А). Постоянные нагрузки на ригель.

Задание и исходные данные на проектирование.

Запроектировать несущие конструкции стального каркаса одноэтажного промышленного здания при следующих исходных данных:

- климатический район строительства – II₅,

- снеговой район – II,

- ветровой район - II;

- здание однопролётное без фонаря, отапливаемое;

- кровля лёгкая по прогонам;

- стены самонесущие;

- крановое оборудование - один мостовой кран грузоподъёмностью 30т;

- режимом работы 4К-6К;

- пролёт здания - 24м;

- шаг колонн - 12м;

- шаг стропильных ферм – 12м;

- отметка головки кранового рельса – 11,05 м;

- высота до низа конструкции -14,4м;

- длина здания – 228м;

- класс бетона по прочности на сжатие – В12,5;

- сопряжение ригеля с колоннами – жесткое;

- монтаж конструкций заводского изготовителя производится на болтах.

Компоновка каркаса одноэтажного промздания.

Вертикальная компоновка заключается в определении общих размеров поперечной рамы по высоте (рис.2.1)

Расстояние от головки подкранового рельса до низа несущих конструкций покрытия:

H_в=H_c+100+f=2750+100+300=3150мм,

где: H_c=2750мм для кранов с Q₀=30т; а=300мм - зазор учитывающий прогиб конструкции покрытия.

Полезная высота цеха будет равна:

H₀=H_t+H_в=11050+3150=14200мм,

Принимаем H₀=14400мм.

здесь H_t=11050 мм - по заданию для технологического процесса в пролёте.

Примем тогда H_t=11250 мм

Длина верхней части колонны (от уступа до низа ригеля) равна:

H₂=H_в+h_св+h_ra+20=3150+1500+120+20=4790 мм,

где: h_св=1/8·В_fr=12000/8=1500мм - высота подкрановой балки;

h_ra+20=120+20=140мм - высота подкранового рельса КР-70 с учётом возможных подкладок.

Длина нижней части колонны:

Н₁=Н₀-H₂+h_в=14400-4790+1000=10610мм,

где: h_в=1000мм - заглубление базы колонны.

Полная высота шатра:

Н₃=h_rt+hr₀+i·L/200=2250+300+0,015·24000/2=2730мм,

где: h_rt=2250мм - высота ферм на опоре, принимаемая для типовой серии 1.460-4, с элементами из парных уголков;

h_r0=300мм - высота кровельного покрытия, задаёмся с учётом типа покрытия (по прогонам) и ориентировочной высоты утеплителя;

i=0,015 - уклон типовых ферм.

Полная высота рамы:

Н=Н₁+Н₂=10610+4790=15400мм

Горизонтальная компоновка заключается в установлении общих габаритных размеров рамы по горизонтали и привязка её элементов к разбивочным осям.

При кранах с Q₀=30т>20т, располагаемых в одном ярусе, и высоте рамы Н=15,4м принимаем одноступенчатые колонны.

Высоту поперечного сечения верхней части колонны назначаем h₂=450мм. По требованию поперечной жёсткости: h₂=450 H₂/12=4790/12=399мм

Привязку наружной грани колонны к разбивочной оси принимаем в₀=250мм, а расстояние от разбивочной оси принимаем до оси подкрановой балки - l₁=750мм, что удовлетворяет требованию:

l₁>В₁+100+(h₂-в₀)=300+100+(450-250)=600мм.

Здесь В₁=300 мм - габаритный размер крана.

Высота поперечного сечения нижней части колонны:

h₁=l₁+в₀=750+250=1000мм,-для крайнего ряда

Рисунок 2.1 Компоновка поперечной рамы

Сбор нагрузок на одну поперечную раму.

а). Постоянные нагрузки на ригель.

Величину нормативной и расчётной нагрузки на 1м² покрытия можно определить по таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Постоянная поверхностная нагрузка от покрытия

Тип и состав покрытия	Ед. измер.	Нормативн. Значен.		Расчетн. Значения.
1	2	3	4	5
Защитный слой 25мм, из гравия, втопленного в мастику;γ≈1600кг/м3.	кН/м2	0,4	1,3	0,52
Водоизоляционный ковер из 3-х слоев рубероида:0,05х3.	кН/м2	0,15	1,3	0,20
Утеплитель t=120мм из плитного пенопласта γ=50кг/м3.	кН/м2	0,06	1,2	0,072
Пароизол.- 1слой рубероида; 0,05х1.	кН/м2	0,05	1,3	0,065
Проф. Настил Н75-750-0,8	кН/м2	0,155	1,05	0,163
Итого:	кН/м2	0,815	-	1,02
Сплошные прогоны пролетом 12м-двутавр №35Б2 по ГОСТ 26020-83.	кН/м2	0,15	1,05	0,158
Собственный вес ферм и связей покрытия.	кН/м2	0,4	1,05	0,42
Всего:	кН/м2	1,365	-	1,598

Расчетная нагрузка от собственного веса покрытия на 1 пог. м ригеля составит:

q_a=0,95·1,598·12=18,217 кН/м,

где: В_fr=12м-шаг стропильных ферм;

=0,95-коэффициент надежности по назначению.