На главную / Статьи / Проектирование металлоконструкций /

Как определить высоту здания с мостовым краном

Рекомендации к расчету высоты здания из металлоконструкций с мостовыми опорными кранами.

Исходными данными при определении размеров по вертикали является отметка головки кранового рельса H₁, которую задают в техзадании на проектирование.

Схема каркаса здания с мостовыми опорными кранами

а - опирание крана на консоли; б - опирание крана на подкрановые стойки; в,г - опирание крана на подкрановую ветвь нижней части колонны.

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

H₂ = H_cr + 100 + c, H₀ = H₁ + H₂

Для соблюдения условий унификации принимают H₂ кратным 200 мм и H₀ кратным 600 мм. При корректировке H₀ размер H₂ принимают минимально необходимым с кратностью 200 мм, а H₁ увеличивают, назначив его из условия

H₁ = H₀ - H₂

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

H = H₀ + H_b

Величину заглубления колонны H_b принимают 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 H_n частей колонны составляют

H_v = h_b + h_rs + H₂, H_n = H - H_v

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.

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

В схемах а и б высота сечения колонны h≥1/25H. Расстояние от оси колонны до оси подкрановой балки

L₁ ≥ B₁ + (h-a) + 75 мм

где В₁ — выступающая за ось рельса часть кранового моста, (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

L_cr = L - 2L₁

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.

Для ступенчатой колонны из условия жесткости высота сечения в верхней части колонны h_v≥1/12H₂. Если ригель примыкает к колонне сбоку, 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, вдоль крановых путей следует предусматривать проходы. Проходы могут быть организованы через проемы в стенке колонны либо сбоку между колонной и краном. 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 дополнительно включает габарит прохода 400 мм и ограждения 50 мм, т.е.

L₁ >= B₁ + h - a + 525

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

h_n = a + L₁

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

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 привязку торца фермы к разбивочной оси. Высоту сечения подкрановой части принимают h_n = 2L₁, причем h_n ≥1/20H. При кранах 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.

Пример компоновки поперечной рамы двухпролетного здания

Размеры пролетов 18 м (пролет А— Б) и 24 м (пролет Б — В). Шаг колонн по всем рядам 12 м. В пролете А— Б требуется установить 2 крана грузоподъемностью 10 т, в пролете Б — В — 2 крана грузоподъемностью 20/5 т. Режим работы кранов — 5К. Отметка головки рельсов Н₁ в обоих пролетах по технологическому заданию одинаковая и равна 6,5 м.

Поскольку краны имеют небольшую грузоподъемность (Q ≤ 20 т), принимаем колонны постоянного сечения, а подкрановые балки опираем на консоли.

В качестве ригеля рамы используем типовые стропильные фермы с параллельными поясами и сечениями элементов из уголков. При пролетах 18 и 24 м можно взять фермы пониженной высоты h_r0 = 2250 мм. Опирание ферм на колонны сверху.

Компоновка рамы по вертикали

Для крана Q=10 т, Н_сг= 1900 мм; В₁=230 мм; для крана Q = 20/5 т — Н_сг = 2400 мм; В₁=260 мм. Тип рельса КР70 с высотой h_rs= 120 мм.

Для пролета А — Б

H₂ = 1900+100+200=2200 мм (при L=18 м принимаем с = 200 мм); H₀ = 2200+6500=8700 мм.

Для пролета Б — В

H₂ = 2400+100+300=2800 мм (при L=24 м, с=300 мм); H₀ = 2800+6500=9300 мм.

При разности высот соседних пролетов менее 1 м нет смысла усложнять конструкцию здания и делать перепад высот. Кроме того, в местах перепада образуются снеговые мешки, поэтому полезную высоту принимаем одинаковой (по большей из полученных высот). Учитывая модуль 0,6 м, принимаем H₀ = 9600 мм.

Корректируем размер H₁ и принимаем H₁ = 9600-2800=6800 мм.

Для пролета А — Б можно взять Н₁ = 9600-2200=7400 мм, т. е. сделать отметки головки рельсов в пролетах разными. Однако при этом получим более сложный узел крепления консолей по среднему ряду, кроме того, при разных отметках поясов балок вы не сможете сделать общую тормозную конструкцию. Поэтому, если разница в отметках головок рельсов невелика, лучше принять их одинаковыми.

Полная длина колонны с учетом заглубления H = 9600+600=10200 мм. (База колонны с траверсами H_b = 600 мм).

Н_v = 1200+120+2800=4120 мм; Н_n = 10200-4120=6080 мм; здесь высота подкрановой балки h_b =1200 мм (1/10l_b,); высота рельса h_rs= 120 мм.

Высоту сечения консоли h_c ориентировочно примем равной 500 мм.

Компоновка рамы по горизонтали

При шаге рам 12 м принимаем привязку а = 250 мм. Высоту сечения колонн назначаем для крайних рядов h=500 мм (h≥1/25H), для среднего ряда h=600 мм.

Расстояние от разбивочной оси до оси подкрановых балок по рядам А и В:

Для пролета А — Б

L₁≥230+(500-250)+75=555 мм, принимаем L₁ = 750 мм (кратно 250 мм). Пролет крана L_cr= 18,0-2*0,75=16,5 м.

Для пролета Б — В

L₁≥260+(500-250)+75=585 мм. Принимаем L₁ = 750 мм. Пролет крана L_cr= 24-2*0,75=22,5 м.

Проверяем наличие зазора между колонной и краном по ряду Б (пролет Б — В) C=L₁-B₁-h/2=750-260-600/2=190 мм > 75 мм.

прочтений: 1418