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:
Hв=Hc+100+f=2750+100+300=3150мм,
где: Hc=2750мм для кранов с Q0=30т; а=300мм - зазор учитывающий прогиб конструкции покрытия.
Полезная высота цеха будет равна:
H0=Ht+Hв=11050+3150=14200мм,
Принимаем H0=14400мм.
здесь Ht=11050 мм - по заданию для технологического процесса в пролёте.
Примем тогда Ht=11250 мм
Длина верхней части колонны (от уступа до низа ригеля) равна:
H2=Hв+hсв+hra+20=3150+1500+120+20=4790 мм,
где: hсв=1/8·Вfr=12000/8=1500мм - высота подкрановой балки;
hra+20=120+20=140мм - высота подкранового рельса КР-70 с учётом возможных подкладок.
Длина нижней части колонны:
Н1=Н0-H2+hв=14400-4790+1000=10610мм,
где: hв=1000мм - заглубление базы колонны.
Полная высота шатра:
Н3=hrt+hr0+i·L/200=2250+300+0,015·24000/2=2730мм,
где: hrt=2250мм - высота ферм на опоре, принимаемая для типовой серии 1.460-4, с элементами из парных уголков;
hr0=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:
qa=0,95·1,598·12=18,217 кН/м,
где: Вfr=12м-шаг стропильных ферм;
=0,95-коэффициент надежности по назначению.
