам нормального режима работы** (для учебного проектирования)

* Q – грузоподъемность крана (числитель на большом крюке, знаменатель – на малом).

 ** Краны других режимов работы: см: ГОСТ 25711-83, ГОСТ 67-81.

Пример 6.1. Выполнить компоновку поперечной рамы однопролетного  производственного здания пролетом L = 30 м с шагом колонн В = 12 м, оборудованного двумя электрическими мостовыми кранами грузоподъемностью Q = 100/20 т режима работы 5К (среднего режима работы).

Отметка головки кранового рельса Н1  = 15,4 м.

Принимаем раму, состоящую из ступенчатых колонн и ригеля в виде стропильной фермы с параллельными поясами и уклоном верхнего пояса       i = 0,025 (рис. 6.2).

Устанавливаем вертикальные размеры.

Рис. 6.2. Схема поперечной рамы

Расстояние от головки кранового рельса до низа фермы

Н2  = Нк + 100 + а = 4000 + 100 + 300 = 4400 мм,

где    Hk – высота от головки кранового рельса до верхней части тележки;

100 мм – зазор, устанавливаемый техническими условиями эксплуатации кранов;

а – зазор, учитывающий прогиб фермы по нижнему поясу и размеры выступающих вниз частей элементов связей с учетом их прогиба (принимается 200 – 400 мм).

Для соблюдения условий унификации размер Н2  принимается кратным 200 мм.

Полная высота цеха от уровня пола до низа стропильной фермы

Но = Н1 + Н2 = 15400 + 4400 = 19800 мм.

Размер Но принимается кратным 0,6 м, при большой высоте может использоваться укрупненный модуль 1,2 и 1,8 м. Унификация производится за счет изменения Н1 в большую сторону.

Высота верхней части колонны

Нв = Н2 + hб + hр = 4400 + 1700 + 200 = 6300 мм,

где    hб = В/7 = 12000 / 7 » 1700 мм, принимается по табл. 6.3;

hр = 200 мм – высота кранового рельса с подкладками.

Высота нижней части колонны

Нн = Н0  – Нв + Hф = 19800 – 6300 + 600 = 14100 мм,

где   Нф = 500 – 800 мм – заглубление опорной плиты базы колонны ниже нулевой отметки пола.

Высота колонны

Н = Нн + Нв  = 14100 + 6300 = 20400 мм.

Высота ригеля у опоры Нр,о = 3150 мм при применении типовых стропильных ферм с элементами из парных уголков с уклоном верхнего пояса      i = 0,025.

Таблица 6.3

Основные размеры элементов подкрановых балок

Высота шатровой части здания

Нш = Нр,о + Нкр = 3150 + 350 = 3500 мм,

где    Нкр – высота несущих конструкций кровли (плит покрытия или прогонов) плюс толщина самой кровли.

При наличии фонарной надстройки, высота которой определяется светотехническим расчетом с учетом типовых фонарных переплетов, в высоту шатровой части добавляется высота фонаря.

Устанавливаем горизонтальные размеры рамы и ее элементов.

В зданиях с кранами режима работы 7К и 8К вдоль крановых путей следует предусматривать проходы для их осмотра и ремонта. Проходы могут быть организованы через проемы в стенке колонны либо сбоку между колонной и краном (рис. 6.3). Ширину прохода назначают не менее 400 мм, высоту – 1800 мм. При проходе в стенке колонны высота сечения верхней части колонны hв должна быть не менее 1000 мм.

Рис. 6.3. Привязка колонны и крана к продольным разбивочным осям:

а – с проемом для прохода в верхней части колонны; б – с проходом вдоль подкрановых путей

Привязка наружной грани колонны к разбивочной оси принимается:

– ао = 0 (нулевая) – в невысоких зданиях (при высоте от пола до низа фермы менее 16,2 м) с колоннами постоянного сечения при шаге колонн 6 м  и кранах грузоподъемностью  менее 30 т;

– ао = 500 мм – в относительно высоких зданиях (при высоте от пола до низа фермы более 30 м) с колоннами ступенчатого типа, при наличии мостовых кранов грузоподъемностью 80 т и более, а также в зданиях, обслуживаемых мостовыми кранами групп режима работы 7К и 8К (независимо от грузоподъемности крана) при устройстве прохода в верхней части колонны;

– ао = 250 мм – в остальных случаях.

Принимаем привязку ао = 500 мм.

Высота сечения верхней (надкрановой) части колонн hв, назначается 450 или 700 мм (с учетом унифицированной привязки торца фермы к разбивочной оси 200 мм), но не менее 1/12 ее высоты Нв из условия обеспечения необходимой жесткости колонны в плоскости рамы:

Нв/12 = 6300 / 12 = 525 мм, принимаем hв = 700 мм.

Минимальное расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны (привязка крана)

lmin= В1 + (hв – aо) + с = 400 + (700 – 250) + 75 = 925 мм,

где    В1 = 400 мм – часть мостового крана, выступающая за ось рельса, принимается из табл. 6.2;

с = 75 мм – зазор между краном и гранью колонны по требованиям безопасности (при устройстве прохода  размер l включает еще 450 мм – габарит прохода с ограждением).

Расстояние l принимается кратным 250 мм:

– при отсутствии прохода l = 750 мм для кранов грузоподъемностью не более 50 т, l = 1000 мм для кранов грузоподъемностью более 50 т;

– при устройстве прохода l = 1000 мм для кранов грузоподъемностью не более 125 т, l = 1250 мм для кранов грузоподъемностью более 125 т.

Принимаем l = 1000 мм > lmin = 925 мм.

Пролет крана

Lk = L – 2lmin = 30000 – 2 · 1000 = 28000 мм.

Высота сечения подкрановой  части колонны hн назначается из условия обеспечения  жесткости цеха в поперечном направлении и принимается не менее hн,min = H/20 = 20400 / 20 = 1020 мм, а в цехах с обслуживанием кранами групп режимов работы 7К и 8К – hн,min  ³ H/15.

При совмещении оси подкрановой балки с осью подкрановой ветви колонны высоту сечения нижней части колонны принимаем:

hн = а0 + l = 250 + 1000 = 1250 мм > hн,min  = 1020 мм.