Компоновка поперечной рамы

Поперечная рама каркаса

У любого здания есть генеральные размеры, которые определяют его габариты, а именно – пролет и высота. Эти параметры не могут быть взяты из воздуха, они всегда зависят от технологии производства, размещаемого в здании, оборудования и т. д. От поперечной рамы зависят габариты основных несущих конструкций, что особенно важно в производственных зданиях. Согласно принятым правилам, модуль, кратно которому подбирают основные размеры, равен 6 метрам для горизонтальных размеров и 600 мм для вертикальных. Таким образом пролет и шаг между колоннами проектируются кратно 60 сантиметрам.

При принятии решения о габаритах поперечной рамы ориентируются на следующие исходные данные:

• габариты оборудования;
• ширина технологической линии;
• грузоподъемность кранового оборудования, количество кранов и отметка головки подкранового рельса.

Для определения габаритов можно воспользоваться справочными таблицами, в которых приведены данные по грузоподъемности, пролету и отметке головки подкранового рельса. К примеру, при грузоподъемности крана 50 тонн на большом крюке и 12,5 тонн на малом и пролете 30 метров, отметка головки рельса размещается на высоте 3 150 мм.

Рисунок 1. Элементы каркаса одноэтажного здания. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Этапы компоновки поперечной рамы

Рассмотрим основные шаги, которые необходимо предпринять для компоновки поперечной рамы:

• осуществляется выбор подходящего типа рамы – рассматривается жесткое или шарнирное сопряжение ригеля с колонной. Выбор жесткого типа сопряжения может быть обоснован значительными горизонтальными воздействиями, которые возникает от кранового оборудования, в остальных случаях применяют шарнирное сопряжение;
• выполняется компоновка поперечной рамы – определяют основные размеры колонн и ригеля. Вначале разрабатывают сетку колонн, шаг колонн составляет 6 или 12 метров. Разрабатываемая поперечная рама должна обеспечивать необходимые габариты для движения мостового крана, обеспечивать жесткость верхней и нижней частей колонн, соответствовать требованиям технического задания. Для определения размеров строят условную схему, где длину нижней и верхней частей вычисляют через высоту подкрановой балки, высоту подкранового рельса и отметку верхнего обреза фундамента. При ширине верхней части колонн 0,4 метра, привязка принимается равно 250 мм. Ширина верхней части колонны должна соответствовать габаритам крана и отвечать условиям жесткости;
• разрабатывается схема связей жесткости, которые необходимы в рамно-связевом каркасе. В поперечном направлении нагрузки и воздействия воспринимаются поперечными рамами, а в продольном – связями, которые обеспечивают объединение в одну систему. Связи устанавливают по покрытию и между колоннами (вертикальные и горизонтальные);
• разрабатываются схемы торцевого фахверка, которые зависят от конструкции стен (обычно используют стеновые панели из легкого бетона, их длина составляет 6 или 12 метров, а также сэндвич-панели).

Таким образом, имея в качестве исходных данных пролет, длину и шаг рам, зная характеристики кранового оборудования, можно разработать подходящую поперечную раму. Вначале устанавливают высоту подкрановой балки, затем основные размеры мостового крана, далее находят отметку низа ригеля, длину нижней части колонны, длину верхней части колонны, ширину нижней части, максимальную ширину верхней части.

Рисунок 2. Компоновка поперечной рамы промышленного здания. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Для дальнейших расчетов строят расчетную схему, реальные стержни конструктивной схеме заменяют конечными элементами, на схеме показывают нагрузки (временные и постоянные), которые оказывают воздействие на каркас.

Далее на основании расчетной схемы находят предварительные размеры сечений элементов поперечной рамы и определяют расчетные сочетания усилий в колоннах рам. В рамках студенческих заданий расчеты выполняются вручную или в с помощью программ, к примеру, SCAD.

Поперечная рама разрабатывается для всего здания, если нет необходимости в изменении габаритов, но зачастую в разных пролетах размещается оборудование с разной грузоподъемностью, что позволяет варьировать высоту здания в разных частях. В этом случае требуется разработать несколько поперечных рам.