Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный индустриальный университет»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
выпускной квалификационной работы:
Производственный корпус электрометаллургического завода в г. Абинске,_
Краснодарского края.______________________
(тема)
ОБУЧАЮЩИЙСЯ _____________
Виеру М.С._____
(подпись)
(фамилия, имя, отчество)
допущен к защите в государственной экзаменационной комиссии «02» июля_ 2020 г.
Руководитель
доцент_____ ___________
(уч. степень, звание)
Заведующий кафедрой
к.т.н., доцент__
(уч. степень, звание)
Директор института
________АСИ________
(наименование института)
(подпись)
___________
(подпись)
к.т.н., доцент___ ___________
(уч. степень, звание)
(подпись)
Новокузнецк
2020 г.
Музыченко Л.Н.___
(фамилия, имя, отчество)
Сёмин А.П.______
(фамилия, имя, отчество)
Алёшина Е.А.____
(фамилия, имя, отчество)
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный индустриальный университет»
Кафедра инженерных конструкций, строительных технологий и материалов
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой
_________
Сёмин А.П.____
(подпись)
(ФИО)
«16» апреля 2020 г.
обучающегося
ЗАДАНИЕ
на выпускную квалификационную работу
Виеру Мария Саввовна_________________________
(фамилия, имя, отчество)
группы ___СПК-16____
Тема работы Производственный корпус электрометаллургического завода в г.
Абинске, Краснодарского края.______________________________________________
Утверждена приказом от ___16.04.2020_____________ №__389-ОБ__________
Характер работы проектно-конструкторский_____________________________
Срок сдачи обучающимся законченной работы «02» __июля__ 2020г.
Исходные условия и данные к работе ___________________________________
Район строительства – г. Абинск, (Краснодарский край), климатический район IVБ с
расчетной температурой наиболее холодной пятидневки -19о. Глубина промерзания
грунта -0,8 м. Расчетная снеговая нагрузка 100 кгс/м2 (II район), нормативная ветровая
нагрузка 38 кгс/м2 (III район). Сейсмичность района строительства 7 баллов._______
Цель, задачи работы
Цель: запроектировать производственный корпус электрометаллургического
завода;
Задачи: разработать объемно-планировочное и архитектурно-конструктивное
решение здания; выбрать конструктивное решение и разработать комплект чертежей;
выполнить расчеты основных конструктивных элементов: колонны, фермы,
подкрановой балки, фундаментов; решить вопросы инженерного обеспечения
проекта;
решить
организационно-технологические
вопросы
(организация
строительства и технология производства); разработать систему мероприятий по
обеспечению безопасности труда на строительной площадке; рассчитать
экономические показатели проекта, рассчитать ТЭП.
Содержание работы__________________________________________________
1.Архитектурно-строительный раздел: описание технологического решения,_______
объемно-планировочное решение, конструктивное решение, теплотехнический_____
расчет стропильного ограждения, конструктивное решение._____________________
2.Расчетно-конструктивный раздел: компоновка каркаса, компоновка поперечной__
рамы здания, схемы связей, определение нагрузок на раму каркаса, статический____
расчет рамы каркаса, расчет стропильной фермы пролета А-Б, расчет подкрановой__
балки, расчет ступенчатой колонны, основания и фундаменты.___________________
3.Организационно-технологический раздел: разбивка здания на захватки,_________
определение номенклатуры и объемов строительно-монтажных работ, выбор метода
производства работ, выбор комплекта машин и механизмов, определение_________
продолжительности выполнения работ. объектный стройгенплан.________________
4.Экономический раздел: локальная смета, локальный сметный расчет, объемная___
смета, сводный сметный расчет_____________________________________________
5.Экологичность и безопасность: задача охраны труда в строительстве, оформление
и эстетика строительной площадки, анализ опасных и вредных производственных
факторов на строительной площадке, техника безопасности при монтаже
металлических конструкций здания, техника безопасности при устройстве кровли,
расчет траверсы для монтажа металлической фермы____________________________
Предполагаемое
использование
результатов: материалы выпускной
квалификационной работы предполагается использовать при курсовом
проектировании по профильным дисциплинам ________________________________
Перечень графического материала:_____________________________________
Лист 1 – Фасад 1-30, Е-Д; План на отметки 0.000; План кровли._____________
Лист 2 – Узлы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7._________________________________________
Лист 3 – Схема расположения связей по нижним поясам стропильных ферм.__
Схема расположения связей по верхним поясам стропильных ферм. Узлы 8, 9, 10, 11.
Лист 4 – Колонна К2. Узлы 12, 13, 14.
Лист 5 – ПБ1. Узлы 15, 16, 17.
Листы 6 – Стропильная ферма Ф1.
Лист 7 – Стропильная ферма Ф2.
Лист 8 – План ростверков. Свайный фундамент Ф1. Свайный фундамент Ф2.
Арматурные сетки.
Лист 9 – Линейная модель сетевого графика строительства среднесортного
прокатного стана.
Консультанты по работе с указанием относящихся к ним разделов работы
Архитектурно-строительный раздел__________________________ Музыченко Л.Н.
Расчетно-конструктивный раздел_____________________________ Музыченко Л.Н.
Организационно-технический раздел__________________________ Музыченко Л.Н.
Экономический раздел______________________________________ Музыченко Л.Н.
Экологичность и безопасность________________________________ Музыченко Л.Н.
Нормоконтроль: ______________________________________ Музыченко Л.Н.
Руководитель: Музыченко Л.Н. __________________
(подпись)
Задание к исполнению принял __Виеру М.С.___ «16» __апреля__ 2020г.
Лист замечаний
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4
Аннотация
Виеру М.С. «Производственный корпус электрометаллургического завода в г.
Абинске»: выпускная квалификационная работа по направлению подготовки
«Строительство» (08.03.01) профиль «Промышленное и гражданское строительство»
(Исследование и проектирование зданий и сооружений). – Новокузнецк, 2020.- 397 с.,
табл. 50, ил. 82, источников 47, приложений 3, чертежей 9, презентация.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы целью
разработки
являлось
конструктивное
решение
производственного
корпуса
электрометаллургического завода в г. Абинске. Работа выполнена на основе расчетов
архитектурно-конструктивных вариантов, выбора методов проведения строительномонтажных работ с целью сокращения сроков работ.
Данная выпускная квалификационная работа может быть использована в
качестве материала для проектирования.
Исполнитель
_____________
(подпись)
5
Виеру М. С.
Abstract
Vieru M. S. "Industrial building of the electrometallurgical plant in the city of
Abinsk": final qualification work in the direction of training "Construction" (08.03.01)
profile "Industrial and civil construction" (Research and design of buildings and structures).Novokuznetsk, 2020.- 397 p., table. 50, ill. 82, sources 47, appendices 3, drawings 9,
presentation.
In the process of completing the final qualification work, the purpose of the
development was
a
constructive
solution
of the
industrial building of the
electrometallurgical plant in the city of Abinsk. The work was performed on the basis of
architectural and structural calculations of options, selection of methods for construction
and installation works in order to reduce the time of work.
The executor
_____________
(signature)
6
Vieru M. S.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................... 12
1 АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ РАЗДЕЛ ........................................................ 14
1.1 Описание технологического решения ................................................................. 14
1.2 Общая часть .......................................................................................................... 17
1.3 Объёмно-планировочное решение ...................................................................... 18
1.4 Конструктивное решение ..................................................................................... 20
1.5 Теплотехнический расчет стенового ограждения .............................................. 29
1.6 Конструктивное решение кровли ........................................................................ 42
2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ .......................................................... 44
2.1 Компоновка каркаса ............................................................................................. 44
2.2 Компоновка поперечной рамы здания ................................................................ 49
2.2.1 Установление вертикальных и горизонтальных размером поперечных рам
здания ...................................................................................................................... 52
2.3 Схема связей ......................................................................................................... 85
2.4 Определение нагрузок на раму каркаса .............................................................. 91
2.4.1 Постоянные нагрузки .................................................................................... 91
2.4.2 Снеговая нагрузка ......................................................................................... 94
2.4.3 Ветровая нагрузка на расчетную раму ....................................................... 100
2.4.4 Крановые нагрузки ...................................................................................... 105
2.4.5 Сейсмическая нагрузка ............................................................................... 120
2.5 Статический расчет рамы каркаса ..................................................................... 135
2.5.1 Расчетная схема рамы ................................................................................. 135
2.6 Расчет стропильной фермы пролета А-Б .......................................................... 137
2.6.1 Выбор геометрической схемы фермы ........................................................ 137
2.6.2 Материал и расчётные длины элементов фермы ....................................... 141
2.6.3 Подбор сечений стержней ........................................................................... 142
2.6.3.1 Верхний пояс ....................................................................................... 142
2.6.3.2 Нижний пояс ........................................................................................ 144
2.6.3.3 Опорный раскос ................................................................................... 145
2.6.3.4 Раскосы ................................................................................................ 145
2.6.3.5 Стойки .................................................................................................. 148
2.6.3.6 Расчёт узлов ......................................................................................... 149
2.6.3.6.1 Расчёт верхних опорных узлов ................................................... 151
2.6.3.6.2 Расчёт нижних опорных узлов .................................................... 153
2.6.3.6.3 Верхних промежуточных узлов .................................................. 156
2.6.3.6.4 Нижних промежуточных узлов ................................................... 159
2.7 Расчет подкрановой балки ................................................................................. 164
2.7.1 Определение расчетных нагрузок от колёс крана ..................................... 164
2.7.2 Определение расчетных усилий ................................................................. 165
2.7.2.1 Определение положения равнодействующей силы ........................... 165
2.7.2.2 Проверка правильности расстановки колес на балке ........................ 167
2.7.2.3 Определение наибольшего изгибающего момента и соответствующей
продольной силы ................................................................................ 168
2.7.2.4 Определение максимальной поперечной силы .................................. 169
2.7.2.5 Определение изгибающего момента в подкрановой балке от сил
торможения. ........................................................................................ 171
2.7.3 Подбор сечения подкрановой балки........................................................... 171
2.7.3.1 Определение высоты подкрановой балки. ......................................... 171
2.7.3.2 Определение размеров поясов. ........................................................... 173
2.7.3.3 Выбор размеров элементов тормозной балки .................................... 174
2.7.3.4 Определение геометрических характеристик подкрановых
конструкций. ....................................................................................... 175
2.7.3.5 Проверка прочности подкрановой балки. .......................................... 177
2.7.3.6 Соединение поясов со стенкой ........................................................... 180
2.7.3.7 Проверка общей устойчивости ........................................................... 182
2.7.3.8 Проверка местной устойчивости ........................................................ 183
2.7.3.9 Расчет опорной части ПБ .................................................................... 195
8
2.8 Расчет ступенчатой колонны ............................................................................. 199
2.8.1 Расчет верхней части колонны ................................................................... 201
2.8.1.2 Подбор сечения верхней части колонны ............................................ 201
2.8.1.3 Компоновка сечения ............................................................................ 202
2.8.1.4 Геометрическая характеристика сечения ........................................... 204
2.8.1.5 Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия
момента ............................................................................................... 205
2.8.1.6 Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости
действия момента ............................................................................... 205
2.8.2 Расчет нижней части колонны .................................................................... 207
2.8.2.1 Компоновка сечения нижней части колонны .................................... 207
2.8.2.2 Определение геометрических характеристик .................................... 208
2.8.2.3 Проверка устойчивости ветвей колонны ........................................... 209
2.8.2.4 Расчет соединительной решетки ........................................................ 211
2.8.2.5 Проверка устойчивости нижней части колонны как единого стержня в
плоскости рамы ................................................................................... 214
2.8.2.6 Расчет конструирования узла сопряжения верхней части колонны с
нижней ................................................................................................. 215
2.8.2.7 Расчет базы колонны ........................................................................... 220
2.9 Основания и фундаменты .................................................................................. 222
2.9.1 Инженерно-геологические условия площадки .......................................... 222
2.9.2 Расчет свайных фундаментов ..................................................................... 225
2.9.2.1 Выбор глубины заложения ростверка ................................................ 225
2.9.2.2 Выбор несущего слоя .......................................................................... 227
2.9.2.3 Расчет свайного фундамента для колонны ряда Б ............................. 227
2.9.2.3.1 Определение несущей способности сваи ................................... 227
2.9.2.3.2 Расчетная нагрузка на сваю......................................................... 228
2.9.2.3.3 Расположение свай в плане, требования к конструированию
ростверка. ......................................................................................................... 229
9
2.9.2.3.4 Фактическая нагрузка на сваи, назначение вертикальных и
горизонтальны размеров фундамента ............................................................. 230
2.9.2.3.5 Расчет на продавливание ............................................................. 232
2.9.2.3.6 Подбор арматуры ......................................................................... 232
2.9.2.3.7 Проверка давления под нижним концом сваи ........................... 233
2.9.2.3.8 Расчет осадки методом послойного суммирования ................... 235
2.9.2.4 Расчет свайного фундамента для колонны ряда А ............................ 238
2.9.2.4.1 Определение несущей способности сваи ................................... 238
2.9.2.4.2 Расчётная нагрузка на сваю......................................................... 239
2.9.2.4.3 Расположение свай в плане, требования к конструированию
ростверка. ......................................................................................................... 239
2.9.2.4.5 Фактическая нагрузка на сваи, назначение вертикальных и
горизонтальны размеров фундамента ............................................................. 241
2.9.2.4.6 Расчет на продавливание ............................................................. 243
2.9.2.4.7 Подбор арматуры ......................................................................... 243
2.9.2.4.8 Проверка давления под нижним концом сваи ........................... 244
2.9.2.4.9 Расчет осадки методом послойного суммирования ................... 246
3 ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ ...................................... 249
3.1 Разбивка здания на захватки .............................................................................. 249
3.2 Определение номенклатуры и объемов строительно-монтажных работ ........ 250
3.3 Выбор метода производства работ .................................................................... 265
3.4 Выбор комплекта машин и механизмов ........................................................... 266
3.4.1 Выбор комплекта машин для земляных работ .......................................... 266
3.4.1.1 Выбор землеройных машин ................................................................ 266
3.4.1.2 Выбор автомобилей-самосвалов ......................................................... 267
3.4.2 Выбор комплекта машин для монтажных работ ....................................... 268
3.4.2.1 Технико-экономическое сравнение механизации монтажа .............. 268
10
3.4.2.2 Выбор грузоподъемных механизмов для монтажа конструкций ..... 269
3.5 Определяем продолжительность выполнения работ ....................................... 274
3.6 Объектный стройгенплан................................................................................... 276
3.6.1 Расчет временных административно-бытовых зданий ............................. 276
3.6.2 Расчет складов строительных материалов и конструкций ........................ 278
3.6.3 Расчет временного водоснабжения ............................................................ 280
3.6.4 Расчет временного электроснабжения ....................................................... 282
3.6.5 Теплоснабжение площадки строительства ................................................ 284
3.6.6 Технико-экономические показатели .......................................................... 284
4 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ ................................................................................. 287
4.1 Локальная смета ................................................................................................. 287
4.2 Локальный сметный расчет ............................................................................... 302
4.3 Объектная смета ................................................................................................. 305
4.4 Сводный сметный расчет ................................................................................... 306
5 ЭКОЛОГИЧНОСТЬ И БЕЗОПАСТНОСТЬ............................................................. 311
5.1 Задача охраны труда в строительстве ............................................................... 311
5.2 Оформление и эстетика строительной площадки ............................................ 313
5.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов на строительной
площадке................................................................................................................... 334
5.4 Техника безопасности при монтаже металлических конструкций здания
среднесортного прокатного стана ........................................................................... 339
5.5 Техника безопасности при устройстве кровли ................................................. 344
5.6 Расчет траверсы для монтажа металлической фермы пролетом 36 м ............. 347
Заключение ................................................................................................................... 349
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...................................................... 350
Приложение А ............................................................................................................. 356
Приложение Б ............................................................................................................. 372
Приложение В ............................................................................................................. 388
11
ВВЕДЕНИЕ
Данный выпускная квалификационная работа выполнен, как проработка
инженерно-технических решений по строительству электрометаллургического
завода, необходимого для дальнейшего развития России как страны производителя
стали.
Проект выполнен для строительства в г. Абинск (Краснодарский край).
Строительство электрометаллургического завода намечается на 2020-2022 гг.
В рамках мероприятий по модернизации отечественной металлургической
промышленности, что является одной из важнейших задач страны. Так как
металлургия
является
инвестиционный
одной
сегмент.
из
основных
Возникла
баз
экономики
необходимость
в
и
выгодный
проектировании
и
строительстве заводов по производству металлургической продукции в России.
Не стоит забывать, что Минпромторгом России разработан и приказом от 31
марта 2015 года номер 652 утвержден план мероприятий по импортозамещению в
отрасли черной металлургии Российской Федерации. Ожидается, что значительная
доля поставок во внутреннем потреблении будет сокращаться за счет ввода и
освоения, в том числе и импортозамещающих, современных мощностей.
При этом следует отметить, что лидером по производству стали на 2019 год был
Китай (КНР), который выплавлял более 50 процентов общемирового производства
стали, но в рамках ужесточения экологических норм, реализации правительством
государственной программы КНР по сокращению избыточной мощи в металлургии и
введении таможенной пошлины на эту продукцию в размере 25 процентов, поставки
стальных полуфабрикатов, это привело к большому снижению экспорта, и закрытию
ряда производств общей мощности порядка 120 миллиона тонн.
На данный момент сложившаяся ситуация не стабилизировалась, и как
сообщает Taipei Times, тайваньская компания China Steel Corp (CSC) является одним
из ведущих металлургических предприятий КНР, 15 февраля 2020 года сообщила об
больших убытках третий месяц подряд, поскольку выручка достигла самого низкого
месячного уровня за последние три года. Консолидированная выручка снизилась на
33,2 процента. Благодаря сложившийся ситуации Россия укрепила свои позиции на
12
мировом рынке и как сообщает World Steel Association (WSA), за 2019 год в мире
определились том-10 крупнейших стран-производителей стали, где Россия занимает
5 место.
13
1 АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ РАЗДЕЛ
1.1 Описание технологического решения
Здание, которое проектируется в данной выпускной квалификационной работе,
предназначен для производства фасонных профилей:
трубы от NPS12 (DN300) до NPS20 (DN500) по ГОСТ 54560-2015;
балочные широкополочные двутавры от №20Ш0 до №35Ш7 по ГОСТ Р 578372017;
швеллеров от №5 до №40 Э и от №12 до №30 Л по ГОСТ 8240-97;
уголков равнополочных от №18 до № 25 по ГОСТ 8509-93.
Объем производства 1500 тыс. т/год проката, максимальной массой до 20 т.
Среднесортный
стан
представляет
собой
высокотехнологичное
металлообрабатывающее оборудование, поставляемое фирмой Yamazaki Mazak
Corporation, Япония.
В состав стана входят следующие отделения и участки:
склад литой заготовки, пролет Е1 – Ж (Дополнительный склад);
участок нагревательной печи с шагающими балками, пролет Д – Е (Печной
пролет);
участок рабочих клетей стана в составе двух непрерывных групп клетей, пролет
В1 - Г1 (Становый пролет);
участок холодильника, пролет В - Г;
участок правки и резки готового проката, пролеты Б - В;
участок штабелирования и обвязки пакетов, пролет Б – В (Отделка);
участок отгрузки со складом готовой продукции, пролет А - Б. Оборудование
стана размещается в многопролетном здании с поперечными и продольными
пролетами.
Все оборудование стана, включая нагревательную печь с примыкающим
оборудованием загрузки-разгрузки заготовок, располагается на рабочей площадке с
отметкой плюс 5.000 м.
14
Склады заготовок и готовой продукции размещаются на отметке плюс-минус 0.000.
Подача литой заготовки к нагревательной печи стана:
при горячем посаде (до 50 процентов объема производства) непосредственно с
линии машины непрерывного лития заготовок;
при
холодном
посаде
со
склада
литой
заготовки
(пролет
Е-Ж
электромостовым краном грузоподъемностью – 32 тс на загрузочную решетку печи,
расположенную на отметке плюс 5.000 м.
К зданию стана пристраивается главное электропомещение. В блоке со зданием
стана сооружается вальцетокарная мастерская. Отстойник окалины размещается в
открытой эстакаде в непосредственной близости от здания стана. Здание бытового
обслуживания работников среднесортного стана, связанное со зданием стана теплым
переходом, также размещается в непосредственной близости от здания стана.
Здание стана состоит из следующих пролетов:
пролета Е-Ж склада литой заготовки шириной 30 м, длиной 150 м,
пристроенный
параллельно
пролету
Ж-К
склада
литой
заготовки
электросталеплавильного цеха;
печного пролета Д-Е шириной 28 м, длиной 69 м, расположенного параллельно
пролету Е-Ж;
станового пролета В1-Г1 шириной 30 м, длиной 108 м, расположенного
перпендикулярно пролету Д-Е;
пролета В-Г холодильника шириной 30 м, длиной 144 м, расположенного за
становым пролетом со смещением осей рядов на 8000 мм;
пролета Б1-В1 поперечного транспортера шириной 28 м, длиной 137 м,
расположенного параллельно пролету В1-Г1
пролета Б-Б1 мастерской подготовки клетей, расположенной в пролете Б - В1
здания стана на отметке плюс-минус 0.000;
пролета Б-В правки, резки, штабелирования и обвязки пакетов шириной 36 м,
длиной 216 м, расположенного параллельно пролету В-Г холодильника;
пролета А-Б склада готовой продукции шириной 36 м, длиной 277 м,
расположенного параллельно пролетам Б-В и Б-В1.
15
Все пролеты здания, включая склады литой заготовки и готовой продукции,
отапливаемые.
По санитарной классификации проектируемый цех относится к классу IV.
Согласно нормам пожарной безопасности Российской Федерации НПБ 105-03
[46] производство на среднесортном стане в целом относится к категории Г по
пожарной опасности.
Категории пожароопасности отдельных встроенных помещений и сооружений
в соответствующих заданиях будут оговорены заказчиком в дальнейшем, на момент
написания данного отчета неизвестны.
Работа стана предусмотрена по непрерывному трехсменному графику.
По условиям естественной освещенности все пролеты здания могут быть
отнесены согласно СП 52.13330.2016 [38] таблица 4.1 к VI разряду, а пролет Е-Ж
склада литой заготовки к IV разряду.
Для отдельных участков, где по условиям работы требуется большая
освещенность, проектом предусмотрено местное освещение.
16
1.2 Общая часть
Объект строительства – Здание среднесортного прокатного стана Абинского
электрометаллургического завода – расположен на территории Краснодарского края
(Российская Федерация), в зоне:
снегового района – II:
Значение снеговой нагрузки следующее:
s0 = 1,0 кН/м2
Расчет снеговой нагрузки на раму каркаса приведен в пункте 3.4.2.
ветрового района – III (тип местности «Б»)
Значение ветровой нагрузки следующее:
w0 = 0,38 кПа
Расчет ветровой нагрузки на раму каркаса приведен в пункте 3.4.2.
климатического района – IVБ:
- среднегодовая годовая температура воздуха здесь составляет плюс 12,0 °C, но
при этом не опускается ниже минус 1,9 °C в самые холодные сутки года (Январь) и
достигает значения плюс 23,2 °C в теплое время года (Июль);
- количество осадков, выпадающее в период с ноября по март, составляет
384 мм, а с апреля по октябрь – 385 мм;
- средняя скорость ветра за три зимних месяца превышает 3,9 м/с;
- нормативная глубина промерзания грунта составляет:
для глин и суглинков – 0,3 м;
для песков мелких и пылеватых, супесей – 0,4 м;
для крупноблочных грунтов – 0,5 м.
17
1.3 Объёмно-планировочное решение
Здание среднесортного прокатного стана имеет следующие размеры в плане:
длина – 378 м, ширина – 156 м. Ширина пролётов здания варьируется от 20 м до 36 м.
Шаг колонн, в основном, – 12 м, а также в одиночных случаях – 36 м (между
пролетами A – Б и Б – В), что обусловлено технологическими требованиями.
С 1-ой по 8-ю оси здание имеет 2 пролета по 36 метров в осях A, Б, В, с 8-ой по
20-ю – 3 пролёта (36, 36 и 30 м), с 20-ой по 24-ю – 4 пролёта (36, 20, 24, 36 м), с 24ой по 30-ю – 3 пролёта (20, 24, 36 м). А также одни из пролётов здания расположен
перпендикулярно к остальным пролётам здания в осях Д – E имеет ширину 30 м и
длину в осях 120 м.
Высота здания 22,3 м (без учёта фонаря), отметка верха фонаря – 25,2 м.
Ниже приведена схема здания с указанием расположения технологических
отделов здания:
Рисунок 1 – Схема расположения технических отделов в здании.
Фонари по зданию выполняют, в основном, аэрационную функцию и
расположены
соответственно
требованиям
технологического
процесса,
производимого в соответствующей части здания: холодильное отделение, пролёт
отделки, становый пролёт, пролёт накопительного транспортера, печной пролёт.
18
Каждый пролёт здания оснащён кранами нормального и тяжелого режимов
работы (5К,7К, А7) количеством от 1 до 3;
Склад готовой продукции – 3 крана грузоподъёмностью 32/5 т;
Пролёт отделки – 1 кран грузоподъёмностью 20/5 т;
Холодильное отделение – 1 кран грузоподъёмностью 20/5 т;
Становый пролёт – 2 крана грузоподъёмностью 40 т;
Пролёт подготовка клетей – 2 крана грузоподъёмностью 40 т;
Печной пролет – 2 кран грузоподъёмностью 16/3,2 т;
Пролёт накопительного транспортера – 1 кран грузоподъёмностью 10 т;
Температурный шов располагается по номерной оси - 20.
Пространственная жёсткость обеспечивается связями по поясам ферм и между
колоннами. Принята шарнирная схема рамного каркаса.
19
1.4 Конструктивное решение
Для удобства конструктивные элементы здания сведены в таблицу 1.
Таблица 1 «Спецификация элементов»
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Колонны ряда
A крайние, К1
Колонны ряда
Б крайние, К2
Колонны ряда
В крайние, К5
Колонны ряда
Г крайние, К7
Колонны ряда
Г1 крайние, К8
Колонны ряда
Д крайние, К9
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
3,38
25
- / 84,5
-
3,38
6
- / 20,28
-
4,07
7
- / 28,49
-
2,8
13
- / 36,4
-
2,8
10
- / 28
-
3,38
5
- / 16,9
-
3,38
12
- / 40,56
Колонны ряда
Е крайние,
К10
Продолжение таблицы 1
20
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
3,95
17
- / 67,15
-
5,36
4
- / 21,44
-
3,95
11
- / 43,45
-
3,27
10
- / 32,7
-
3,95
2
- / 7,9
Колонны ряда
Б,
К2
Колонны ряда
Б
(особые), К3
Колонны ряда
Б1, К4
Колонны ряда
В
средние, К4
Колонны ряда
В
(особые), К4
21
Продолжение таблицы 1
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
0,735
28
- / 20,58
-
5,76
47
- / 391,68
-
5,8
39
- / 226,2
-
4,3
46
- / 197,8
Сплошная
одноветвивая колонна
высотой 18 м
Фахверковые
колонны,
ФК1
следующим сечением
(20К1 по ГОСТ Р 578372017):
Фермы
стропильные
36 м, Ф1
Фермы
стропильные
36 м с
креплен. для
фонаря, Ф2
Фермы
стропильные
30 м с
креплениями
для фонаря,
Ф3
Продолжение таблицы 1
22
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
8,4
42
- / 352,8
-
3,14
72
- / 226,08
-
3,43
52
- / 178,36
8,4
1
- / 8,4
15,1
2
- / 30,2
Фермы
стропильные
24 м, Ф4
Подстропильн
ые фермы 12
м, крайние,
ФП1
Подстропильн
ые фермы 12
м, средние,
ФП2
Подстропильн
ые фермы 24
м, особые,
ФП3
Подстропильн
ые фермы 36
-
м, особые,
ФП4
23
Продолжение таблицы 1
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
2,58
46
- / 118,68
-
2,312
30
- / 69,36
-
1,893
22
- / 41,65
-
1,893
20
- / 37,86
-
1,893
20
- / 37,86
-
1,893
20
- / 37,86
Подкрановые
балки 12 м
(пролет A-Б),
ПБ1
Подкрановые
балки 12 м
(пролет Б-В),
ПБ2
Подкрановые
балки 12 м
(пролет В-Г),
ПБ3
Подкрановые
балки 12 м
(пролет Б-Б1),
ПБ4
Подкрановые
балки 12 м
(пролет Б1-В1),
ПБ5
Подкрановые
балки 12 м
(пролет В1-Г1)
ПБ6
24
Продолжение таблицы 1
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
2,58
20
- / 51,6
-
7,651
1
- / 7,651
-
18,089
2
- / 36,18
Подкрановые
балки 12 м
(пролет Д-Е)
ПБ7
Подкрановые
балки 24 м
(оси 18-20,
ряд В),
ПБ8
Подкрановые
балки 36 м
(оси 2-5, 1619, ряд Б),
ПБ9
25
Продолжение таблицы 1
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Прогоны
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
0,103
1964
- / 202,292
-
0,126
11784
- / 1484,784
-
0,3
48
- / 14,4
-
0,037
88
- / 3,26
-
0,02
550
- / 11
Плиты
покрытия
навесные
вентелируемые
(1 х 6)
Светоаэрацион
ный фонарь
(3 х 3)
Оконные
переплёты
светоаэрационн
ых фонарей
Стеновые
навесные
вентелируемые панели
1 x 1,2
26
Продолжение таблицы 1
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
0,04
550
- / 22
-
0,06
696
- / 41,76
-
0,08
568
- / 45,44
-
0,1
693
- / 69,3
Стеновые
навесные
вентелируемые панели
1 x 2,4
Стеновые
навесные
вентелируемые панели
1 x 3,6
Стеновые
навесные
вентелируемые панели
1 x 4,8
Стеновые
навесные
вентелируемые панели
1x6
27
Продолжение таблицы 1
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
0,4
400
- / 160
-
0,9
4
3,6
-
3,9
8
- / 31,2
6,6
-
28
184,8 / -
0,94
2,44
34
31,96 / 82,96
2,05
5,1
78
159,9 / 397,8
Переплёты
оконные
двойные
(1,2 х 12)
Ворота
Связи
вертикальные
по колоннам
Фундаменты
сборные под
фахверковые
колонны
Фундаментные балки 6
м
Фундаментные балки 12
м
28
1.5 Теплотехнический расчет стенового ограждения
Исходные данные:
Вид конструкции: Стена – Навесной вентилируемый фасад;
Территория: г. Абинск (Краснодарский край);
Расчетная температура наружного воздуха [30, с. 2, таблица 3.1] 𝑡н = −16 ℃;
Расчетная средняя температура отопительного периода [30, с. 2, таблица 3.1]
𝑡от = +2,5 ℃;
Продолжительность отопительного периода со 𝑡 ≤ 8℃, [30, с. 2, таблица 3.1]
𝑧от = 145 суток;
Назначение здания и помещений:
Производственное здание с избытком явного тепла > 23 Вт/м3;
Температура прибывания tв =28 ℃, печной пролет и отстойника окалины в
осях Д-Е, [30];
Влажностный режим [32, с. 1, таблица 1]: нормальный;
Условия эксплуатации ограждающих конструкций [32, с. 2, таблица 2]: А;
Относительная влажность 𝜑 = 40 % [30, с. 1, таблица 1];
Коэффициент однородности конструкции r = 0,75 [5, с. 7, таблица 1];
Коэффициент зависимости положения ограждающей конструкции nt=1 [32, с.
6, формула 5.3];
Коэффициент a [32, с. 3, таблица 3] a = 0,0002;
Коэффициент b [32, с. 3, таблица 3] b = 1;
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности [32, с. 7, таблица 4] 𝑎в =
8,7;
Нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего
воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции [32, с.
10, таблица 6] 𝑎н = 12
29
Таблица 2 - Структура конструкции покрытия
№
Слой
Толщина,
𝛿, мм
Примечание
Облицовка:
1
2
Слой не участвует в
1
Металлические кассеты
расчете
Дюбель и несущая подсистема
Слой не участвует в
для облицовки:
расчете
Дюбель фасадный
Вентилируемый воздушный
3
зазор:
40
Вентилируемая воздушная
прослойка
4
5
6
Верхний слой теплоизоляции:
30
ISOVER Вент Фасад-Верх
Нижний слой теплоизоляции:
50
ISOVER Вент Фасад-Низ
Стальной профилированный
лист
𝜆 = 0,035 Вт/(м∙℃)
𝜇 = 0,35 мг/(м ∙ ч ∙ Па)
𝜆 = 0,037 Вт/(м∙℃)
𝜇 = 0,55 мг/(м ∙ ч ∙ Па)
10
𝜆 = 58 Вт/(м∙℃)
Примечание: слои конструкции, расположенные между воздушной
прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью
ограждающей конструкции, не учитывается в теплотехническом расчете.
Градусо-сутки отопительного период [32, с. 3, формула 5.2]:
ГОСП = (𝑡в − 𝑡от ) ∙ 𝑧от = (28 − 2,5) ∙ 145 = 3697,5
℃∙сут
год
(1)
где, 𝑡в – расчетная температура внутреннего воздуха здания, ℃, [1];
𝑡от - средняя температура наружного воздуха, ℃;
𝑧от – продолжительность отопительного периода, сут/год, [31, с. 2, таблица
3.1];
Нормируемое сопротивление теплопередаче [32, с. 3, формула 5.2]:
30
𝑅0норм = (𝑎 ∙ ГОСП + 𝑏) ∙ 𝑛𝑡 = (0,0002 ∙ 3697,5 + 1) ∙ 1 = 1,74
м2 ∙℃
Вт
(2)
где, a и b – коэффициенты [14, с. 3, таблица 3];
nt – коэффициент, зависимости положения ограждающей конструкции.
Расчет термических сопротивлений:
𝑅𝑖 =
𝛿𝑖
(3)
𝜆𝑖
𝑅𝑖 – термическое сопротивление отдельного i-го слоя ограждающей
конструкции, (м2 ∙ ℃)/Вт;
𝛿𝑖 – толщина i-го слоя конструкции, м;
𝜆𝑖 – расчетная теплопроводность материала i-го слоя конструкции, (Вт/(м ∙ ℃).
Стальной профилированный лист:
𝛿1
10 ∙ 10−3
м2 ∙ ℃
𝑅1 =
=
=0
𝜆1
58
Вт
Верхний слой теплоизоляции: ISOVER ВентФасад-Верх, однородный слой.
Термическое сопротивление:
𝛿2
30 ∙ 10−3
м2 ∙ ℃
𝑅2 =
=
= 0,857
𝜆2
0,035
Вт
Расчет ориентировочного термического сопротивления утеплителя.
𝑅ут =
=
𝑅0норм
1
1
− 𝑅1 − 𝑅2 − 𝑅3 − −
=
𝑟
𝑎в 𝑎н
1,74
0,75
− 0 − 0,857 −
1
8,7
−
1
12
= 1,265
м2 ∙℃
Вт
(4)
где, 𝑎в – коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей
конструкции, Вт/(м2 ∙ ℃) [14, с. 7, таблица 4];
𝑎н – коэффициент теплопередачи наружной ограждающей конструкции,
Вт/(м2 ∙ ℃) [14, с. 10, таблица 6];
𝑅0𝑛𝑜𝑟𝑚 – нормируемое сопротивление тепрлопередачи, (м 2 ∙ ℃)/Вт, [32, с. 3,
формула 5.2];
r – коэффициент однородности конструкции [5, с. 7, таблица 1];
𝑅1, 𝑅2, 𝑅3 – термическое сопротивление 1,2 и 3 слоя, (м2 ∙ ℃)/Вт.
31
Расчет ориентировочной толщины слоя утеплителя из условия:
𝑅ут =
𝛿ут
𝜆ут
= 1,265
м2 ∙℃
(5)
Вт
где, 𝜆ут = 0,037 Вт/(м ∙ ℃) - расчетная теплопроводность утеплителя [6, с. 4,
таблица 3];
𝛿ут – толщина утеплителя, м.
𝛿ут = 𝑅ут ∙ 𝜆ут = 1,265 ∙ 0,037 = 46,8 мм
С
учетом
кратности
материалов,
толщина
(6)
теплоизоляционного
слоя
принимается равной 𝛿утк = 50 мм. Тогда приведенное сопротивление теплопередачи:
𝑅пр = 𝑟 ∙ (
1
1 𝛿ут
+ +
+ 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 ) =
𝑎в 𝑎н 𝜆ут
= 0,75 ∙ (
1
8,7
Приведенное
+
сопротивление
1
12
+
50∙10−3
0,037
+ 0 + 0,857) = 1,805
теплопередачи
должно
м2 ∙℃
быть
(7)
Вт
не
менее
нормируемого сопротивления теплопередачи:
𝑅0𝑛𝑜𝑟𝑚 ≤ 𝑅пр
1,74 (м2 ∙ ℃)/Вт≤1,805 (м2 ∙ ℃)/Вт
Условие выполняется.
Санитарно-гигиеническое требование
Расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой
внутренней поверхности ограждающей конструкции:
∆𝑡п =
𝑛𝑡 ∙(𝑡в −𝑡н )
𝑅ут ∙𝑎в
=
1∙(28+16)
1,805∙8,7
= 2,8℃
(8)
где, 𝑡в – расчетная температура внутреннего воздуха здания, ℃;
𝑡н – расчетная температура наружного воздуха, ℃, [31, с. 2, таблица 3.1];
𝑎в – коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей
конструкции, Вт/(м2 ∙ ℃);
𝑅ут – расчетное ориентировочное сопротивление утеплителя, (м2 ∙ ℃)/Вт;
32
𝑛𝑡 - коэффициент зависимости положения ограждающей конструкции, [32, с. 6,
формула 5.3].
Температурный
перепад
на
внутренней
поверхности
ограждающей
конструкции должен быть не более нормативного ∆𝑡 н [32, с. 8, таблица 5]:
∆𝑡 н ≥ ∆𝑡п
12℃≥2,8℃
Условие выполняется.
Температура внутренней поверхности Тв, ℃, ограждающей конструкции (без
теплопроводного включения), определяется по формуле:
Тв = 𝑡в − ∆𝑡п = 28 − 2,8 = 25,2℃
(9)
где, 𝑡в – расчетная температура внутреннего воздуха здания, ℃;
∆𝑡п – температурный перепад на внутренней поверхности ограждающей
конструкции, ℃, [32, с. 10, таблица 6].
Температура внутренней поверхности ограждающей поверхности должна быть
не больше температуры точки росы.
Тв ≥ 𝑡р
25,2℃≥13,07℃
𝑡р – температура точки росы, ℃, при расчетной температуре 𝑡в и относительной
влажности внутреннего
воздуха
𝜆(𝑡в , 𝜑), принимаемым согласно
СанПиН
2.1.2.2645-10, ГОСТ 12.1.005-88 и СанПиН 2.2.4.548-96, СП 60.13330.2016 и нормам
проектирования соответствующих зданий.
𝜆(𝑡в , 𝜑) =
17,27∙𝑡в
237,7+𝑡в
+ log(𝜑 ∙ 0,01) =
17,27∙28
237,7+28
+ log(40 ∙ 0,01) = 0,9
(10)
где, 𝜑 – относительная влажность, %, [31, с. 1, таблица 1];
𝑡в – расчетная температура внутреннего воздуха здания, ℃.
𝑡р =
237,7∙𝜆(𝑡в ,𝜑)
17,27−𝜆(𝑡в ,𝜑)
=
237,7 ∙0,9
17,27−0,9
33
= 13,07℃
(11)
График распределения температуры в сечении конструкции
1 - Основание: Стальной профилированный настил, δ=10 мм;
2 - Нижний слой теплоизоляции: ISOVER Вент Фасад-Низ δ=50 мм;
3 - Верхний слой теплоизоляции: ISOVER Вент Фасад-Верх δ=30 мм;
4 - Вентилируемый воздушный слой: Вентилируемая воздушная прослойка δ=40 мм;
5 – Облицовочный слой: Металлические кассеты δ=1 мм.
Рисунок 2 - Сечение конструкции покрытия
Температура tx, ℃, ограждающей конструкции в плоскости, соответствующей
границе слоя х, следует определить по формуле:
𝑡𝑥 (𝑥 ) = 𝑡в −
𝑅𝑥 (𝑥 ) =
1
𝑎в
(𝑡в − 𝑡н )∙ 𝑅𝑥 (𝑥)∙𝑟
𝑅пр
+ ∑𝑥𝑖=1 𝑅𝑖
где, х – номер слоя, х = 0 – это внутренне пространство;
34
(12)
(13)
Ri – сопротивление теплопередачи слоя с номером i, в направлении от
внутреннего пространства;
𝑅пр – приведенное сопротивление теплопередачи, (м2 ∙ ℃)/Вт;
𝑡в – расчетная температура внутреннего воздуха здания, ℃;
𝑡н – расчетная температура наружного воздуха, ℃, [32, с. 2, таблица 3.1];
𝑎в – коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей
конструкции, Вт/(м2 ∙ ℃);
r – коэффициент однородности конструкции.
Точка 1:
𝑡в = 28 ℃ - температура внутри помещения
Точка 2: tx(0) = 25,99 ℃ - температура на внутренней границе слоя № 1 –
«Стальной профилированный лист».
0
1
1
м2 ∙ ℃
𝑅𝑥 (0) = + ∑ 𝑅𝑖 =
= 0,11
𝑎в
8,7
Вт
𝑖=1
𝑡𝑥 (0) = 𝑡в −
(𝑡в − 𝑡н ) ∙ 𝑅𝑥 (0) ∙ 𝑟
(28 + 16) ∙ 0,11 ∙ 0,75
= 28 −
= 25,99℃
𝑅пр
1,805
Точка 3: tx(1) = 25,99 ℃ - температура на границе слоев № 1 – «Стальной
профилированный лист» и № 2 – «ISOVER Вент Фасад-Низ».
1
1
1
м2 ∙ ℃
𝑅𝑥 (1) = + ∑ 𝑅1 =
+ 0 = 0,11
𝑎в
8,7
Вт
𝑖=1
𝑡𝑥 (1) = 𝑡в −
(𝑡в − 𝑡н ) ∙ 𝑅𝑥 (1) ∙ 𝑟
(28 + 16) ∙ 0,11 ∙ 0,75
= 28 −
= 25,99℃
𝑅пр
1,805
Точка 4: tx(2) = 1,28 ℃ - температура на границе слоев № 2 – «ISOVER Вент
Фасад-Низ» и № 3 – «ISOVER Вент Фасад-Верх».
2
1
1
м2 ∙ ℃
(
)
𝑅𝑥 2 = + ∑ 𝑅2 =
+ 0 + 1,351 = 1,461
𝑎в
8,7
Вт
𝑖=1
𝑡𝑥 (2) = 𝑡в −
(𝑡в − 𝑡н ) ∙ 𝑅𝑥 (2) ∙ 𝑟
(28 + 16) ∙ 1,461 ∙ 0,75
= 28 −
= 1,28℃
𝑅пр
1,805
Точка 5: tx(3) = -14,39 ℃ - температура на внешней границе слоя №3 – «ISOVER
Вент Фасад-Верх».
35
3
1
1
м2 ∙ ℃
𝑅𝑥 (3) = + ∑ 𝑅3 =
+ 0 + 1,351 + 0,857 = 2,318
𝑎в
8,7
Вт
𝑖=1
𝑡𝑥 (3) = 𝑡в −
(𝑡в − 𝑡н ) ∙ 𝑅𝑥 (3) ∙ 𝑟
(28 + 16) ∙ 2,318 ∙ 0,75
= 28 −
= −14,39℃
𝑅пр
1,805
Точка 6: tн = -16 ℃ - температура окружающей среды.
Определение плоскости максимального увлажнения (конденсации).
Методика, базируется на использовании метода безразмерных характеристик.
Для каждого слоя многослойной конструкции вычисляется значение комплекса
fi(tм.у.), характеризующего температуру в плоскости максимального увлажнения.
Таблица 3 - Характеристика слоев ограждающей конструкции во влажной
среде.
№
Наименование
слоя
слоя конструкции
Внутренняя поверхность ограждения
1
𝑅𝑛𝑖 =
0
0
0
0,05
= 0,091
0,55
0,55
= 14,864865
0,037
0,03
= 0,086
0,35
0,35
= 10
0,035
Стальной профилированный
ISOVER Вент Фасад-Низ
(50 мм)
3
ISOVER Вент Фасад-Верх
(30 мм)
4
𝜇𝑖
𝜆𝑖
𝑅в,𝑣𝑝 = 0,0266
лист (10 мм)
2
𝛿𝑖
𝜇𝑖
Вентилируемая воздушная
прослойка
𝑅н,𝑣𝑝 = 0,0133
(40 мм)
5
Дюбель фасадный
6
Металлические кассеты
𝛿𝑖 – толщина i-го слоя конструкции, м;
𝜇𝑖 – расчетная паропроницемость i-го слоя материала, мг/(м ∙ ч ∙ Па);
𝜆𝑖 – расчетная теплопроводность материала i-го слоя конструкции, Вт/(м ∙ ℃).
36
𝑅в,𝑣𝑝 и 𝑅н,𝑣𝑝 – сопротивления влагообмену соответственно внутренней и
наружной поверхности ограждения, (м2 ∙ ч ∙ Па) / мг.
Примечание:
1.
Сопротивление паропроницанию замкнутых воздушных прослоек в
ограждающих конструкциях следует принимать равным нулю независимо от
расположения и толщины этих прослоек.
2.
Слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой,
вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей
конструкции, не учитывается в расчете.
Для каждого слоя многослойной конструкции вычисляем значения комплекса
𝑓𝑖 (𝑡м.у. ), характеризующего температуру в плоскости максимального увлажнения.
𝑓𝑖 (𝑡м.у. ) =
5330 ∙ 𝑅0,п ∙(𝑡в −𝑡н,отр )∙𝜇𝑖
(14)
𝑅0,усл ∙(𝑒в −𝑒н,отр )∙𝜆𝑖
𝑡в – температура внутреннего воздуха, ℃;
где, 𝑅0,п – общее сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции,
(м2 ∙ ч ∙ Па) / мг;
𝑅0,усл – условное сопротивление теплопередаче однородной многослойной
ограждающей конструкции, (м2 ∙ ℃)/Вт;
𝑅0,п = ∑
𝛿𝑖
=
𝑖 𝜇𝑖
= 0,0266 + 0 + 0,091 + 0,086 + 0 + 0,0133 = 0,2169
м2 ∙ч∙Па
мг
(15)
eн,отр – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха периода
месяца с отрицательными среднемесячными температурами [31]:
𝑒н,отр = 100 ∙ 4,9 = 490 Па
(16)
tн,отр – среднее значение температуры наружного воздуха периода месяцев с
отрицательными среднемесячными температурами [31]:
𝑡н,отр = −0,2℃
37
𝜇𝑖
𝜆𝑖
– отношение расчетных коэффициентов теплопроводности 𝜇𝑖 , Вт/(м2 ∙ ℃) и
паропроницаемости 𝜆𝑖 , мг/ м ∙ ч ∙ Па, материала соответствующего слоя, либо равное
0, если коэффициенты не заданы.
eв – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при
расчетных температуре и относительной влажности воздуха в помещении,
определимое по формуле:
𝑒в = (
𝜑в
) ∙ 𝐸в = (
100
40
) ∙ 3753,94 = 1501,58 Па
100
(17)
𝜑в = 40 % - относительная влажность в помещении, [31, с. 1, таблица 1];
Ев – парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре
воздуха от -40℃ до +45℃ определяется по формуле:
𝐸 (𝑡) = 1,84 ∙ 1011 ∙ exp (
−5330
273+𝑡в
)
(18)
Для температуры tв = 28℃:
𝐸в = 𝐸 (28) = 1,84 ∙ 1011 ∙ exp (
𝑓𝑖 (𝑡м.у. ) =
−5330
) = 3753,94 Па
273 + 28
5330 ∙ 𝑅0,п ∙ (𝑡в − 𝑡н,отр) ∙ 𝜇𝑖
𝑅0,усл ∙ (𝑒в − 𝑒н,отр) ∙ 𝜆𝑖
=
5330 ∙ 0,2169 ∙ (28 + 0,2) ∙ 𝜇𝑖
2,407 ∙ (1501,58 − 490) ∙ 𝜆𝑖
𝜇𝑖
= 13,39 ∙ ( )
𝜆𝑖
𝜇
𝑓1(𝑡м.у. ) = 13,39 ∙ ( 1 ) = 13,39 ∙ 0 = 0;
𝜆1
𝜇
𝑓2(𝑡м.у. ) = 13,39 ∙ ( 2 ) = 13,39 ∙ 14,864865 = 199,04;
𝜆2
𝜇
𝑓3(𝑡м.у. ) = 13,39 ∙ ( 3 ) = 13,39 ∙ 10 = 133,9;
𝜆3
𝜇
𝑓4(𝑡м.у. ) = 13,39 ∙ ( 4 ) = 13,39 ∙ 0 = 0.
𝜆4
Согласно [14, с. 50, таблица 11], при неотрицательных 𝑓𝑖 (𝑡м.у. ), 𝑡м.у. –
температура в плоскости максимального увлажнения, определяется по формуле:
𝑑
𝑡м.у. =
(𝑎∙𝑏+𝑐∙𝑓(𝑡м.у. ) )
𝑑
(𝑏+𝑓(𝑡м.у. ) )
a = 96,668
b = 4,893
38
(19)
c = -66,498
d = 0,407
𝑑
𝑡м.у.1 =
(𝑎 ∙ 𝑏 + 𝑐 ∙ 𝑓(𝑡м.у. ) )
𝑑
(𝑏 + 𝑓(𝑡м.у. ) )
(96,668 ∙ 4,893 + (−66,498) ∙ 00,407 )
=
= 96,668
(4,893 + 00,407 )
𝑑
𝑡м.у.2 =
(𝑎 ∙ 𝑏 + 𝑐 ∙ 𝑓(𝑡м.у. ) )
𝑑
(𝑏 + 𝑓(𝑡м.у. ) )
(96,668 ∙ 4,893 + (−66,498) ∙ 199,040,407)
=
(4,893 + 199,040,407 )
= −7,408
𝑑
𝑡м.у.3 =
(𝑎 ∙ 𝑏 + 𝑐 ∙ 𝑓(𝑡м.у. ) )
𝑑
(𝑏 + 𝑓(𝑡м.у. ) )
𝑑
𝑡м.у.4 =
(96,668 ∙ 4,893 + (−66,498) ∙ 133,90,407)
=
= 1,203
(4,893 + 133,90,407)
(𝑎 ∙ 𝑏 + 𝑐 ∙ 𝑓(𝑡м.у. ) )
𝑑
(𝑏 + 𝑓(𝑡м.у. ) )
(96,668 ∙ 4,893 + (−66,498) ∙ 00,407 )
=
= 96,668
(4,893 + 00,407 )
Расчет температуры на границах слоев:
𝜏ср.𝑘 = 𝑡в − (
𝑡в −𝑡н,отр
𝑅0,усл
)∙(
1
𝑎𝑖𝑛𝑡
+ ∑𝑘𝑖=1 𝑅𝑖 )
(20)
где, 𝑅𝑖 – сопротивление теплопередачи слоя i, либо равно 0, если слой не входит
в теплотехнический расчет;
𝑅0,усл – условное сопротивление теплопередаче однородной многослойной
ограждающей конструкции, (м2 ∙ ℃)/Вт;
𝑡в – температура внутреннего воздуха, ℃;
tн,отр – среднее значение температуры наружного воздуха периода месяцев с
отрицательными среднемесячными температурами, ℃;
k – номер слоя, для которого вычисляется температура.
𝜏ср.𝑘,0 = 28 − (
𝜏ср.𝑘,1 = 28 − (
𝜏ср.𝑘,2 = 28 − (
𝜏ср.𝑘,3 = 28 − (
𝜏ср.𝑘,4 = 28 − (
28−0,2
1
2,407
8,7
) ∙ ( ) = 26,65℃;
28−0,2
1
2,407
8,7
)∙(
28−0,2
1
2,407
8,7
)∙(
28−0,2
1
2,407
8,7
)∙(
28−0,2
1
2,407
8,7
)∙(
+ 0) = 26,65℃;
+ 0 + 1,3514) = 10,82℃;
+ 0 + 1,3514 + 0,857) = 0,78℃;
+ 0 + 1,3514 + 0,857 + 0) = 0,78℃.
39
Составляем сводную таблицу, содержащая для каждого слоя 𝑡м.у. и температуры
на границах слоя 𝜏ср.𝑘 (при средней температуре наружного воздуха периода с
отрицательными среднемесячными температурами).
Таблица 4 - сводная таблица 𝑡м.у. и 𝜏ср.𝑘
№ слоя
Слой конструкции
𝜏ср.𝑘 , ℃
𝑡м.у. , ℃
0
Стальной профилированный лист
26,65
96,668
1
(10 мм)
26,65
1
ISOVER Вент Фасад-Низ
26,65
2
(50 мм)
10,82
2
ISOVER Вент Фасад-Верх
10,82
3
(30 мм)
0,78
3
Вентилируемая воздушная прослойка
0,78
4
(40 мм)
0,78
-7,408
-1,203
96,668
Определение плоскости максимального увлажнения
Как видно из таблицы, нет ни одного слоя с температурой 𝑡м.у. в пределах 𝜏ср..
Также не нашлось ни одной пары соседних слоев, где для более холодного слоя
выполнялось бы условие 𝑡м.у. > max 𝜏ср. и для более теплого 𝑡м.у. > 𝑚𝑖𝑛 𝜏ср..
В этом случае плоскость максимального увлажнения принимается на наружной
поверхности конструкции. Защиты от переувлажнения не требуется.
Конструкция не требует дополнительных мер по защите от переувлажнения.
40
Вывод:
Конструкция рассчитана с учетом требований СП 50.13330.2012 «Тепловая
защита зданий» и СП 131.13330.2018 «Строительная климатология».
Толщина теплоизоляционного слоя ISOVER Вент Фасад-Низ равна 50 мм.
Толщина теплоизоляционного слоя ISOVER Вент Фасад-Верх равна 30 мм.
В соответствии с расчетом:
1.
Конструкция удовлетворяет требованиям по тепловой защите.
2.
Конструкция удовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям.
3.
Конструкция
не
требует
дополнительных
мер
по
защите
от
переувлажнения.
Данное стеновое покрытие рассчитано для печного пролета и отстойника
окалины (в осях Д-Е), со средней внутренней температурой +28℃, и с избытком
явного тепла > 23 Вт/м3, общей шириной помещения 30 м и длиной 120 м.
Во избежание неравномерной стыковки покрытий, принимаем выбранный
вентилируемый фасад для покрытия оставшейся части здания.
41
1.6 Конструктивное решение кровли
Конструкция подобрана с учетом требований СП 50.13330.2018 «Тепловая
защита зданий» и СП 131.13330.2018 «Строительная климатология».
Толщина теплоизоляционного слоя ISOVER Руф Н Оптимал равна 90 мм.
Толщина теплоизоляционного слоя ISOVER Руф В Оптимал равна 30 мм.
Конструкция удовлетворяет требованиям по тепловой защите.
Конструкция удовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям.
Конструкция не требует дополнительных мер по защите от переувлажнения.
Принимаем данное покрытие для всего промышленного здания.
Таблица 8 - Структура конструкции покрытия
№
Слой
Толщина,
Примечание
𝛿, мм
Дюбель телескопический
-
(кровельный)
Слой не учитывается в
расчете
𝜆А = 0,3 Вт/(м∙℃)
1
Гидроизоляционный слой:
2
Полимерная мембрана
𝜆В = 0,3 Вт/(м∙℃)
Плотность = 1500 кг/м3
Паропроницаемость =
0,0003 мг/(м∙ч∙Па)
∆ω = 0 %
𝜆А = 0,042 Вт/(м∙℃)
2
Верхний слой теплоизоляции:
30
ISOVER Руф В Оптимал
𝜆В = 0,044 Вт/(м∙℃)
Плотность = 165 кг/м3
Паропроницаемость =
0,3 мг/(м∙ч∙Па)
∆ω = 5 %
42
Продолжение таблицы 8
№
Слой
Толщина,
Примечание
𝛿, мм
𝜆А = 0,039 Вт/(м∙℃)
3
Нижний слой теплоизоляции:
90
ISOVER Руф Н Оптимал
𝜆В = 0,04 Вт/(м∙℃)
Плотность = 95 кг/м3
Кратность 10 мм
Паропроницаемость =
0,3 мг/(м∙ч∙Па)
∆ω = 6 %
𝜆А = 0,3 Вт/(м∙℃)
4
Пароизоляционный слой:
0,16
𝜆В = 0,3 Вт/(м∙℃)
Плотность = 1500 кг/м3
Полиэтиленовая пленка
Паропроницаемость =
0,00002 мг/(м∙ч∙Па)
∆ω = 0 %
𝜆А = 58 Вт/(м∙℃)
5
Основание:
75
Стальной профилированный
настил
𝜆В = 58 Вт/(м∙℃)
Плотность = 7850 кг/м3
Паропроницаемость = 0
мг/(м∙ч∙Па)
∆ω = 0 %
43
2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ
2.1 Компоновка каркаса
Основными
элементами
стального
каркаса
производственного
здания,
воспринимающего почти все действующие нагрузки, являются плоские поперечные
рамы, образованные колоннами и ригелями - стропильными фермами. На плоские
поперечные рамы опираются продольные элементы: подкрановые балки, ригели, а
также связи.
Расчетная рама оборудована опорными мостовыми электрическими и
магнитными кранами, опирающимися на разрезные подкрановые балки. Компоновка
каркаса
определяется
технологическими
и
архитектурными
требованиями,
условиями эксплуатации здания, климатическими условиями, типами и материалами
ограждающих и несущих конструкций и др.
Нумерация кранов:
№ 1 – два крана находится в пролете накопительного транспорта в осях В1 - Б1,
краны мостовые, электрические, двухбалочные, опорные, грузоподъемностью 10 т.,
управляемые из кабины. Исполнение кранов общепромышленное, пожаробезопасное.
Климатическое исполнение Абинского района умеренно-континентальное (У);
категория размещения 3 по ГОСТ 15150-69 [8].
№ 2 – два крана находится в печном пролете в осях Д - Е, краны мостовые,
электрические, двухбалочные, опорные, грузоподъемностью 16/3,2 т., управляемые с
пола. Исполнение кранов общепромышленное, пожаробезопасное. Климатическое
исполнение
Абинского
района
умеренно-континентальное
(У);
категория
размещения 3 по ГОСТ 15150-69 [8].
№ 3 – один кран находится в пролете холодильник в осях В - Г, кран мостовой,
электрический, двухбалочный, опорный, грузоподъемностью 20/5 т., управляемый с
пола. Исполнение крана общепромышленное, пожаробезопасное. Климатическое
исполнение
Абинского
района
умеренно-континентальное
размещения 3 по ГОСТ 15150-69 [8].
44
(У);
категория
№ 4 – один кран находится в пролете отделки в осях Б - В, кран мостовой,
электрический, двухбалочный, опорный, грузоподъемностью 20/5 т., управляемый с
пола. Исполнение крана общепромышленное, пожаробезопасное. Климатическое
исполнение
Абинского
района
умеренно-континентальное
(У);
категория
размещения 3 по ГОСТ 15150-69 [8].
№ 5 – три крана находится в пролете склада готовой продукции в осях А - Б,
краны мостовые, электрические, двухбалочные, опорные, грузоподъемностью 32/5 т.,
управляемые с пола. Исполнение кранов общепромышленное, пожаробезопасное.
Климатическое исполнение Абинского района умеренно-континентальное (У);
категория размещения 3 по ГОСТ 15150-69 [8].
№ 6 – два крана находится в пролете мастерской подготовки клетей в осях Б –
Б1, краны мостовые, электрические, двухбалочные, опорные, грузоподъемностью 40
т., управляемые с пола. Исполнение кранов общепромышленное, пожаробезопасное.
Климатическое исполнение Абинского района умеренно-континентальное (У);
категория размещения 3 по ГОСТ 15150-69 [8].
№ 7 – два крана находится в становом пролете в осях Г 1 – В1, краны мостовые,
электрические, двухбалочные, опорные, грузоподъемностью 40 т., управляемые с
пола. Исполнение кранов общепромышленное, пожаробезопасное. Климатическое
исполнение
Абинского
района
умеренно-континентальное
(У);
категория
размещения 3 по ГОСТ 15150-69 [8].
У – для макроклиматического района с умеренным климатом*;
3 – для эксплуатации в закрытых помещениях (объемах) с естественной
вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебание
температуры и влажности воздуха и воздействие песка и пыли существенно меньше,
чем на открытом воздухе.
* – Конкретные типы или группы экспортируемых или других изделий для
макроклиматического подрайона с теплым умеренным климатом допускается
изготовлять в климатическом исполнении ТУ, если технико-экономическое
обоснованы конструктивные отличия изделий этого исполнения от изделий
климатического исполнения У;
45
Характеристика кранов расчетной рамы.
Таблица 9 «Данные по кранам»
№
Параметры
п/п
(нагрузки нормативные)
1.
Грузоподъемность
2.
Обозначение
Номера кранов
Ед.
изм-я
№1
№2
№3
№4
№5
№6
№7
Q
т
10
16/3,2
20/5
20/5
32/5
40
40
Высота крана
НК
мм
2200
2400
2500
2500
2900
2700
2900
3.
Свес главной балки
В1
мм
220
240
240
240
290
260
290
4.
Тип подвеса
-
-
5.
База крана
АК
мм
4500
5000
5000
5000
5500
5000
5500
6.
Длина концевой балки
ВК
мм
5500
6100
6100
6100
6700
6200
6700
7.
Масса крана
G
т
18,1
27,7
30,2
35,9
40,8
27,7
47,9
8.
Масса тележки
GТЕЛ
т
7,5
7,5
12
14
22
7,5
22
Fmax
кН
101
130
185,7
201,3
273,5
279,9
329,6
9.
Максимальное давление
катков
гибкий
46
Продолжение таблицы 9
№
Параметры
п/п
(нагрузки нормативные)
10.
Минимальное давление
катков
Обозначение
Номера кранов
Ед.
изм-я
№1
№2
№3
№4
№5
№6
№7
Fmin
кН
36,83
84,35
60,5
72,9
83,58
52,17
101,55
Fгор,к
кН
4,3
5,8
7,85
8,34
13,24
11,65
15,21
n
шт.
2
2
2
2
2
2
2
КР
-
100
100
100
100
100
100
100
Горизонтальное
11.
давление катков при
торможении тележки
крана (на колесо)
12.
13.
Количество катков на
одной концевой балке
Тип кранового рельса
47
Fmin – минимальное давление катков, находим из уравнения проекции
сил на вертикальную ось.
𝐹𝑚𝑖𝑛 =
𝑄+𝐺
𝑛
∙ 𝑔 − 𝐹𝑚𝑎𝑥 , кН;
(21)
где, 𝑄 – грузоподъемность крана, т;
𝐺 – масса крана, т;
𝑛 – количество катков на одной концевой балке, шт;
𝑔 – ускорение свободного падения, м/с2;
𝐹𝑚𝑎𝑥 – максимальное давление катков, кН.
Fгор – горизонтальная нагрузка, возникающая при торможении тележки
крана, передается на одну сторону кранового пути и распределяется
равномерно между всеми колесами крана.
𝐹гор.к =
𝑄+𝐺тел
𝑛
∙ 𝑔 ∙ 𝐾т , кН;
(22)
где, 𝑄 – грузоподъемность крана, т;
𝐺тел – масса тележки, т;
𝑛 – количество катков на одной концевой балке, шт;
𝑔 – ускорение свободного падения, м/с2;
𝐾т – для кранов с гибким подвесом груза коэффициент 𝐾т = 0,05 суммы
подъемной силы крана и силы тяжести тележки (на тележке половина
тормозных катков), для кранов с жестким подвесом груза коэффициент 𝐾т =
0,1 суммы этих же сил (на тележке все катки тормозные).
Кран №1:
𝑄+𝐺
10 + 18,1
∙ 𝑔 − 𝐹𝑚𝑎𝑥 =
∙ 9,81 − 101 = 36,83 кН;
𝑛
2
𝑄 + 𝐺тел
10 + 7,5
=
∙ 𝑔 ∙ 𝐾т =
∙ 9,81 ∙ 0,05 = 4,3 кН;
𝑛
2
𝐹𝑚𝑖𝑛 =
𝐹гор.к
Кран №2:
𝐹𝑚𝑖𝑛 =
𝑄+𝐺
16 + 27,7
∙ 𝑔 − 𝐹𝑚𝑎𝑥 =
∙ 9,81 − 130 = 84,35 кН;
𝑛
2
𝑄 + 𝐺тел
16 + 7,5
𝐹гор.к =
∙ 𝑔 ∙ 𝐾т =
∙ 9,81 ∙ 0,05 = 5,8 кН;
𝑛
2
48
Кран №3:
𝑄+𝐺
20 + 30,2
∙ 𝑔 − 𝐹𝑚𝑎𝑥 =
∙ 9,81 − 185,7 = 60,53 кН;
𝑛
2
𝑄 + 𝐺тел
20 + 12
=
∙ 𝑔 ∙ 𝐾т =
∙ 9,81 ∙ 0,05 = 7,85 кН;
𝑛
2
𝐹𝑚𝑖𝑛 =
𝐹гор.к
Кран №4:
𝑄+𝐺
20 + 35,9
∙ 𝑔 − 𝐹𝑚𝑎𝑥 =
∙ 9,81 − 201,3 = 72,89 кН;
𝑛
2
𝑄 + 𝐺тел
20 + 14
=
∙ 𝑔 ∙ 𝐾т =
∙ 9,81 ∙ 0,05 = 8,34 кН;
𝑛
2
𝐹𝑚𝑖𝑛 =
𝐹гор.к
Кран №5:
𝑄+𝐺
32 + 40,8
∙ 𝑔 − 𝐹𝑚𝑎𝑥 =
∙ 9,81 − 273,5 = 83,58 кН;
𝑛
2
𝑄 + 𝐺тел
32 + 22
=
∙ 𝑔 ∙ 𝐾т =
∙ 9,81 ∙ 0,05 = 13,24 кН;
𝑛
2
𝐹𝑚𝑖𝑛 =
𝐹гор.к
Кран №6:
𝑄+𝐺
40 + 27,7
∙ 𝑔 − 𝐹𝑚𝑎𝑥 =
∙ 9,81 − 279,9 = 52,17 кН;
𝑛
2
𝑄 + 𝐺тел
40 + 7,5
=
∙ 𝑔 ∙ 𝐾т =
∙ 9,81 ∙ 0,05 = 11,65 кН;
𝑛
2
𝐹𝑚𝑖𝑛 =
𝐹гор.к
Кран №7:
𝑄+𝐺
40 + 47,9
∙ 𝑔 − 𝐹𝑚𝑎𝑥 =
∙ 9,81 − 329,6 = 101,55 кН;
𝑛
2
𝑄 + 𝐺тел
40 + 22
=
∙ 𝑔 ∙ 𝐾т =
∙ 9,81 ∙ 0,05 = 15,21 кН;
𝑛
2
𝐹𝑚𝑖𝑛 =
𝐹гор.к
2.2 Компоновка поперечной рамы здания
Под
компоновкой
понимается
определение
вертикальных
и
горизонтальных габаритных размеров поперечной рамы. Поперечный разрез
трехпролетной рамы представлен на рисунке 4.
49
Рисунок 4 – Компоновка поперечных рам одноэтажного промышленного здания
51
2.2.1 Установление вертикальных и горизонтальных размером
поперечных рам здания
Компоновка рамы в осях А-Б (склад готовой продукции) используется 3
магнитных крана. Предназначены для загрузки и разгрузки заготовок, и
готовой продукции в прокатном производстве. Регулярно используемые с
перерывами в работе.
Группа классификации (режим работы) по ГОСТ 34017-2016
При классе нагрузки: Q3 – средний. Работа с грузами, меньшими
номинальной грузоподъемности крана, с периодическими подъемами грузов,
близких к номинальной грузоподъемности (65 % грузов менее 50 %
грузоподъемности).
Классе использования: U7 - Интенсивное использование в течение 20 лет
более 140 циклов работы в сутки.
Таблица 10 – Режим работы кранов и их механизмов
Краны
Механизмы
Главного подъема
А7
М8
Передвижные
Крана
Тележки
М6
М7
Характеристика кранов расчетной рамы.
Грузоподъёмность – 32/5 т;
Вес крана – 40,8 т;
Вес тележки – 22 т;
Пролет моста крана – Lк = 34,5 м;
Режим работы – 7К ГОСТ 34017-2016 (А7 [42]).
Подвес – гибкий
52
Рисунок 5 - Схема опирания крана склада готовой продукции на рельсовый
путь
Рисунок 6 - Условные обозначения отметок и величин рамы каркаса
Требуемое расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы:
H2=hk+a+150,
53
(23)
где hk=2900 мм – высота крана 32/5 т, (по опроснику ООО
«Ленинградский краностроительный завод»;
a = 1050 мм – расстояние, учитывающие выступающих вниз элементов
связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкции покрытия;
150 мм – минимальный зазор между конструкцией крана и низом
покрытия.
Н2=2900+1050+150=4100 мм.
Отметка низа фермы:
H0=H1+H2, ,
(24)
где H1=14600 мм – отметка головки рельса.
H0=14600 + 3400 = 18000 мм.
Так как Н0 = 17900 >10,8, то в соответствии с "Основными положениями
по унификации" размер Н0 принимаем кратным 1800 мм:
H0/1800 = 18000/1800 = 10 => принимаем отметку низа фермы H0=10 ∙
1800=18000 мм, тогда расстояние до отметки головки рельса:
Н1 = H0 – Н2 = 18000 – 3400 = 14600 мм.
Высота верхней части колонны:
HB=H2+hp+hп.б.,
(24)
где hp=120 мм – высота рельса, КР100 по ГОСТ Р53866-2010;
hп.б – высота подкрановой балки, мм, принимаем по расчету;
hп.б. = 1000 мм ,
HB = 3400 + 120 + 1000 = 4520 мм.
Высота нижней части колонны:
HH = H0+hб–HB,
(25)
где hб = 600 мм – высота заглубления базы колонны.
HH = 18000 + 600 - 4520 = 14080 мм.
Общая высота стоек рамы:
H = HH+HB,
H = 14080 + 4520 = 18600 мм.
54
(26)
Высота фермы у опоры hоп=3150 мм, так как уклон верхнего пояса
i=0,04.
Определение горизонтальных размеров рамы в осях А-Б.
Ширина верхней части колонны: bв HB/8 ÷ HB/12 =4520/8 ÷ 4520/12 =
565 ÷ 377, примем bв = 750 мм.
Привязка ферм к разбивочным осям согласно ГОСТ 23119-78 - 500 мм
Продольная привязка колонны:
b0 = bв - 250 = 750 - 250 = 500 мм.
(27)
Ширина нижней части колонны:
bн = a+1,
(28)
где - расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны
необходимое для движения крана вдоль цеха (кратно 250 мм);
𝜆1 = (𝑏в − 𝑎) + 𝐵1 + 𝑐 = (750 − 250) + 290 + 75 = 865 мм;
(29)
принимаем 𝜆1 = 1000 мм;
a = 250 мм – расстояние от разбивочной оси до наружной грани
колонны;
В1 = 290 мм – свес моста за ось кранового рельса;
с = 75 мм – минимальный зазор между внутренней гранью колонны и
конструкцией моста крана грузоподъемностью Q ≤ 800 кН ( 80 т).
bн = 250 + 1000=1250 мм.
Для обеспечения жесткости цеха в плоскости рамы проверим условие:
bнHн/x,
(30)
где x=20 - для крана среднего режима работы.
bн = 1250 мм > Hн / 20=14080 / 20 = 704 мм – условие выполняется.
Пролет крана:
Lк=L–2 ∙ 𝜆1,
(31)
Lк=36000 – 2 ∙ 1000=34000 мм. по ГОСТ 534-78 принимаем Lк= 34500
мм.
55
Рисунок 7 - Схема размеров и отметок рамы каркаса
Определение вертикальных размеров рамы в осях Б-В.
Компоновка рамы в осях Б-В (пролёт отделки) используется 1
магнитный кран. Предназначены для работы на складе с использованием
грейфера или магнита. Регулярно используемый.
Группа классификации (режим работы) по ГОСТ 34017-2016
При классе нагрузки: Q4 – тяжелый. Частая работа с грузами близкими
к номинальной грузоподъемности (75% грузов более 50%
грузоподъемности).
Классе использования: U5 – Регулярное использование в течение 10 лет
не более 70 циклов работы в сутки.
56
Таблица 11 – Режим работы кранов и их механизмов
Краны
Механизмы
Главного подъема
А6
М6
Передвижные
Крана
Тележки
М6
М5
Характеристика кранов расчетной рамы.
Грузоподъёмность – 20/5 т;
Вес крана – 35,9 т;
Вес тележки – 14 т;
Пролет моста крана – Lк = 34,5 м;
Режим работы – 6К ГОСТ 34017-2016 (А6 [42]).
Подвес – гибкий
Рисунок 8 - Схема опирания крана пролета отделки на рельсовый путь
57
Рисунок 9 - Условные обозначения отметок и величин рамы каркаса
Требуемое расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы:
H2=hk+a+100,
где hk=2500 мм – высота крана 20/5 т, (по опроснику ООО
«Ленинградский краностроительный завод»;
a = 350 мм – расстояние, учитывающие выступающих вниз элементов
связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкции покрытия;
150 мм – минимальный зазор между конструкцией крана и низом
покрытия.
Н2=2500+350+150=3000 мм.
Отметка низа фермы:
H0=H1+H2,
где H1=14600 мм – отметка головки рельса.
H0=14600 + 3000 = 17600 мм.
Так как Н0 = 17600 >10,8, то в соответствии с "Основными положениями
по унификации" размер Н0 принимаем кратным 1800 мм:
58
H0/1800 = 17600/1800 = 9,78 => принимаем отметку низа фермы H0=10 ∙
1800=18000 мм, тогда расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы:
Н2 = H0 – Н1 = 18000 – 14600 = 3400 мм.
Принимаем: a = 750 мм – расстояние, учитывающие выступающих вниз
элементов связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкции покрытия;
H2=hk+a+150 = 2500 + 750 + 150 = 3400 мм,
где hk=2500 мм – высота крана 20/5 т, (по опроснику ООО
«Ленинградский краностроительный завод»;
150 мм – минимальный зазор между конструкцией крана и низом
покрытия.
Высота верхней части колонны:
HB=H2+hp+hп.б.,
где hp=120 мм – высота рельса, КР100 по ГОСТ Р53866-2010;
hп.б – высота подкрановой балки, мм, принимаем по расчету;
hп.б. = 1000 мм ,
HB = 3400 + 120 + 1000 = 4520 мм.
Высота нижней части колонны:
HH = H0+hб–HB,
где hб = 600 мм – высота заглубления базы колонны.
HH = 18000 + 600 - 4520 = 14080 мм.
Общая высота стоек рамы:
H = HH+HB,
H = 14080 + 4520 = 18600 мм.
Высота фермы у опоры hоп=3150 мм, так как уклон верхнего пояса
i=0,04.
Фонарь:
Прямоугольный фонарь шириной 6 м.
Ширина основания фонаря bн = 4000 мм,
Общая ширина фонаря Вф = bн + 2 * bв = 4000 + 2 * 1620 = 7240 мм (32)
59
bв – величина, включающая в себя длину доборной плитки покрытия
фонаря (800 мм) и расстояние открытия створки фонаря (820 мм).
Номинальную высоту остекления фонарей шириной bн = 4000 мм
принимаем – 2 х 1250 мм (hф = 2500 мм)
Высоту фонаря при стальном профилированном настиле принимаем:
Нф = hф + c = 2500 + 400 = 2900 мм,
(33)
где hф – высота остекления, мм;
с – зазор между кровлей и конструкций фонаря, минимальное 300 мм
[34], принимаем с = 400 мм.
Определение горизонтальных размеров рамы в осях Б-В.
Ширина верхней части колонны: bв HB/8 ÷ HB/12 =4520/8 ÷ 4520/12 =
565 ÷ 377, примем bв = 750 мм.
Привязка ферм к разбивочным осям согласно ГОСТ 23119-78 - 500 мм
Продольная привязка колонны: b0 = bв - 250 = 750 - 250 = 500 мм.
Ширина нижней части колонны:
bн = 1 + 2,
где - расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны
необходимое для движения крана вдоль цеха (кратно 250 мм).
1 = 1000 мм (в пролете А-Б);
Принимаем 2 = 1000 мм (в пролете Б-В)
bн = 1000 + 1000 = 2000 мм.
Для обеспечения жесткости цеха в плоскости рамы проверим условие:
bнHн/x,
где x = 20 - для крана среднего режима работы.
bн = 2000 мм > Hн / 20 =14080 / 20 = 704 мм – условие выполняется.
Пролет крана:
Lк=L–2 ∙ 2,
Lк=36000 – 2 ∙ 1000 =34000 мм. по ГОСТ 534-78 принимаем Lк= 34500
мм.
60
Рисунок 10 - Схема размеров и отметок рамы каркаса
Определение вертикальных размеров рамы в осях В-Г.
Компоновка рамы в осях В-Г (холодильник) используется 1 магнитный
кран. Предназначены для работы на складе с использованием грейфера или
магнита. Регулярно используемый.
Группа классификации (режим работы) по ГОСТ 34017-2016
При классе нагрузки: Q4 – тяжелый. Частая работа с грузами близкими
к номинальной грузоподъемности (75% грузов более 50%
грузоподъемности).
Классе использования: U5 – Регулярное использование в течение 10 лет
не более 70 циклов работы в сутки.
61
Таблица 12 – Режим работы кранов и их механизмов
Краны
Механизмы
Главного подъема
А6
М6
Передвижные
Крана
Тележки
М6
М5
Характеристика кранов расчетной рамы.
Грузоподъёмность – 20/5 т;
Вес крана – 30,2 т;
Вес тележки – 12 т;
Пролет моста крана – Lк = 34,5 м;
Режим работы – 6К ГОСТ 34017-2016 (А6 [42]).
Подвес – гибкий
Рисунок 11 – Схема опирания крана пролета холодильника на
рельсовый путь
62
Рисунок 12 – Условные обозначения отметок и величин рамы каркаса
Требуемое расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы:
H2=hk+a+100,
где hk=2500 мм – высота крана 20/5 т, (по опроснику ООО
«Ленинградский краностроительный завод»);
a = 350 мм – расстояние, учитывающие выступающих вниз элементов
связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкции покрытия;
150 мм – минимальный зазор между конструкцией крана и низом
покрытия.
Н2=2500+350+150=3000 мм.
Отметка низа фермы:
H0=H1+H2,
где H1=14600 мм – отметка головки рельса.
H0=14600 + 3000 = 17600 мм.
Так как Н0 = 17600 >10,8, то в соответствии с "Основными положениями
по унификации" размер Н0 принимаем кратным 1800 мм:
63
H0/1800 = 17600/1800 = 9,78 => принимаем отметку низа фермы H0=10 ∙
1800=18000 мм, тогда расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы:
Н2 = H0 – Н1 = 18000 – 14600 = 3400 мм.
Принимаем: a = 750 мм – расстояние, учитывающие выступающих вниз
элементов связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкции покрытия;
H2=hk+a+150 = 2500 + 750 + 150 = 3400 мм,
где hk=2500 мм – высота крана 20/5 т, (по опроснику ООО
«Ленинградский краностроительный завод»);
150 мм – минимальный зазор между конструкцией крана и низом
покрытия.
Высота верхней части колонны:
HB=H2+hp+hп.б.,
где hp=120 мм – высота рельса, КР100 по ГОСТ Р53866-2010;
hп.б – высота подкрановой балки, мм, принимаем по расчету;
hп.б. = 1000 мм ,
HB = 3400 + 120 + 1000 = 4520 мм.
Высота нижней части колонны:
HH = H0+hб–HB,
где hб = 600 мм – высота заглубления базы колонны.
HH = 18000 + 600 - 4520 = 14080 мм.
Общая высота стоек рамы:
H = HH+HB,
H = 14080 + 4520 = 18600 мм.
Высота фермы у опоры hоп=3150 мм, так как уклон верхнего пояса
i=0,04.
Фонарь:
Прямоугольный фонарь шириной 6 м.
Ширина основания фонаря bн = 4000 мм,
Общая ширина фонаря Вф = bн + 2 * bв = 4000 + 2 * 1620 = 7240 мм
64
bв – величина, включающая в себя длину доборной плитки покрытия
фонаря (800 мм) и расстояние открытия створки фонаря (820 мм).
Номинальную высоту остекления фонарей шириной bн = 4000 мм
принимаем – 2 х 1250 мм (hф = 2500 мм)
Высоту фонаря при стальном профилированном настиле принимаем:
Нф = hф + c = 2500 + 400 = 2900 мм,
где hф – высота остекления, мм;
с – зазор между кровлей и конструкций фонаря, минимальное 300 мм
[34], принимаем с = 400 мм.
Определение горизонтальных размеров рамы в осях В-Г.
Ширина верхней части колонны: bв1 = bв2 HB/8 ÷ HB/12 = 4520/8 ÷
4520/12 = 565 ÷ 377, примем bв1 = bв2 = 750 мм.
Привязка ферм к разбивочным осям согласно ГОСТ 23119-78 - 500 мм
Продольная привязка колонны: b0 = bв1(2) - 250 = 750 - 250 = 500 мм.
Ширина нижней части колонны:
bн1 = 2 + 3,
где - расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны
необходимое для движения крана вдоль цеха (кратно 250 мм).
2 = 1000 мм (в пролете Б-В);
Принимаем 3 = 1000 мм (в пролете В-Г)
bн1 = 1000 + 1000 = 2000 мм.
bн2 = a+3,
где - расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны
необходимое для движения крана вдоль цеха (кратно 250 мм);
𝜆3 = (𝑏в − 𝑎) + 𝐵1 + 𝑐 = (750 − 250) + 240 + 75 = 815 мм;
принимаем 𝜆 = 1000 мм;
a = 250 мм – расстояние от разбивочной оси до наружной грани
колонны;
В1 = 240 мм – свес моста за ось кранового рельса;
65
с = 75 мм – минимальный зазор между внутренней гранью колонны и
конструкцией моста крана грузоподъемностью Q ≤ 800 кН ( 80 т).
bн2 = 250 + 1000=1250 мм.
Для обеспечения жесткости цеха в плоскости рамы проверим условие:
bнHн/x,
где x = 20 - для крана среднего режима работы.
bн1 = 2000 мм > Hн / 20 =14080 / 20 = 704 мм – условие выполняется.
bн2 = 1250 мм > Hн / 20 =14080 / 20 = 704 мм – условие выполняется.
Пролет крана:
Lк=L–2 ∙ 3,
Lк=36000 – 2 ∙ 1000 =34000 мм. по ГОСТ 534-78 принимаем Lк= 34500
мм.
Рисунок 13 – Схема размеров и отметок рамы каркаса
Определение вертикальных размеров рамы в осях Г1-В1
Компоновка рамы в осях Г1-В1 (становый пролет) используется 2
магнитных крана. Регулярно используемые с перерывами в работе.
Группа классификации (режим работы) по ГОСТ 34017-2016
66
При классе нагрузки: Q4 – тяжелый. Частая работа с грузами близкими
к нормальной грузоподъемности (75% грузов более 50% грузоподъемности).
Классе использования: U5 - Регулярное использование в течении 10 лет
не более 140 циклов работы сутки.
Таблица 13 – Режим работы кранов и их механизмов
Краны
Механизмы
Главного подъема
А6
М6
Передвижные
Крана
Тележки
М6
М5
Характеристика кранов расчетной рамы.
Грузоподъёмность – 40 т;
Вес крана – 47,9 т;
Вес тележки – 12,5 т;
Пролет моста крана – Lк = 34,5 м;
Режим работы – 6К ГОСТ 34017-2016 (А7 [42]).
Подвес – гибкий
Рисунок 14 – Схема опирания крана пролета холодильника на
рельсовый путь
67
Рисунок 15 – Условные обозначения отметок и величин рамы каркаса
Требуемое расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы:
H2=hk+a+100,
где hk=2900 мм – высота крана 40 т, (по опроснику ООО «Ленинградский
краностроительный завод»);
a = 350 мм – расстояние, учитывающие выступающих вниз элементов
связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкции покрытия;
150 мм – минимальный зазор между конструкцией крана и низом
покрытия.
Н2=2900+350+150=3400 мм.
Отметка низа фермы:
H0=H1+H2,
где H1=14600 мм – отметка головки рельса.
H0=14600 + 3400 = 18000 мм.
Так как Н0 = 17600 >10,8, то в соответствии с "Основными положениями
по унификации" размер Н0 принимаем кратным 1800 мм:
68
H0/1800 = 18000/1800 = 10 => принимаем отметку низа фермы H0=10 ∙
1800=18000 мм.
Высота верхней части колонны:
HB=H2+hp+hп.б.,
где hp=120 мм – высота рельса, КР100 по ГОСТ Р53866-2010;
hп.б – высота подкрановой балки, мм, принимаем по расчету;
hп.б. = 1000 мм ,
HB = 3400 + 120 + 1000 = 4520 мм.
Высота нижней части колонны:
HH = H0+hб–HB,
где hб = 600 мм – высота заглубления базы колонны.
HH = 18000 + 600 - 4520 = 14080 мм.
Общая высота стоек рамы:
H = HH+HB,
H = 14080 + 5220 = 18600 мм.
Высота фермы у опоры hоп=3150 мм, так как уклон верхнего пояса
i=0,04.
Определение горизонтальных размеров рамы в осях Г 1-В1.
Ширина верхней части колонны: bв HB/8 ÷ HB/12 =4520/8 ÷ 4520/12 =
565 ÷ 377, примем bв = 750 мм.
Привязка ферм к разбивочным осям согласно ГОСТ 23119-78 - 500 мм
Продольная привязка колонны: b0 = bв - 250 = 750 - 250 = 500 мм.
Ширина нижней части колонны:
bн = a+4,
где - расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны
необходимое для движения крана вдоль цеха (кратно 250 мм);
𝜆4 = (𝑏в − 𝑎) + 𝐵1 + 𝑐 = (750 − 250) + 290 + 75 = 865 мм;
принимаем 𝜆4 = 1000 мм;
a = 250 мм – расстояние от разбивочной оси до наружной грани
колонны;
69
В1 = 290 мм – свес моста за ось кранового рельса;
с = 75 мм – минимальный зазор между внутренней гранью колонны и
конструкцией моста крана грузоподъемностью Q ≤ 800 кН ( 80 т).
bн = 250 + 1000=1250 мм.
Для обеспечения жесткости цеха в плоскости рамы проверим условие:
bнHн/x,
где x=20 - для крана среднего режима работы.
bн = 1250 мм > Hн / 20=14080 / 20 = 704 мм – условие выполняется.
Пролет крана:
Lк=L–2 ∙ 𝜆4 ,
Lк=36000 – 2 ∙ 1000=34000 мм. по ГОСТ 534-78 принимаем Lк= 34500
мм.
Рисунок 16 – Схема размеров и отметок рамы каркаса
Определение вертикальных размеров рамы в осях В1-Б1.
Компоновка рамы в осях В1-Б1 (пролет накопительного транспорта)
используется 1 магнитный кран. Предназначены для работы на складе с
использованием грейфера или магнита. Регулярно используемый.
70
Группа классификации (режим работы) по ГОСТ 34017-2016
При классе нагрузки: Q4 – тяжелый. Частая работа с грузами близкими
к номинальной грузоподъемности (75% грузов более 50%
грузоподъемности).
Классе использования: U6 – Регулярное использование в течение 20 лет
не более 140 циклов работы в сутки.
Таблица 14 – Режим работы кранов и их механизмов
Краны
Механизмы
Главного подъема
А7
М7
Передвижные
Крана
Тележки
М6
М4
Характеристика кранов расчетной рамы.
Грузоподъёмность – 10 т;
Вес крана – 18,1 т;
Вес тележки – 7,5 т;
Пролет моста крана – Lк = 22,5 м;
Режим работы – 7К ГОСТ 34017-2016 (А6 [42]).
Подвес – гибкий
Рисунок 17 – Схема опирания крана пролета отделки на рельсовый
путь
71
Рисунок 18 – Условные обозначения отметок и величин рамы каркаса
Требуемое расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы:
H2=hk+a+100,
где hk=2200 мм – высота крана 10 т, (по опроснику ООО «Ленинградский
краностроительный завод»;
a = 350 мм – расстояние, учитывающие выступающих вниз элементов
связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкции покрытия;
150 мм – минимальный зазор между конструкцией крана и низом
покрытия.
Н2=2200+350+150=2700 мм.
Отметка низа фермы:
H0=H1+H2,
где H1=14600 мм – отметка головки рельса.
72
H0=14600 + 2700 = 17300 мм.
Так как Н0 = 17300 >10,8, то в соответствии с "Основными положениями
по унификации" размер Н0 принимаем кратным 1800 мм:
H0/1800 = 17300/1800 = 9,61 => принимаем отметку низа фермы H0=10 ∙
1800=18000 мм, тогда расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы:
Н2 = H0 – Н1 = 18000 – 14600 = 3400 мм.
Принимаем: a = 1050 мм – расстояние, учитывающие выступающих
вниз элементов связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкции
покрытия;
H2=hk+a+150 = 2200 + 1050 + 150 = 3400 мм,
где hk=2200 мм – высота крана 10 т, (по опроснику ООО «Ленинградский
краностроительный завод»;
150 мм – минимальный зазор между конструкцией крана и низом
покрытия.
Высота верхней части колонны:
HB=H2+hp+hп.б.,
где hp=120 мм – высота рельса, КР100 по ГОСТ Р53866-2010;
hп.б – высота подкрановой балки, мм, принимаем по расчету;
hп.б. = 1000 мм ,
HB = 3400 + 120 + 1000 = 4520 мм.
Высота нижней части колонны:
HH = H0+hб–HB,
где hб = 600 мм – высота заглубления базы колонны.
HH = 18000 + 600 - 4520 = 14080 мм.
Общая высота стоек рамы:
H = HH+HB,
H = 14080 + 4520 = 18600 мм.
Высота фермы у опоры hоп=3150 мм, так как уклон верхнего пояса
i=0,04.
73
Определение горизонтальных размеров рамы в осях В1-Б1.
Ширина верхней части колонны: bв HB/8 ÷ HB/12 =4520/8 ÷ 4520/12 =
377 ÷ 565, примем bв = 750 мм.
Привязка ферм к разбивочным осям согласно ГОСТ 23119-78 - 500 мм
Продольная привязка колонны: b0 = bв - 250 = 750 - 250 = 500 мм.
Ширина нижней части колонны:
bн = 4 + 5,
где - расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны
необходимое для движения крана вдоль цеха (кратно 250 мм).
4 = 1000 мм (в пролете Г1-В1);
Принимаем 5 = 1000 мм (в пролете В1-Б1)
bн = 1000 + 1000 = 2000 мм.
Для обеспечения жесткости цеха в плоскости рамы проверим условие:
bнHн/x,
где x = 15 - для крана тяжелого режима работы.
bн = 2000 мм > Hн / 15 =14080 / 15 = 939 мм – условие выполняется.
Пролет крана:
Lк=L–2 ∙ 5,
Lк=24000 – 2 ∙ 1000 =22000 мм. по ГОСТ 534-78 принимаем Lк= 22500
мм.
74
Рисунок 19 – Схема размеров и отметок рамы каркаса
Определение вертикальных размеров рамы в осях Б1-Б.
Компоновка рамы в осях Б1-Б (мастерская подготовка клетей)
используется 2 магнитный кран. Предназначены для работы на складе с
использованием грейфера или магнита. Регулярно используемый.
Группа классификации (режим работы) по ГОСТ 34017-2016
При классе нагрузки: Q4 – тяжелый. Частая работа с грузами близкими
к номинальной грузоподъемности (75% грузов более 50%
грузоподъемности).
Классе использования: U5 – Регулярное использование в течение 10 лет
не более 70 циклов работы в сутки.
75
Таблица 15 – Режим работы кранов и их механизмов
Краны
Механизмы
Главного подъема
А6
М6
Передвижные
Крана
Тележки
М6
М5
Характеристика кранов расчетной рамы.
Грузоподъёмность – 40 т;
Вес крана – 27,7 т;
Вес тележки – 7,5 т;
Пролет моста крана – Lк = 18,5 м;
Режим работы – 6К ГОСТ 34017-2016 (А6 [42]).
Подвес – гибкий
Рисунок 20 – Схема опирания крана пролета холодильника на
рельсовый путь
76
Рисунок 21 – Условные обозначения отметок и величин рамы каркаса
Требуемое расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы:
H2=hk+a+100,
где hk=2700 мм – высота крана 40 т, (по опроснику ООО «Ленинградский
краностроительный завод»);
a = 350 мм – расстояние, учитывающие выступающих вниз элементов
связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкции покрытия;
150 мм – минимальный зазор между конструкцией крана и низом
покрытия.
Н2=2700+350+150=3200 мм.
Отметка низа фермы:
H0=H1+H2,
где H1=14600 мм – отметка головки рельса.
H0=14600 + 3200 = 17800 мм.
77
Так как Н0 = 17800 >10,8, то в соответствии с "Основными положениями
по унификации" размер Н0 принимаем кратным 1800 мм:
H0/1800 = 17600/1800 = 9,89 => принимаем отметку низа фермы H0=10 ∙
1800=18000 мм, тогда расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы:
Н2 = H0 – Н1 = 18000 – 14600 = 3400 мм.
Принимаем: a = 550 мм – расстояние, учитывающие выступающих вниз
элементов связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкции покрытия;
H2=hk+a+150 = 2700 + 550 + 150 = 3400 мм,
где hk=2700 мм – высота крана 40 т, (по опроснику ООО «Ленинградский
краностроительный завод»);
150 мм – минимальный зазор между конструкцией крана и низом
покрытия.
Высота верхней части колонны:
HB=H2+hp+hп.б.,
где hp=120 мм – высота рельса, КР100 по ГОСТ Р53866-2010;
hп.б – высота подкрановой балки, мм, принимаем по расчету;
hп.б. = 1000 мм ,
HB = 3400 + 120 + 1000 = 4520 мм.
Высота нижней части колонны:
HH = H0+hб–HB,
где hб = 600 мм – высота заглубления базы колонны.
HH = 18000 + 600 - 4520 = 14080 мм.
Общая высота стоек рамы:
H = HH+HB,
H = 14080 + 4520 = 18600 мм.
Высота фермы у опоры hоп=3150 мм, так как уклон верхнего пояса
i=0,04.
78
Определение горизонтальных размеров рамы в осях Б1-Б.
Ширина верхней части колонны: bв1 = bв2 HB/8 ÷ HB/12 =4520/8 ÷
4520/12 = 565 ÷ 377, примем bв1 = bв2 = 750 мм.
Привязка ферм к разбивочным осям согласно ГОСТ 23119-78 - 500 мм
Продольная привязка колонны: b0 = bв1(2) - 250 = 750 - 250 = 500 мм.
Ширина нижней части колонны:
bн1 = 5 + 6,
где - расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны
необходимое для движения крана вдоль цеха (кратно 250 мм).
5 = 1000 мм (в пролете Б1-В);
Принимаем 6 = 1000 мм (в пролете Б-Б1)
bн1 = 1000 + 1000 = 2000 мм.
bн2 = a+6,
где - расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны
необходимое для движения крана вдоль цеха (кратно 250 мм);
𝜆6 = (𝑏в − 𝑎) + 𝐵1 + 𝑐 = (750 − 250) + 260 + 75 = 835 мм;
принимаем 𝜆 = 1000 мм;
a = 250 мм – расстояние от разбивочной оси до наружной грани
колонны;
В1 = 260 мм – свес моста за ось кранового рельса;
с = 75 мм – минимальный зазор между внутренней гранью колонны и
конструкцией моста крана грузоподъемностью Q ≤ 800 кН ( 80 т).
bн2 = 250 + 1000=1250 мм.
Для обеспечения жесткости цеха в плоскости рамы проверим условие:
bнHн/x,
где x = 20 - для крана среднего режима работы.
bн1 = 2000 мм > Hн / 20 =14080 / 20 = 704 мм – условие выполняется.
bн2 = 1250 мм > Hн / 20 =14080 / 20 = 704 мм – условие выполняется.
Пролет крана:
79
Lк=L–2 ∙ 6,
Lк=20000 – 2 ∙ 1000 = 18000 мм. по ГОСТ 534-78 принимаем Lк= 18500
мм.
Рисунок 22 – Схема размеров и отметок рамы каркаса
Определение вертикальных размеров рамы в осях Д-Е.
Компоновка рамы в осях Д-Е (печной пролет) используется 2
магнитный кран. Предназначены для работы на складе с использованием
грейфера или магнита. Регулярно используемый.
Группа классификации (режим работы) по ГОСТ 34017-2016
При классе нагрузки: Q4 – тяжелый. Частая работа с грузами близкими
к номинальной грузоподъемности (75% грузов более 50%
грузоподъемности).
Классе использования: U5 – Регулярное использование в течение 10 лет
не более 70 циклов работы в сутки.
80
Таблица 16 – Режим работы кранов и их механизмов
Краны
Механизмы
Главного подъема
А6
М6
Передвижные
Крана
Тележки
М6
М5
Характеристика кранов расчетной рамы.
Грузоподъёмность – 16/3,2 т;
Вес крана – 27,7 т;
Вес тележки – 7,5 т;
Пролет моста крана – Lк = 28,5 м;
Режим работы – 6К ГОСТ 34017-2016 (А6 [42]).
Подвес – гибкий
Рисунок 23 – Схема опирания крана пролета холодильника на
рельсовый путь
81
Рисунок 24 – Условные обозначения отметок и величин рамы каркаса
Требуемое расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы:
H2=hk+a+100,
где hk=2400 мм – высота крана 16/3,2 т, (по опроснику ООО
«Ленинградский краностроительный завод»);
a = 350 мм – расстояние, учитывающие выступающих вниз элементов
связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкции покрытия;
150 мм – минимальный зазор между конструкцией крана и низом
покрытия.
Н2=2400+350+150=2900 мм.
Отметка низа фермы:
H0=H1+H2,
где H1=14600 мм – отметка головки рельса.
H0=14600 + 2900 = 17500 мм.
82
Так как Н0 = 17500 >10,8, то в соответствии с "Основными положениями
по унификации" размер Н0 принимаем кратным 1800 мм:
H0/1800 = 17500/1800 = 9,72 => принимаем отметку низа фермы H0=10 ∙
1800=18000 мм, тогда расстояние от верха оголовка рельса до низа фермы:
Н2 = H0 – Н1 = 18000 – 14600 = 3400 мм.
Принимаем: a = 850 мм – расстояние, учитывающие выступающих вниз
элементов связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкции покрытия;
H2=hk+a+150 = 2400 + 850 + 150 = 3400 мм,
где hk=2400 мм – высота крана 20/5 т, (по опроснику ООО
«Ленинградский краностроительный завод»);
150 мм – минимальный зазор между конструкцией крана и низом
покрытия.
Высота верхней части колонны:
HB=H2+hp+hп.б.,
где hp=120 мм – высота рельса, КР100 по ГОСТ Р53866-2010;
hп.б – высота подкрановой балки, мм, принимаем по расчету;
hп.б. = 1000 мм ,
HB = 3400 + 120 + 1000 = 4520 мм.
Высота нижней части колонны:
HH = H0+hб–HB,
где hб = 600 мм – высота заглубления базы колонны.
HH = 18000 + 600 - 4520 = 14080 мм.
Общая высота стоек рамы:
H = HH+HB,
H = 14080 + 4520 = 18600 мм.
Высота фермы у опоры hоп=3150 мм, так как уклон верхнего пояса
i=0,04.
83
Определение горизонтальных размеров рамы в осях Д-Е.
Ширина верхней части колонны: bв1 = bв2 HB/8 ÷ HB/12 =4520/8 ÷
4520/12 = 565 ÷ 377, примем bв1 = bв2 = 750 мм.
Привязка ферм к разбивочным осям согласно ГОСТ 23119-78 - 500 мм
Продольная привязка колонны: b0 = bв1(2) - 250 = 750 - 250 = 500 мм.
Ширина нижней части колонны:
bн1 = + ,
где - расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны
необходимое для движения крана вдоль цеха (кратно 250 мм).
𝜆 = (𝑏в − 𝑎) + 𝐵1 + 𝑐 = (750 − 250) + 240 + 75 = 815 мм;
принимаем𝜆1 = 1000 мм;
a = 250 мм – расстояние от разбивочной оси до наружной грани
колонны;
В1 = 240 мм – свес моста за ось кранового рельса;
с = 75 мм – минимальный зазор между внутренней гранью колонны и
конструкцией моста крана грузоподъемностью Q ≤ 800 кН ( 80 т).
bн = 250 + 1000=1250 мм.
Для обеспечения жесткости цеха в плоскости рамы проверим условие:
bнHн/x,
где x=20 - для крана среднего режима работы.
bн = 1250 мм > Hн / 20=14080 / 20 = 704 мм – условие выполняется.
Пролет крана:
Lк=L–2 ∙ 𝜆,
Lк=30000 – 2 ∙ 1000=28000 мм. по ГОСТ 534-78 принимаем Lк= 28500
мм.
84
Рисунок 25 – Схема размеров и отметок рамы каркаса
2.3 Схема связей
Назначение связей – обеспечить пространственную жесткость каркаса,
его неизменяемость при монтаже и эксплуатации, устойчивость сжатых
элементов, воспринять ветровые и крановые нагрузки и передать их на
фундаменты.
Схемы связей по покрытию и их сечения применены по типовой серии
1.460.2-10/88 (выпуск 1, части 1 и 2).
Вертикальные связи между фермами образуют вместе с поперечными
связями по нижним поясам ферм жесткие связевые блоки. Такие блоки
проектируют по концам температурного отсека (СП 16.13330.2017 «Стальные
конструкции» таблица 44) каркаса и в месте расположения дополнительной
поперечной связевой фермы по нижним поясам стропильных ферм. Остальные
стропильные фермы прикрепляют к связевым блокам распорками по осям
колонн, прогонами по верхним поясам ферм и растяжками по нижним поясам
85
ферм. Вертикальные связевые фермы, входящие в связевые блоки,
обязательно ставят между надколонниками и по осям распорок верхних
поясов ферм.
Связи по нижним поясам ферм состоят из растяжек, продольных и
поперечных ферм (связи I типа) или только из поперечных ферм (связи II
типа).
Связи I типа обязательны:
- в зданиях с мостовыми кранами группы режима работы 7К-8К.
- в зданиях отметкой низа фермы более 24 м,
- в зданиях с кровлей по железобетонным плитам при кранах Q > 50 т (В
= 6 м) и Q> 20 т (Н - 12 м),
- в зданиях с кровлей по профилированному настилу при Q < 10 т (однои двух пролётные здания) и при Q >10 т (при количестве пролетов более двух).
При действии крановой нагрузки (торможение тележки крана) связи I
типа обеспечивают совместную работу плоских поперечных рам.
В остальных случаях применяют связи второго типа.
Дополнительную поперечную связевую ферму назначают при длине
температурного отсека более 144 м. (120 м при расчетной температуре ниже 40 °С) и устанавливают и середине температурного блока. Продольные
связевые фермы в одно-, двух- и трех пролетных зданиях размещают вдоль
крайних рядов колонн, а при большем числе пролетов не реже чем через два
пролета (через один пролет при кранах тяжелого и весьма тяжелого режимов
работы).
Связи по колоннам устанавливают выше и ниже подкрановых балок для
восприятия нагрузки от продольного торможения кранов и ветровой нагрузки
с торцов здания.
86
Рисунок 26– Схема расположения связей по нижнем поясам стропильных ферм
87
Рисунок 27– Схема расположения связей по верхним поясам стропильных ферм
88
Рисунок 28 – Разрез 6-6; 7-7
Рисунок 29 – Разрез 8-8; 9-9
90
2.4 Определение нагрузок на раму каркаса
Раму каркаса рассчитываем отдельно на каждую из нагрузок, а затем
рассматриваем их возможные сочетания и комбинации.
2.4.1 Постоянные нагрузки
К постоянным нагрузкам относят нагрузки от кровли и стен, собственный вес конструкций.
Нагрузки от конструкций покрытия
Состав кровли определяется температурно-влажностным режимом
здания и принятой конструкцией кровли. В курсовом проекте температурный
режим здания и состав кровли определены самостоятельно.
Таблица 17 «Нагрузки от конструкций покрытия»
Наименование
Нормативная
нагрузка, кН/м2
Коэфф.
надежности
по нагрузке
Расчетная
нагрузка, кН/м2
Крепление:
Дюбель
телескопический
-
-
-
0,03
1,3
0,039
0,0495
1,3
0,06435
кровельный
Гидроизоляционный
слой:
Полимерная мембрана
ПВХ
Верхний слой
теплоизоляции:
ISOVER Руф В Оптимал
91
Продолжение таблицы 17 «Нагрузки от конструкций покрытия»
Нижний слой
теплоизоляции:
0,0855
1,3
0,11115
0,0024
1,3
0,00312
0,628
1,05
0,6594
Прогоны.
0,25
1,05
0,263
Фермы, фонари, связи
0,5
1,05
0,525
ISOVER Руф Н Оптимал
Пароизоляционный
слой:
Полиэтиленовая пленка.
Основание:
Стальной
профилированный лист.
p
𝑔с.в.i . = 1,67
н
𝑔с.в.i
. = 1,55
ВСЕГО:
Равномерно-распределенная нагрузка на ригель:
p
g = Bф*g с.в.i.
(34)
g = 12 ∙ 1,67 = 20,04 кН/м.
Реакция стропильной ферм:
Для пролёта B – Г:
Vg =
Vg =
20,04 ∙ 36
2
= 360,72 кН.
Для пролёта Б – В:
Vg =
20,04 ∙ 36
2
= 360,72 кН.
Для пролёта А – Б:
Vg =
20,04 ∙ 30
2
= 300,6 кН.
Для пролёта Г1 – В1:
Vg =
20,04 ∙ 36
2
= 360,72 кН.
92
𝑔∙𝐿
2
.
(35)
Для пролёта В1 – Б1:
Vg =
20,04 ∙ 24
2
= 240,48 кН.
Для пролёта Б – Б1:
Vg =
20,04 ∙ 20
2
= 200,4 кН.
Для пролёта Д – Е:
Vg =
20,04 ∙ 30
2
= 300,6 кН.
Погонная нагрузка на ригель рамы:
qнс.в. = ∑ qнс.в.i ∙ Bф = 1,55 ∙ 12 = 18,6 кН/м,
покр
(36)
где Bф – шаг рам, м;
∑ qнс.в.i – значения нормативных нагрузок с одного квадратного метра
покрытия соответственно, определяемая по таблице 17.
q
p
с.в.
покр
p
= ∑ q с.в.i ∙ Bф = 1,67 ∙ 12 = 20,04 кН/м,
p
(37)
∑ q с.в.i – значения расчетных нагрузок с одного квадратного метра
покрытия соответственно, определяемая по таблице 17.
93
Таблица 18 «Нагрузки от веса элементов и частей здания»
Наименование элемента
Един.
Нормативная
измер.
нагрузка
кН
15
1,05
15,7
кН
60
1,05
63
кН
60
1,05
63
1 Верхняя часть колонны при кранах:
Q = 500/100 кН
2 Нижняя часть колонны при кранах:
Q = 500/100 кН
3 Подкрановые конструкции при шаге
рам 12 м для кранов: Q ≤ 500 кН
γf
Расчетная
нагрузка
2.4.2 Снеговая нагрузка
Погонная нормативная снеговая нагрузка на стропильную ферму без
фонаря, кН/м :
н
Sсн.
= Sg ∙ μ ∙ Вф
(38)
1.н
Sсн.
= Sg ∙ μ1 ∙ Вф
(39)
2.н
Sсн.
= Sg ∙ μ2 ∙ Вф
(40)
С фонарем:
где Sg – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м 2
горизонтальной поверхности земли, принимаемое в зависимости от снегового
района (г. Абинск – II снеговой район, Sg = 1,0 кН/м2).
Таблица 19 «Нормативное значение Sg »
Снеговой
район
Sg , кН/м2
I
II
III
IV
V
VI
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой
нагрузке на покрытие, для пролета без фонаря µ=1 при углах наклона ската
94
кровли меньше 25°. При наличии фонаря расчет ведем соответственно по п.
4.1, 4.3 и приложения Б3 СП 20.13330.2016 по варианту 1 (Г.3.1).
Вф – шаг ферм, м.
Погонная расчетная снеговая нагрузка на стропильную ферму, при
отсутствии фонаря, кН/м :
р
Sсн. = Sg ∙ γf ∙ μ ∙ Вф
(41)
при наличии фонаря:
1.р
р
2.р
р
𝑆сн. = 𝑆0 ∙ 𝛾𝑓 ∙ 𝜇1 ∙ Вф
𝑆сн. = 𝑆0 ∙ 𝛾𝑓 ∙ 𝜇2 ∙ Вф
(42)
(43)
где Sg – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м 2
горизонтальной поверхности земли, принимаемое в зависимости от снегового
района;
γf – коэффициент надежности по нагрузке, для снеговой нагрузки
следует принимать равным 1,4 для пролетов, по пункту 10.12 СП
20.13330.2016.
μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой
нагрузке на покрытие, для пролета без фонаря µ=1 при углах наклона ската
кровли меньше 25°. При наличии фонаря расчет ведем соответственно по п.
4.1, 4.3 и приложения Б3 СП 20.13330.2016 по варианту 1 (Г.3.1).
Вф – шаг ферм, м.
Расчетное давление фермы на колонну от снеговой нагрузки, кН:
При отсутствии фонаря:
АБ
Pснег
=
р
(Sсн. ⋅L)
2
, кН
(44)
р
где, Sсн. – расчетное значение веса снегового покрова на 1 м 2
горизонтальной поверхности земли, принимаемое в зависимости от снегового
района.
L – пролет цеха, м.
При наличии фонаря:
95
2.р
BГ
Pснег
=
1.р
(2⋅Sсн. ⋅b+Sсн. ⋅a)
2
,
(45)
1.р
где, Sсн. – расчетное значение веса снегового покрова на 1 м 2
горизонтальной поверхности земли давящий на фонарь, кН/м ;
2.р
Sсн. – расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной
поверхности земли давящий на кровлю, кН/м ;
b – промежуток кровли без фонаря, м;
a – промежуток кровли, на котором размещен фонарь, м.
Для фермы пролёта A – Б (без фонаря) коэффициент μ = 1, поэтому
Погонная нормативная снеговая нагрузка на стропильную ферму, кН/м:
н
Sсн.
= Sg ∙ μ ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,0 ∙ 12 = 12 кН/м
Погонная расчетная снеговая нагрузка на стропильную ферму, при
отсутствии фонаря, кН/м:
р
Sсн. = Sg ∙ γf ∙ μ ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,4 ∙ 1,0 ∙ 12 = 16,8 кН/м
Расчетное давление фермы пролета А – Б на колонну от снеговой
нагрузки:
АБ
𝑃снег
р
=
(𝑆сн. ⋅𝐿)
2
=
96
(16,8⋅36)
2
= 302,4 кН
Для пролёта Б – В:
Ведём расчет для зоны С, так как в
дальнейшем в целях упрощения проекта
до
уровня «учебного» будет рассчитана
только
одна
ферма,
которая
предусматривает размещение фонаря:
𝜇1 = 0,8;
𝑎
4
𝑏
16
𝜇2 = 1 + 0,1 ⋅ = 1 + 0,1 ⋅
= 1,025,
Таким образом:
Погонная нормативная снеговая
нагрузка
на
стропильную
ферму
с
фонарем:
1.н
Sсн.
= Sg ∙ μ1 ∙ Вф = 1,0 ∙ 0,8 ∙ 12 =
= 9,6 кН/м
2.н
Sсн.
= Sg ∙ μ2 ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,025 ∙ 12 =
= 12,3 кН/м
Погонная расчетная снеговая нагрузка на стропильную ферму, при
наличии фонаря, кН/м:
1.р
р
𝑆сн. = 𝑆0 ∙ 𝛾𝑓 ∙ 𝜇1 ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,4 ∙ 0,8 ∙ 12 = 13,44 кН/м ;
2.р
р
𝑆сн. = 𝑆0 ∙ 𝛾𝑓 ∙ 𝜇2 ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,4 ∙ 1,025 ∙ 12 = 17,22 кН/м
Расчетное давление фермы пролета Б – В на колонну от снеговой
нагрузки:
2.р
БВ
𝑃снег
=
1.р
(2⋅𝑆сн. ⋅𝑏+𝑆сн. ⋅𝑎)
2
=
(2⋅17,22⋅16+13,44⋅4)
97
2
= 302,4 кН
Для пролёта В – Г:
𝜇1 = 0,8;
𝑎
4
𝑏
13
𝜇2 = 1 + 0,1 ⋅ = 1 + 0,1 ⋅
= 1,031,
Таким образом:
Погонная нормативная снеговая нагрузка на стропильную ферму с
фонарем:
1.н
Sсн.
= Sg ∙ μ1 ∙ Вф = 1,0 ∙ 0,8 ∙ 12 = 9,6 кН/м
2.н
Sсн.
= Sg ∙ μ2 ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,031 ∙ 12 = 12,372 кН/м
Погонная расчетная снеговая нагрузка на стропильную ферму, при
наличии фонаря, кН/м:
1.р
р
𝑆сн. = 𝑆0 ∙ 𝛾𝑓 ∙ 𝜇1 ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,4 ∙ 0,8 ∙ 12 = 13,44 кН/м ;
2.р
р
𝑆сн. = 𝑆0 ∙ 𝛾𝑓 ∙ 𝜇2 ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,4 ∙ 1,021 ∙ 12 = 17,321 кН/м
Расчетное давление фермы пролета В – Г на колонну от снеговой
нагрузки:
2.р
𝐵Г
𝑃снег
=
1.р
(2⋅𝑆сн. ⋅𝑏+𝑆сн. ⋅𝑎)
2
=
(2⋅17,321⋅13+13,44⋅4)
2
= 252,053 кН
Для фермы пролёта Г1 – В1 (без фонаря) коэффициент μ = 1, поэтому
Погонная нормативная снеговая нагрузка на стропильную ферму, кН/м:
н
Sсн.
= Sg ∙ μ ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,0 ∙ 12 = 12 кН/м
Погонная расчетная снеговая нагрузка на стропильную ферму, при
отсутствии фонаря, кН/м:
р
Sсн. = Sg ∙ γf ∙ μ ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,4 ∙ 1,0 ∙ 12 = 16,8 кН/м
Расчетное давление фермы пролета Г1 – В1 на колонну от снеговой
нагрузки:
АБ
𝑃снег
=
р
(𝑆сн. ⋅𝐿)
2
=
(16,8⋅36)
2
= 302,4 кН/м
Для фермы пролёта В1 – Б1 (без фонаря) коэффициент μ = 1, поэтому
Погонная нормативная снеговая нагрузка на стропильную ферму, кН/м:
98
н
Sсн.
= Sg ∙ μ ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,0 ∙ 12 = 12 кН/м
Погонная расчетная снеговая нагрузка на стропильную ферму, при
отсутствии фонаря, кН/м:
р
Sсн. = Sg ∙ γf ∙ μ ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,4 ∙ 1,0 ∙ 12 = 16,8 кН/м
Расчетное давление фермы пролета В1 – Б1 на колонну от снеговой
нагрузки:
АБ
𝑃снег
=
р
(𝑆сн. ⋅𝐿)
2
=
(16,8⋅24)
2
= 201,6 кН/м
Для фермы пролёта Б – Б1 (без фонаря) коэффициент μ = 1, поэтому
Погонная нормативная снеговая нагрузка на стропильную ферму, кН/м:
н
Sсн.
= Sg ∙ μ ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,0 ∙ 12 = 12 кН/м
Погонная расчетная снеговая нагрузка на стропильную ферму, при
отсутствии фонаря, кН/м:
р
Sсн. = Sg ∙ γf ∙ μ ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,4 ∙ 1,0 ∙ 12 = 16,8 кН/м
Расчетное давление фермы пролета Б – Б1 на колонну от снеговой
нагрузки:
АБ
𝑃снег
р
=
(𝑆сн. ⋅𝐿)
2
=
(16,8⋅20)
2
= 168 кН/м
Для фермы пролёта Д – Е (без фонаря) коэффициент μ = 1, поэтому
Погонная нормативная снеговая нагрузка на стропильную ферму, кН/м:
н
Sсн.
= Sg ∙ μ ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,0 ∙ 12 = 12 кН/м
Погонная расчетная снеговая нагрузка на стропильную ферму, при
отсутствии фонаря, кН/м:
р
Sсн. = Sg ∙ γf ∙ μ ∙ Вф = 1,0 ∙ 1,4 ∙ 1,0 ∙ 12 = 16,8 кН/м
Расчетное давление фермы пролета Д – Е на колонну от снеговой
нагрузки:
АБ
𝑃снег
=
р
(𝑆сн. ⋅𝐿)
2
=
99
(16,8⋅30)
2
= 252 кН/м
2.4.3 Ветровая нагрузка на расчетную раму
Вычисление ветровых нагрузок производим в соответствии с СП
20.13330.2016. В целях упрощения расчет ветровой нагрузки на покрытия не
производится.
Для одноэтажных производственных зданий учитывается только
статическая составляющая ветровой нагрузки. Она вызывает активное
давление – с наветренной стороны и отсос – с противоположной стороны.
Нормативное значение давления ветра на вертикальную поверхность
продольной стены зависит от района строительства, типа местности и высоты
от уровня земли. Давление ветра на произвольной отметке от уровня земли
определяется по формуле:
𝑊𝑎 = 𝑊0 ∙ 𝑐𝑎 ∙ 𝑘 ∙ 𝐵ф ∙ 𝛾𝑓 ,
(46)
𝑊отс. = 𝑊0 ∙ сотс ∙ 𝑘 ∙ 𝐵ф ∙ 𝛾𝑓 ,
(47)
где 𝑊0 = 0,38 кН/м2 – нормативная скорость напора ветра на уровне 10 м
(г. Абинск – Ⅲ ветровой район);
Таблица 20 «Нормативное значение ветрового давления»
Ветровой
район
wо, кПа
Ia
I
II
III
IV
V
VI
VII
0,12
0,23
0,30
0,38
0,48
0,60
0,73
0,85
𝑐𝑎 , сотс – аэродинамические коэффициенты активного давления ветра и
отсоса соответственно, составляет:
- для наветренной стороны 𝑐𝑎 = 0,8;
-для заветренной стороны сотс = − 0,6;
k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по
высоте, принимаемый по таблице 11.2, зависящий от высоты и типа местности
(для г. Абинск тип местности А) и составляет:
- для отметки 5м 𝑘 = 0,75;
- для отметки 10м 𝑘 = 1,0;
100
- для отметки 20м 𝑘 = 1,25;
- для отметки 40м k=1,5;
𝛾𝑓 – коэффициент надежности по нагрузке, 𝛾𝑓 = 1,4;
𝐵ф – шаг рам, м.
Для определения ветровой нагрузки рассматривается расчетный блок
шириной В (часть продольной стены). При этом давление ветра до низа ригеля
прикладывается к стойкам рамы в виде распределенных нагрузок, а давление
от шатровой части – в виде сосредоточенной силы, приложенной к верхушкам
стоек.
Решение:
𝑊𝑎.5 = 0,38 ∙ 0,8 ∙ 0,75 ∙ 12 ∙ 1,4 = 3,83 кН/м,
𝑊𝑎.10 = 0,38 ∙ 0,8 ∙ 1,0 ∙ 12 ∙ 1,4 = 5,11 кН/м,
𝑊𝑎.20 = 0,38 ∙ 0,8 ∙ 1,25 ∙ 12 ∙ 1,4 = 6,384 кН/м,
𝑊𝑎.40 = 0,38 ∙ 0,8 ∙ 1,5 ∙ 12 ∙ 1,4 = 7,66 кН/м,
𝑊отс.5 = 0,38 ∙ (−0,6) ∙ 0,75 ∙ 12 ∙ 1,4 = −2,87 кН/м,
𝑊отс.10 = 0,38 ∙ (−0,6) ∙ 1,0 ∙ 12 ∙ 1,4 = −3,83 кН/м,
𝑊отс.20 = 0,38 ∙ (−0,6) ∙ 1,25 ∙ 12 ∙ 1,4 = −4,788 кН/м,
𝑊отс.40 = 0,38 ∙ (−0,6) ∙ 1,5 ∙ 12 ∙ 1,4 = −5,746 кН/м,
На отметке низа фермы 18000 м (k = 1,2)
𝑊𝑎.18 = 0,38 ∙ 0,8 ∙ 1,2 ∙ 12 ∙ 1,4 = 6,13 кН/м,
𝑊отс.18 = 0,38 ∙ (−0,6) ∙ 1,2 ∙ 12 ∙ 1,4 = −4,6 кН/м,
На отметке верха кровли 21950 м (k = 1,28):
𝑊𝑎.21.95 = 0,38 ∙ 0,8 ∙ 1,28 ∙ 12 ∙ 1,4 = 6,54 кН/м,
𝑊отс.21.95 = 0,38 ∙ (−0,6) ∙ 1,28 ∙ 12 ∙ 1,4 = −4,9 кН/м,
На отметке верха фонаря 25200 м (k = 1,315):
𝑊𝑎.25,2 = 0,38 ∙ 0,8 ∙ 1,315 ∙ 12 ∙ 1,4 = 6,72 кН/м,
𝑊отс.25,2 = 0,38 ∙ (−0,6) ∙ 1,315 ∙ 12 ∙ 1,4 = −5,04 кН/м,
101
Таблица 21 «Средние значения ветрового давления по высотным
участкам стен»
Участок по высоте
Среднее ветровое давление на расчетную полосу, Н/м
Наветренная сторона,
Заветренная сторона,
кН/м2
кН/м2
0–5м
1,915
1,435
5 – 10 м
4,47
3,35
10 – 18 м
5,62
4,215
здания, z
Сосредоточенная нагрузка на отметке 21950 м:
𝑊𝑎 =
=
(𝑊𝑎.18 +𝑊𝑎.21.95 )
2
∙ (ℎоп. + ℎпп. + ℎкр. ) =
(48)
(6,13 + 6,54)
∙ (3,15 + 0,6 + 0,2) = 25,02 кН
2
hоп – высота фермы у опоры;
hпп – высота плиты покрытия;
hкр – толщина кровли, по расчету в п. 3.5 равна 0,19716 округляем до 0,2
м;
𝑊отс = 𝑊𝑎 ∙
сотс
с𝑎
= 25,02 ∙
(−0,6)
0,8
= −18,765 кН
(49)
Сосредоточенная нагрузка на отметке 25200 м:
𝑊𝑎 =
=
(𝑊𝑎.18 +𝑊𝑎.25.2 )
2
∙ (ℎоп. + ℎпп. + ℎкр. ) =
(50)
(6,13 + 6,72)
∙ (3,15 + 0,6 + 0,2) = 25,38 кН
2
hоп – высота фермы у опоры;
hпп – высота плиты покрытия;
hкр – толщина кровли, по расчету в п. 3.5 равна 0,19716 округляем до 0,2
м;
102
𝑊отс = 𝑊𝑎 ∙
сотс
с𝑎
= 25,38 ∙
(−0,6)
0,8
= −19,035 кН
(51)
Эквивалентная равномерная нагрузка определяется из условия равенства
изгибающего момента заделки от фактической ветровой нагрузки и
эквивалентной:
факт.
𝑀зад. = Мэкв.
зад. .
(52)
Изгибающий момент заделки от фактической ветровой нагрузки:
2
(𝑊𝑎.5 + 𝑊𝑎.10)
факт.
𝑀зад. = 𝑊𝑎.5 ∙ 5 ∙ ( + ℎбазы) +
∙ (10 − 5) ∙
3
2
(𝑊𝑎.18 + 𝑊𝑎.10 )
2
∙ [ ∙ (10 − 5) + 5 + ℎбазы ] +
∙ (18 − 10) ∙
3
2
2
∙ [ ∙ (18 − 10) + 10 + ℎбазы ]
3
(53)
2
(3,83 + 5,11 )
факт.
𝑀зад. = 3,83 ∙ 5 ∙ ( + 0,6) +
∙ (10 − 5) ∙
3
2
(6,13 + 5,11 )
2
∙ [ ∙ (10 − 5) + 5 + 0,6] +
∙ (18 − 10) ∙
3
2
2
∙ [ ∙ (18 − 10) + 10 + 0,6] = 940,28 кН ∙ м
3
Эквивалентная равномерно распределенная нагрузка:
𝑊аэкв.
факт.
=
𝑀зад. ∙2
ℎ2
экв.
𝑊отс.
= 𝑊𝑎экв. ∙
=
940,28∙2
𝑐отс.
𝑐𝑎
18,62
= 5,44 кН/м;
= 5,44 ∙
103
(−0,6)
0,8
= −4,08 кН/м .
(54)
(55)
Рисунок 31 – Схема разбиения здания по высоте на расчетные участки для
определения ветровой нагрузки
104
2.4.4 Крановые нагрузки
На раму каркаса воздействуют вертикальные и горизонтальные
крановые нагрузки (рисунок 33). При учете одного крана нагрузки от него
принимают в полном размере (ψ = 1). При учете двух кранов нагрузки от них
снижают умножением на коэффициенты сочетания крановых нагрузок ψ =
0,85 (ψ = 0,95 для кранов тяжелого и весьма тяжелого режимов работы), при
учете четырех кранов коэффициенты принимают соответственно ψ= 0,7 (ψ =
0,8). Горизонтальные нагрузки определяют от одного или от двух кранов в
одном пролете в одном створе.
Рисунок 33 – Схема нагружения рамы крановой нагрузкой
Наибольшее Dmax наименьшее Dmin и горизонтальное Fгор давления
крановой нагрузки на колонну определяют по линиям влияния опорных
реакций колонн при одной и той же установке катков.
Давление на колонну среднего ряда B оси n (рисунок 33) определяют по
линии влияния реакции опоры n, нагруженной одним краном большей
грузоподъемности или двумя кранами. Критический груз (зачернен) находим
с помощью известного в строительной механике графического построения.
Вычисляем
значения
максимального
Dmax,
минимального
Dmin
и
горизонтального Fгор давлений на колонны с учетом коэффициента
надежности по нагрузке γf1 = 1,1 γf2 = 1,3. При расчете колонн заранее трудно
105
установить, что более невыгодно — нагружение одним краном с ψк = 1,0, или
двумя кранами с ψк = 0,85 (0,95), или четырьмя кранами с ψк = 0,7 (0,8). Это
требует или расчета рамы на все возможные нагружения кранами или
предварительного анализа нагрузок.
Рассмотрим нагрузки на колоны пролёта A – Б от кранов (№5, таблица
9) указанного пролета (створа), считая, что на колонну расчетной рамы по оси
n действуют:
Рисунок 34 – Загружение колонны типовой (для расчетной рамы) оси двумя
кранами
Расчет вертикальное давления на колонну:
𝐷𝑚𝑎𝑥 = 𝛾𝑓1 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃п ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
𝐷𝑚𝑎𝑥 = 1,1 ∙ 0,95 ∙ 273,5 ∙ 2,884 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 871,07 кН,
106
(56)
𝐷𝑚𝑖𝑛 = 𝛾𝑓 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃𝑚𝑖𝑛 ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
(57)
𝐷𝑚𝑖𝑛 = 1,1 ∙ 0,95 ∙ 90,5 ∙ 2,884 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 313,55 кН
где 𝛾𝑓 = 1,1; 1,3 - коэффициент надежности по нагрузке;
𝜓 −коэффициент сочетания воздействия кранов;
𝑃п −нормативное значение максимального давления от мостового
крана, определяемая по формуле:
𝑃п =
𝑃1н +𝑃2н
2
=
273,5+273,5
2
= 273,5 кН ,
(58)
P1н , P2н −давление колес на рельсы, кН.
∑ у −сумма ординат линий влияния опорного давления на колонну, м.
∑ у = 𝑦1 + 𝑦2 + 𝑦3 + 𝑦4 = 1 + 0,442 + 0,9 + 0,542 = 2,884 м.
(59)
Bt −ширина тормозной балки или ремонтной площадки, Bt = bн = 2,0 м;
B −шаг рам, м;
Q t − нормативная нагрузка на тормозную балку (площадку) от людей,
ремонтных материалов, Q t = 1,5 кН/м2;
Pmin − наиеньшее нормативное значение давления от колеса крана,
определяемая по формуле:
𝑃𝑚𝑖𝑛 =
(𝑄+𝐺)
𝑛
− 𝑃п =
(320+408)
2
− 273,5 = 90,5 кН,
(60)
𝑄 −грузоподъемность крана, кН;
𝐺 −вес крана с тележкой, кН;
𝑛 −число колес на одной стороне одного крана;
Подкрановые
балки
устанавливают
с
эксцентриситетом
e2
по
отношению оси нижней части колонны, поэтому от вертикальных давлений
возникают сосредоточенные изгибающие моменты:
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐷𝑚𝑎𝑥 ∙
𝑀𝑚𝑖𝑛 = 𝐷𝑚𝑖𝑛 ∙
где
bн
2
𝑏н
2
𝑏н
2
= 871,07 ∙
= 319,55 ∙
2,0
2
2,0
2
= 871,07 кН ∙ м;
= 319,55 кН ∙ м;
(61)
(62)
− эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки от кранов.
107
Расчетное горизонтальное давление от торможения тележки с грузом:
T = γf ∙ ψ ∙ T0 ∙ ∑ у = 1,1 ∙ 0,95 ∙ 13,5 ∙ 2,884 = 40,69 кН,
(63)
где T0 − нормативная величина силы поперечного торможения крана,
определяемая по формуле:
T0 =
0,05∙(Q+GT )
𝑁
=
0,05∙(320+220)
2
= 13,5 кН,
(64)
где GT − вес тележки крана, кН.
Рассмотрим нагрузки на колоны пролёта Б – В от кранов (№4, таблица
9) указанного пролета (створа), считая, что на колонну расчетной рамы по оси
n действуют:
Рисунок 35 – Загружение колонны типовой (для расчетной рамы) оси одним
краном
108
Расчет вертикальное давления на колонну:
𝐷𝑚𝑎𝑥 = 𝛾𝑓1 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃п ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
= 1,1 ∙ 1 ∙ 201,3 ∙ 1,625 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 406,62 кН,
𝐷𝑚𝑖𝑛 = 𝛾𝑓 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃𝑚𝑖𝑛 ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
= 1,1 ∙ 1 ∙ 78,2 ∙ 1,625 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 186,58 кН
где 𝛾𝑓 = 1,1; 1,3 - коэффициент надежности по нагрузке;
𝜓 −коэффициент сочетания воздействия кранов;
𝑃п −нормативное значение максимального давления от мостового
крана, определяемая по формуле:
𝑃1н + 𝑃2н 201,3 + 201,3
𝑃п =
=
= 201,3 кН ,
2
2
P1н , P2н −давление колес на рельсы, кН.
∑ у −сумма ординат линий влияния опорного давления на колонну, м.
∑ у = 𝑦1 + 𝑦2 = 1 + 0,625 = 1,625 м.
Bt −ширина тормозной балки или ремонтной площадки, Bt = bн = 2,0 м;
B −шаг рам, м;
Q t − нормативная нагрузка на тормозную балку (площадку) от людей,
ремонтных материалов, Q t = 1,5 кН/м2;
Pmin − наиеньшее нормативное значение давления от колеса крана,
определяемая по формуле:
𝑃𝑚𝑖𝑛 =
(200 + 359)
(𝑄 + 𝐺)
− 𝑃п =
− 201,3 = 78,2 кН,
𝑛
2
𝑄 −грузоподъемность крана, кН;
𝐺 −вес крана с тележкой, кН;
𝑛 −число колес на одной стороне одного крана;
Подкрановые балки устанавливают с эксцентриситетом e по отношению
оси нижней части колонны, поэтому от вертикальных давлений возникают
сосредоточенные изгибающие моменты:
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐷𝑚𝑎𝑥 ∙
𝑏н
2
= 406,62 ∙
2,0
2
= 406,62 кН ∙ м;
109
𝑀𝑚𝑖𝑛 = 𝐷𝑚𝑖𝑛 ∙
где
bн
2
𝑏н
2,0
= 186,58 ∙
= 186,58 кН ∙ м;
2
2
− эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки от кранов.
Расчетное горизонтальное давление от торможения тележки с грузом:
T = γf ∙ ψ ∙ T0 ∙ ∑ у = 1,1 ∙ 1 ∙ 8,5 ∙ 1,625 = 15,19 кН,
где T0 − нормативная величина силы поперечного торможения крана,
определяемая по формуле:
T0 =
0,05 ∙ (Q + GT ) 0,05 ∙ (200 + 140)
=
= 8,5 кН,
𝑁
2
где GT − вес тележки крана, кН.
Рассмотрим нагрузки на колоны пролёта В – Г от кранов (№3, таблица
9) указанного пролета (створа), считая, что на колонну расчетной рамы по оси
n действуют:
Рисунок 36 – Загружение колонны типовой (для расчетной рамы) оси одним
краном
110
Расчет вертикальное давления на колонну:
𝐷𝑚𝑎𝑥 = 𝛾𝑓1 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃п ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
= 1,1 ∙ 1 ∙ 185,7 ∙ 1,625 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 378,74 кН,
𝐷𝑚𝑖𝑛 = 𝛾𝑓 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃𝑚𝑖𝑛 ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
= 1,1 ∙ 1 ∙ 65,3 ∙ 1,625 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 163,52 кН
где 𝛾𝑓 = 1,1; 1,3 - коэффициент надежности по нагрузке;
𝜓 −коэффициент сочетания воздействия кранов;
𝑃п −нормативное значение максимального давления от мостового
крана, определяемая по формуле:
𝑃1н + 𝑃2н 185,7 + 185,7
𝑃п =
=
= 185,7 кН ,
2
2
P1н , P2н −давление колес на рельсы, кН.
∑ у − сумма ординат линий влияния опорного давления на колонну, м.
∑ у = 𝑦1 + 𝑦2 = 1 + 0,625 = 1,625 м.
Bt −ширина тормозной балки или ремонтной площадки, Bt = bн = 2,0 м;
B −шаг рам, м;
Q t − нормативная нагрузка на тормозную балку (площадку) от людей,
ремонтных материалов, Q t = 1,5 кН/м2;
Pmin − наиеньшее нормативное значение давления от колеса крана,
определяемая по формуле:
𝑃𝑚𝑖𝑛 =
(200 + 302)
(𝑄 + 𝐺)
− 𝑃п =
− 185,7 = 65,3 кН,
𝑛
2
𝑄 −грузоподъемность крана, кН;
𝐺 −вес крана с тележкой, кН;
𝑛 − число колес на одной стороне одного крана;
Подкрановые
балки
устанавливают
с
эксцентриситетом
e2
по
отношению оси нижней части колонны, поэтому от вертикальных давлений
возникают сосредоточенные изгибающие моменты:
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐷𝑚𝑎𝑥 ∙
𝑏н
2
= 378,74 ∙
2,0
2
= 378,74 кН ∙ м;
111
𝑀𝑚𝑖𝑛 = 𝐷𝑚𝑖𝑛 ∙
где
bн
2
𝑏н
2,0
= 163,52 ∙
= 163,52 кН ∙ м;
2
2
− эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки от кранов.
Расчетное горизонтальное давление от торможения тележки с грузом:
T = γf ∙ ψ ∙ T0 ∙ ∑ у = 1,1 ∙ 1 ∙ 8 ∙ 1,625 = 14,3 кН,
где T0 − нормативная величина силы поперечного торможения крана,
определяемая по формуле:
T0 =
0,05 ∙ (Q + GT ) 0,05 ∙ (200 + 120)
=
= 8 кН,
𝑁
2
где GT − вес тележки крана, кН.
Рассмотрим нагрузки на колоны пролёта Г1 – В1 от кранов (№7, таблица
9) указанного пролета (створа), считая, что на колонну расчетной рамы по оси
n действуют:
Рисунок 37 – Загружение колонны типовой (для расчетной рамы) оси двумя
кранами
112
Расчет вертикальное давления на колонну:
𝐷𝑚𝑎𝑥 = 𝛾𝑓1 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃п ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
= 1,1 ∙ 0,85 ∙ 329,6 ∙ 2,884 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 935,58 кН,
𝐷𝑚𝑖𝑛 = 𝛾𝑓 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃𝑚𝑖𝑛 ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
= 1,1 ∙ 0,85 ∙ 109,9 ∙ 2,884 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 343,15 кН
где 𝛾𝑓 = 1,1; 1,3 - коэффициент надежности по нагрузке;
𝜓 −коэффициент сочетания воздействия кранов;
𝑃п − нормативное значение максимального давления от мостового
крана, определяемая по формуле:
𝑃1н + 𝑃2н 329,6 + 329,6
𝑃п =
=
= 329,6 кН ,
2
2
P1н , P2н −давление колес на рельсы, кН.
∑ у − сумма ординат линий влияния опорного давления на колонну, м.
∑ у = 𝑦1 + 𝑦2 + 𝑦3 + 𝑦4 = 1 + 0,442 + 0,9 + 0,542 = 2,884 м.
Bt −ширина тормозной балки или ремонтной площадки, Bt = bн = 2,0 м;
B −шаг рам, м;
Q t − нормативная нагрузка на тормозную балку (площадку) от людей,
ремонтных материалов, Q t = 1,5 кН/м2;
Pmin − наиеньшее нормативное значение давления от колеса крана,
определяемая по формуле:
𝑃𝑚𝑖𝑛 =
(400 + 479)
(𝑄 + 𝐺)
− 𝑃п =
− 329,6 = 109,9 кН,
𝑛
2
𝑄 −грузоподъемность крана, кН;
𝐺 − вес крана с тележкой, кН;
𝑛 −число колес на одной стороне одного крана;
Подкрановые
балки
устанавливают
с
эксцентриситетом
e2
по
отношению оси нижней части колонны, поэтому от вертикальных давлений
возникают сосредоточенные изгибающие моменты:
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐷𝑚𝑎𝑥 ∙
𝑏н
2
= 935,58 ∙
2,0
2
= 935,58 кН ∙ м;
113
𝑀𝑚𝑖𝑛 = 𝐷𝑚𝑖𝑛 ∙
где
bн
2
𝑏н
2,0
= 343,15 ∙
= 343,15 кН ∙ м;
2
2
− эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки от кранов.
Расчетное горизонтальное давление от торможения тележки с грузом:
T = γf ∙ ψ ∙ T0 ∙ ∑ у = 1,1 ∙ 0,85 ∙ 15,5 ∙ 1,625 = 23,55 кН,
где T0 − нормативная величина силы поперечного торможения крана,
определяемая по формуле:
T0 =
0,05 ∙ (Q + GT ) 0,05 ∙ (400 + 220)
=
= 15,5 кН,
𝑁
2
где GT − вес тележки крана, кН.
Рассмотрим нагрузки на колоны пролёта В1 – Б1 от кранов (№1, таблица
9) указанного пролета (створа), считая, что на колонну расчетной рамы по оси
n действуют:
Рисунок 38 – Загружение колонны типовой (для расчетной рамы) оси одним
краном
114
Расчет вертикальное давления на колонну:
𝐷𝑚𝑎𝑥 = 𝛾𝑓1 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃п ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
= 1,1 ∙ 1 ∙ 101 ∙ 1,625 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 227,34 кН,
𝐷𝑚𝑖𝑛 = 𝛾𝑓 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃𝑚𝑖𝑛 ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
= 1,1 ∙ 1 ∙ 39,5 ∙ 1,625 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 117,41 кН
где 𝛾𝑓 = 1,1; 1,3 - коэффициент надежности по нагрузке;
𝜓 −коэффициент сочетания воздействия кранов;
𝑃п −нормативное значение максимального давления от мостового
крана, определяемая по формуле:
𝑃1н + 𝑃2н 101 + 101
𝑃п =
=
= 101 кН ,
2
2
P1н , P2н −давление колес на рельсы, кН.
∑ у −сумма ординат линий влияния опорного давления на колонну, м.
∑ у = 𝑦1 + 𝑦2 = 1 + 0,625 = 1,625 м.
Bt −ширина тормозной балки или ремонтной площадки, Bt = bн = 2,0 м;
B −шаг рам, м;
Q t − нормативная нагрузка на тормозную балку (площадку) от людей,
ремонтных материалов, Q t = 1,5 кН/м2;
Pmin − наиеньшее нормативное значение давления от колеса крана,
определяемая по формуле:
𝑃𝑚𝑖𝑛 =
(100 + 181)
(𝑄 + 𝐺)
− 𝑃п =
− 101 = 39,5 кН,
𝑛
2
𝑄 −грузоподъемность крана, кН;
𝐺 −вес крана с тележкой, кН;
𝑛 − число колес на одной стороне одного крана;
Подкрановые балки устанавливают с эксцентриситетом e по отношению
оси нижней части колонны, поэтому от вертикальных давлений возникают
сосредоточенные изгибающие моменты:
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐷𝑚𝑎𝑥 ∙
𝑏н
2
= 227,34 ∙
2,0
2
= 227,34 кН ∙ м;
115
𝑀𝑚𝑖𝑛 = 𝐷𝑚𝑖𝑛 ∙
где
bн
2
𝑏н
2,0
= 117,41 ∙
= 117,41 кН ∙ м;
2
2
− эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки от кранов.
Расчетное горизонтальное давление от торможения тележки с грузом:
T = γf ∙ ψ ∙ T0 ∙ ∑ у = 1,1 ∙ 1 ∙ 4,375 ∙ 1,625 = 7,82 кН,
где T0 − нормативная величина силы поперечного торможения крана,
определяемая по формуле:
T0 =
0,05 ∙ (Q + GT ) 0,05 ∙ (100 + 75)
=
= 4,375 кН,
𝑁
2
где GT − вес тележки крана, кН.
Рассмотрим нагрузки на колоны пролёта Б – Б1 от кранов (№6, таблица
9) указанного пролета (створа), считая, что на колонну расчетной рамы по оси
n действуют:
Рисунок 39 – Загружение колонны типовой (для расчетной рамы) оси одним
краном
116
Расчет вертикальное давления на колонну:
𝐷𝑚𝑎𝑥 = 𝛾𝑓1 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃п ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
= 1,1 ∙ 1 ∙ 279,9 ∙ 1,625 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 547,12 кН,
𝐷𝑚𝑖𝑛 = 𝛾𝑓 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃𝑚𝑖𝑛 ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
= 1,1 ∙ 1 ∙ 58,6 ∙ 1,625 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 151,55 кН
где 𝛾𝑓 = 1,1; 1,3 - коэффициент надежности по нагрузке;
𝜓 −коэффициент сочетания воздействия кранов;
𝑃п −нормативное значение максимального давления от мостового
крана, определяемая по формуле:
𝑃1н + 𝑃2н 279,9 + 279,9
𝑃п =
=
= 279,9 кН ,
2
2
P1н , P2н −давление колес на рельсы, кН.
∑ у −сумма ординат линий влияния опорного давления на колонну, м.
∑ у = 𝑦1 + 𝑦2 = 1 + 0,625 = 1,625 м.
Bt −ширина тормозной балки или ремонтной площадки, Bt = bн = 2,0 м;
B −шаг рам, м;
Q t − нормативная нагрузка на тормозную балку (площадку) от людей,
ремонтных материалов, Q t = 1,5 кН/м2;
Pmin − наиеньшее нормативное значение давления от колеса крана,
определяемая по формуле:
𝑃𝑚𝑖𝑛 =
(400 + 277)
(𝑄 + 𝐺)
− 𝑃п =
− 279,9 = 58,6 кН,
𝑛
2
𝑄 −грузоподъемность крана, кН;
𝐺 −вес крана с тележкой, кН;
𝑛 −число колес на одной стороне одного крана;
Подкрановые
балки
устанавливают
с
эксцентриситетом
e2
по
отношению оси нижней части колонны, поэтому от вертикальных давлений
возникают сосредоточенные изгибающие моменты:
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐷𝑚𝑎𝑥 ∙
𝑏н
2
= 547,12 ∙
2,0
2
= 547,12 кН ∙ м;
117
𝑀𝑚𝑖𝑛 = 𝐷𝑚𝑖𝑛 ∙
где
bн
2
𝑏н
2,0
= 151,55 ∙
= 151,55 кН ∙ м;
2
2
− эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки от кранов.
Расчетное горизонтальное давление от торможения тележки с грузом:
T = γf ∙ ψ ∙ T0 ∙ ∑ у = 1,1 ∙ 1 ∙ 11,875 ∙ 1,625 = 21,23 кН,
где T0 − нормативная величина силы поперечного торможения крана,
определяемая по формуле:
T0 =
0,05 ∙ (Q + GT ) 0,05 ∙ (400 + 75)
=
= 11,875 кН,
𝑁
2
где GT − вес тележки крана, кН.
Рассмотрим нагрузки на колоны пролёта Д – Е от кранов (№2, таблица
9) указанного пролета (створа), считая, что на колонну расчетной рамы по оси
n действуют:
Рисунок 40 – Загружение колонны типовой (для расчетной рамы) оси одним
краном
118
Расчет вертикальное давления на колонну:
𝐷𝑚𝑎𝑥 = 𝛾𝑓1 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃п ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
= 1,1 ∙ 1 ∙ 130 ∙ 1,625 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 279,175 кН,
𝐷𝑚𝑖𝑛 = 𝛾𝑓 ∙ 𝜓 ∙ 𝑃𝑚𝑖𝑛 ∙ ∑ у + 𝛾𝑓2 ∙ 𝐵𝑡 ∙ 𝐵ф ∙ 𝑄𝑡
= 1,1 ∙ 1 ∙ 88,5 ∙ 1,625 + 1,3 ∙ 2,0 ∙ 12 ∙ 1,5 = 204,99 кН
где 𝛾𝑓 = 1,1; 1,3 - коэффициент надежности по нагрузке;
𝜓 − коэффициент сочетания воздействия кранов;
𝑃п −нормативное значение максимального давления от мостового
крана, определяемая по формуле:
𝑃1н + 𝑃2н 130 + 130
𝑃п =
=
= 130 кН ,
2
2
P1н , P2н −давление колес на рельсы, кН.
∑ у −сумма ординат линий влияния опорного давления на колонну, м.
∑ у = 𝑦1 + 𝑦2 = 1 + 0,625 = 1,625 м.
Bt −ширина тормозной балки или ремонтной площадки, Bt = bн = 2,0 м;
B −шаг рам, м;
Q t − нормативная нагрузка на тормозную балку (площадку) от людей,
ремонтных материалов, Q t = 1,5 кН/м2;
Pmin − наиеньшее нормативное значение давления от колеса крана,
определяемая по формуле:
𝑃𝑚𝑖𝑛 =
(160 + 277)
(𝑄 + 𝐺)
− 𝑃п =
− 130 = 88,5 кН,
𝑛
2
𝑄 −грузоподъемность крана, кН;
𝐺 −вес крана с тележкой, кН;
𝑛 −число колес на одной стороне одного крана;
Подкрановые
балки
устанавливают
с
эксцентриситетом
e2
по
отношению оси нижней части колонны, поэтому от вертикальных давлений
возникают сосредоточенные изгибающие моменты:
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐷𝑚𝑎𝑥 ∙
𝑏н
2
= 279,175 ∙
2,0
2
= 279,175 кН ∙ м;
119
𝑀𝑚𝑖𝑛 = 𝐷𝑚𝑖𝑛 ∙
где
bн
2
𝑏н
2,0
= 204,99 ∙
= 204,99 кН ∙ м;
2
2
− эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки от кранов.
Расчетное горизонтальное давление от торможения тележки с грузом:
T = γf ∙ ψ ∙ T0 ∙ ∑ у = 1,1 ∙ 1 ∙ 5,875 ∙ 1,625 = 10,5 кН,
где T0 − нормативная величина силы поперечного торможения крана,
определяемая по формуле:
T0 =
0,05 ∙ (Q + GT ) 0,05 ∙ (160 + 75)
=
= 5,875 кН,
𝑁
2
где GT − вес тележки крана, кН.
2.4.5 Сейсмическая нагрузка
Основные расчетные положения
Расчёт зданий и сооружений на сейсмические нагрузки производится на
основе
СП 14.13330.2018
«Строительство в сейсмических районах»
(актуализированного СНиП II-7-81*) [37]. Согласно [37] расчет конструкций
и оснований на сейсмические нагрузки необходимо производить при
проектировании зданий, возводимых на площадках с сейсмичностью 7, 8 и 9
баллов. Расчет конструкций зданий и сооружений, проектируемых для
строительства в сейсмических районах, необходимо выполнять на основные и
особые сочетания нагрузок. В состав последних включаются постоянные, 1-2
временные и особая (сейсмическая) нагрузки. При этом значения расчетных
нагрузок следует умножать на коэффициенты сочетаний, принимаемые по
таблице 22.
120
Таблица 22 – «Коэффициент сочетаний»
Вид нагрузок
Коэффициент сочетания ψc
Постоянная
0,9
Временная - длительная
0,8
Временная - кратковременная
0,5
Горизонтальные нагрузки от масс на гибких подвесках, температурные
климатические воздействия, ветровые нагрузки, динамические воздействия от
оборудования и транспорта, тормозные и боковые усилия от движения кранов
в особое сочетание нагрузок не включаются. Расчётную горизонтальную
сейсмическую нагрузку от веса мостовых кранов следует учитывать в
направлении, перпендикулярном к оси подкрановых балок. Снижение
крановых нагрузок, предусмотренное СП 20.13330.2016 «Нагрузки и
воздействия», при этом не учитывается. Сейсмические воздействия могут
иметь любое направление в пространстве. Для зданий и сооружений с простым
конструктивно-планировочным решением расчётные сейсмические нагрузки
следует принимать действующими горизонтально в направлении их
продольной и поперечной осей. Действие сейсмических нагрузок в указанных
направлениях следует учитывать раздельно. Расчётные сейсмические
нагрузки на здания и сооружения, имеющие сложное конструктивнопланировочное
решение,
следует
определять
с
применением
пространственных расчётных динамических моделей зданий и с учётом
пространственного характера сейсмических воздействий.
Конструктивно-планировочное решение зданий и сооружений считается
простым, если выполняются все нижеперечисленные условия:
а) первая и вторая формы собственных колебаний сооружения не
являются крутильными относительно вертикальной оси;
б) максимальное и среднее значения горизонтальных смещений каждого
перекрытия по любой из поступательных форм собственных колебаний
сооружения различаются не более чем на 10 процентов;
121
в) значения периодов всех учитываемых форм собственных колебаний
должны отличаться друг от друга не менее чем на 10%;
г) в перекрытиях отсутствуют большие проемы, ослабляющие диски
перекрытий;
д) конструктивные особенности соответствуют требованиям таблицы 7
[37].
При выполнении расчётов сооружений с учетом сейсмических
воздействий следует применять две расчётные ситуации:
а) сейсмические нагрузки соответствуют уровню ПЗ (проектное
землетрясение). Целью расчётов на воздействие ПЗ является предотвращение
частичной или полной потери эксплуатационных свойств сооружением.
Расчётные модели сооружений следует принимать соответствующими
упругой области деформирования. Эти расчёты выполняются для всех зданий
и сооружений.
б) сейсмические нагрузки соответствуют уровню МРЗ (максимальное
расчетное землетрясение). Целью расчётов на воздействие МРЗ является
предотвращение глобального обрушения сооружения или его частей,
создающего угрозу безопасности людей. Формирование расчётных моделей
сооружений следует проводить с учётом возможности развития в несущих и
ненесущих элементах конструкций неупругих деформаций и локальных
хрупких разрушений. Эти расчёты выполняются для зданий, перечисленных в
таблице 3 [37].
Расчёт зданий на сейсмические воздействия, соответствующие уровню
ПЗ, производится в следующей последовательности:
1) определяется сейсмичность района строительства;
2) определяется сейсмичность площадки строительства;
3) формируется расчётная динамическая модель здания и определяются
ее параметры;
4) определяются периоды, частоты и формы собственных колебаний
каркаса;
122
5) определяется расчётная сейсмическая нагрузка;
6) определяются усилия в элементах каркаса от действия сейсмических
нагрузок;
7) определяются усилия в элементах каркаса от особого сочетания
нагрузок;
8) производится поверочный расчёт основных элементов каркаса и узлов
их соединений.
Определение сейсмичности района строительства
Интенсивность сейсмических нагрузок в баллах (сейсмичность) для
района строительства следует принимать на основе комплекта карт общего
сейсмического районирования территории Российской Федерации - ОСР2015, утвержденных Российской академией наук. Указанный комплект карт
предусматривает
осуществление
антисейсмических
мероприятий
при
строительстве объектов и отражает 10%-ную (карта А), 5%-ную (карта В), 1%ную (карта С) вероятность возможного превышения в течение 50 лет
указанных на картах значений сейсмической интенсивности (Приложение 1
[37]).
Для г. Абинск, Краснодарский край.
Таблица 23 – «Сейсмичная интенсивность»
Карты ОСР-2015
Балы шкалы MSK-64
А (10%)
8
В (5%)
8
С (1%)
9
- карта А – массовое строительство;
- карта В – объекты повышенной ответственности;
- карта С – особо ответственные объекты.
123
Электрометаллургический завод относится к объектам повышенной
ответственности. Как здание с постоянным (длительным) прибыванием
значительного количества людей.
Определение сейсмичности площадки строительства
По СНКК 22-301-2000 пункт 1.6.4. таблица 2 для г. Абинск [44]
Категория грунта по сейсмическим свойствам – 3 среднего качества;
При грунтах среднего качества сейсмичность площадки строительства
совпадает с сейсмичностью района строительства.
Сейсмическая жесткость 𝜌 ∙ 𝑉𝑆 (г/см3 ∙ м/с) = 200-300;
Отношение скоростей продольных и поперечных волн,
𝑉𝑝
𝑉𝑠
= 3,5 − 7,
Скорости 𝑉𝑝 и 𝑉𝑆 , а также значение сейсмической жесткости грунта
являются средневзвешенными значениями для 30-метровой толщи, считая от
планировочной отметки.
124
Формирование расчетной динамической модели здания
Динамическая расчетная схема каркаса здания, используемая при
определении сейсмических сил, принимается в виде невесомого консольного
стержня, защемленного в основании, с грузами, сосредоточенными на уровне
перекрытий и покрытия. Для одноэтажных производственных зданий
принимается одномассовая система (Рисунок 41).
Рисунок 41 – Формирование динамической расчетной схемы для
производственного здания с мостовыми кранами при шарнирном сопряжении
стропильной конструкции с колоннами.
Для одноэтажных производственных зданий с мостовыми кранами
принимается двухмассовая модель (смотри рисунок 41).
Груз Q1 сосредоточен на уровне верха колонн и включает в себя:
- снеговую нагрузку, действующую на покрытие (ψc = 0,9);
- собственный вес покрытия (ψc = 0,9);
- 1/4 собственного веса всех колонн и собственный вес стенового
ограждения и остекления, расположенных выше отметки 3/4∙Н при
шарнирном сопряжении стропильной конструкции с колонной (Рисунок 41)
(ψc = 0,9);
Груз Q2 сосредоточен на уровне верха консоли колонн и включает в себя:
125
- собственный вес подкрановых балок (ψc = 0,9);
- крановых путей и мостовых кранов (мостовые краны учитываются
только при расчете каркаса в поперечном направлении) (ψc = 0,9);
Жёсткость нижнего участка консольного стержня равна сумме
жесткостей подкрановой части всех колонн здания, воспринимающих
нагрузку в рассматриваемом направлении; жесткость верхнего участка,
соответственно, сумме жесткостей надкрановой части колонн здания.
Определение сейсмических нагрузок действующих на здание
Для определения величины сейсмической нагрузки, следует вычислить
нагрузки:
- от веса части здания выше нижней отметки ригеля;
- от веса всех стоек фахверка (при их наличии);
- от веса участков стен в пределах высоты колонн по периметру здания
(при самонесущих стенах – продольных стен);
- от веса стен, примыкающих к стойкам фахверка (при его наличии).
Все перечисленные нагрузки следует учитывать с коэффициентом ψc =
0,9.
Нагрузка от веса части здания выше нижней отметки ригеля можно
вычислить по формуле:
𝐺𝑚 = ψ𝑐 ⋅ (
𝑄𝑝 ⋅𝐿𝑧 ⋅𝐿
Вф
+ 𝑄ст ⋅ (А1 + А2 )) =
(65)
1,67 ∙ 288 ∙ 36
𝐺𝑚 = 0,9 ∙ (
+ 0,95 ∙ (1503,36 + 187,92)) = 2744,64 кН
12
где Qр – расчетная нагрузка от покрытия с 1 м2, п. 3.4.1 таблица 17, Qр =
1,67 кН/м2,
Qст – расчетная нагрузка от веса 1 м2 стеновой панели, Qст = 0,95 кН/м2;
ψ𝑐 – коэффициент сочетания;
Вф – шаг рам, м;
126
А1 - площадь участков двух продольных стен от низа ригеля до верха
продольных стен;
А1 = Нв ∙ 𝐿𝑧 = 5,220 ∙ 288,000 = 1503,36 м2
(66)
А2 - площадь участков двух торцевых стен от низа ригеля до верха
торцевых стен;
А2 = Нв ∙ 𝐿 = 5,220 ∙ 36,000 = 187,92 м2
(67)
Lz - длина здания, м;
L – длина пролета, м;
Нагрузка от веса стоек фахверка:
𝐺𝑓 = ψ𝑐 ⋅ (𝑄𝑓 ⋅ 𝑛) = 0,9 ∙ (31 ∙ 5) = 139,5 кН
(68)
где; 𝑄𝑓 - расчетная нагрузка от веса стойки фахверка торцевых стен;
n - число всех стоек фахверка торцевых стен в пролете А-Б;
ψ𝑐 – коэффициент сочетания;
Нагрузка от веса участков стен в пределах высоты колонн и веса связей
по колоннам:
𝐺ст = ψ𝑐 ⋅ (𝑄𝑐т ⋅ (А3 + А4 ) + 𝑄ос ⋅ (А5 + А6 ) + 𝑄св ⋅ 𝐿 ⋅ 𝐿𝑧 )
(69)
𝐺ст = 0,9 ⋅ (0,95 ⋅ (2073,6 + 2592) + 0,5 ⋅ (2764,8 + 345,6) + 0,07 ⋅ 36 ⋅ 288)
= 6041,952 кН
где 𝑄𝑐т – расчетная нагрузка от веса 1 м2 стеновой панели;
𝑄ос – расчетная нагрузка от веса 1 м2 остекления;
𝑄св – расчетная нагрузка от веса 1 м2 связей;
ψ𝑐 – коэффициент сочетания;
А3 – площадь продольных стен в пределах уровня колонн, без учета
оконного остекления;
А3 = (Н1 + Н3 + Н5) ∙ 𝐿𝑧
(70)
А3 = (1,200 + 2,400 + 3,600) ∙ 288,000 = 2073,6 м2
А4 - площадь торцевых стен в пределах уровня колонн, без учета
оконного остекления;
127
А4 = (Н1 + Н3 + Н5 ) ∙ 𝐿
(71)
А4 = (1,200 + 2,400 + 3,600) ∙ 36,000 = 259,2 м2
А5 – площадь продольных оконных остеклений в пределах уровня
колонн;
А5 = (Н2 + Н4 + Н6 ) ∙ 𝐿𝑧
(72)
А5 = (4,800 + 2,400 + 2,400) ∙ 288,000 = 2764,8 м2
А6 - площадь торцевых оконных остеклений в пределах уровня колонн;
А6 = (Н2 + Н4 + Н6) ∙ 𝐿
А6 = (4,800 + 2,400 + 2,400) ∙ 36,000 = 345,6 м2
(73)
(74)
Lz - длина здания, м;
L – длина пролета, м;
Нагрузка от веса участков стен, примыкающих к стойкам фахверка:
𝐺𝑠1 = ψ𝑐 ⋅ (𝑄𝑐т ⋅ А7 + 𝑄ос ⋅ А8 ) ⋅ 𝑛
(75)
𝐺𝑠1 = 0,9 ⋅ (0,95 ⋅ 7,2 + 0,5 ⋅ 9,6) ⋅ 5 = 52,38 кН
где 𝑄𝑐т – расчетная нагрузка от веса 1 м2 стеновой панели;
𝑄ос – расчетная нагрузка от веса 1 м2 остекления;
ψ𝑐 – коэффициент сочетания;
А7 – грузовая площадь торцевых стен приходящаяся на одну
фахверковою колонну;
А7 = (Н1 + Н3 + Н5 ) ∙ 𝐿
(76)
А7 = (1,200 + 2,400 + 3,600) ∙ 1,000 = 7,2 м2
А8 – грузовая площадь торцевых оконных остеклений приходящаяся на
одну фахверковою колонну;
А8 = (Н2 + Н4 + Н6) ∙ 𝑏
А8 = (4,800 + 2,400 + 2,400) ∙ 1,000 = 9,6 м2
b – ширина покрытия, м;
n – количество торцевых фахверковых колонн.
128
(77)
Жесткость каркаса здания в уровне верха колонн:
𝐶 = ∑𝑛1 𝐶к = 37 ∙ 398 = 14726 кН/м2 ,
(78)
где n - количество колонн в каркасе здания;
𝐶к – жесткость отдельной колонны на уровне ее верха, кН/м 2:
𝐶к =
1
𝛿𝑘𝑘
=
3⋅𝐸⋅𝐽н
3⋅2,1 ∙108 ⋅54,9∙10−4
18,63 ⋅(1+10⋅0,283 )
=
3)
𝐻 3 ⋅(1+𝜇⋅𝜆
= 398 кН/м2 ,
(79)
𝛿𝑘𝑘 – перемещение отдельной колонны на уровне ее верха от действия
горизонтальной единичной силы в том же уровне;
𝐽н =
(𝑄𝑚𝑎𝑥 +2∙𝐷𝑚𝑎𝑥 )∙ℎн2
(80)
𝑘1 ∙ 𝑅𝑦 ∙ 𝛾𝑐
(597,31 + 2 ∙ 871,07) ∙ 14,0802
=
= 54,9 ∙ 10−4м4
3,2 ∙ 24 ∙ 1,1
𝑄𝑚𝑎𝑥 – поперечная сила ригеля, кН;
𝐷𝑚𝑎𝑥 – расчетное давление на колонну от двух сближенных кранов, кН;
𝑘1 = 3,2 − 3,6 при шаге колонн 12м
ℎ
5,22
Н
18,6
𝜆 = ( в) = (
) = 0,28
(81)
𝜇=
𝐽н
𝐽в
− 1 = 11 − 1 = 10,
(82)
Период собственных колебаний каркаса:
𝑇 = 2 ∙ П ⋅ √𝑄1 ⁄𝐶 ⋅ 𝑔 = 2 ∙ 3,14 ∙ √
9007,722
14726 ∙ 9,81
= 1,57 с.
(83)
где П = 3,14;
Q1 - вертикальная нагрузка;
р
𝑄1 = 𝐺𝑚 + 𝐺𝑓 + 𝐺ст + 𝐺𝑠1 + ψ𝑐 ∙ (𝑄в.к + 𝑆сн + РАБ
снег )
(84)
𝑄1 = 2744,64 + 139,5 + 6041,952 + 52,38 + 0,9 ∙ (15,7 + 16,8) =
= 9007,722 кН/м2
𝐺𝑚 – нагрузка от веса части здания выше нижней отметки ригеля, кН/м2;
𝐺𝑓 – нагрузка от веса стояк фахверка, кН/м 2;
𝐺ст – нагрузка от веса участков стен в пределах высоты колонн и веса
связей по колоннам, кН/м2;
𝐺𝑠1 – нагрузка от веса стен, примыкающие к стойкам фахверка, кН/м 2;
129
ψ𝑐 – коэффициент сочетания;
𝑄в.к – нагрузка от верхней части колонны, при кранах Q = 500/100 кН,
кН/м2;
р
𝑆сн – снеговая расчетная нагрузка в пролете АБ, кН/м2;
С - жесткость каркаса здания, кН/м2;
g - ускорение свободного падения, равное 9,81м/с2.
Определяем коэффициент динамичности для каркаса здания
В зависимости от категории грунта и от расчетного периода
собственных колебаний определяем коэффициент динамичности β i:
для грунтов I и II категорий (кривая 1)
- при Ti ≤ 0,1 с
βi = 1+15 ∙ Ti
- при 0,1< Ti < 0,4 с
βi = 2,5
- при Ti ≥ 0,4 с
βi = 2,5 ∙ (0,4/Ti)0,5
для грунтов III и IV категорий (кривая 2)
- при Ti ≤ 0,1 с
βi = 1+15 ∙ Ti
- при 0,1< Ti < 0,8 с
βi = 2,5
- при Ti ≥ 0,8 с
βi = 2,5 ∙ (0,4/Ti)0,5
Рисунок 42 – – Спектральная кривая коэффициента динамичности
Для грунта III категории среднего качества и при периоде собственного
колебания Т = 1,57 с, коэффициент βi = 2,5 ∙ (0,4/Ti)0,5 = 2,5 ∙ (0,4/1,57)0,5 = 1,26
130
Определение расчетных величин сейсмических нагрузок
а) В уровне верха колонн - от покрытия, снега, участков продольных
стен, расположенных выше низа ригеля, части (1/2) торцевых стен и
продольных стен, расположенных в пределах высоты колонн (смотри рисунок
41):
К0 ∙ К1 ⋅𝑄п ⋅А⋅𝛽⋅К𝜓 ⋅𝜂𝑖𝑘 ⋅𝐶к
𝑆р𝑛 =
(85)
С
𝑆р𝑛 =
1,2 ∙ 0,25 ⋅ 69,003 ⋅ 2 ⋅ 1,26 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ 398
= 1,4 кН/м2
14726
где, К1 – коэффициент, учитывающие допускаемые повреждений зданий
и сооружений, [37, с. 12, таблица 5], К1 = 0,25 - для зданий с металлическим
каркасом без вертикальных диафрагм и связей, в которых допускаются
остаточные
деформации
и
повреждения,
затрудняющие
нормальную
эксплуатацию, но обеспечивается безопасность людей и оборудования;
К0
–
коэффициент,
учитывающий
назначение
здания
и
его
ответственность, при расчете РЗ, [37, с. 11, таблица 4], К0 = 1,2;
𝜂𝑖𝑘 – коэффициент формы колебания для одномассовой системы, 𝜂 = 1;
𝑄 п – вертикальная нагрузка, расположенная выше уровня верха колонн
каркаса здания, составляемая из собственного веса покрытия, снега, участков
наружных продольных стен, расположенных выше верха колонн, а также 50%
веса стен и перегородок, связанных с покрытием с помощью фахверковых
колонн;
А – значение ускорения в уровне основания, для 8 баллов А = 2,0;
𝛽 – коэффициент динамичности, 𝛽 = 1,26;
К𝜓 – коэффициент, учитывающий способность зданий и сооружений к
рассеиванию энергии, [37, с. 13, таблица 6], К𝜓 = 1;
𝐶к – жесткость колонны, кН/м2;
С – жесткость каркаса здания, кН/м2;
131
б) По длине колонн - от собственного веса колонн:
𝑆к =
К0 ∙К1 ⋅А⋅𝛽⋅К𝜓 ⋅𝑄к
Н
=
1,2∙1⋅2⋅1,26⋅1⋅78,7
18
= 13,22 кН/м2
(86)
где, К1 – коэффициент, учитывающие допускаемые повреждений зданий
и сооружений, [37, с. 12, таблица 5], К1 = 0,25 - для зданий с металлическим
каркасом без вертикальных диафрагм и связей, в которых допускаются
остаточные
деформации
и
повреждения,
затрудняющие
нормальную
эксплуатацию, но обеспечивается безопасность людей и оборудования;
К0
–
коэффициент,
учитывающий
назначение
здания
и
его
ответственность, при расчете РЗ, [37, с. 11, таблица 4], К0 = 1,2;
𝜂𝑖𝑘 – коэффициент формы колебания для одномассовой системы, 𝜂 = 1;
𝑄 к – собственный вес колонны;
А – значение ускорения в уровне основания, для 8 баллов А = 2,0;
𝛽 – коэффициент динамичности, 𝛽 = 1,26;
К𝜓 – коэффициент, учитывающий способность зданий и сооружений к
рассеиванию энергии[37, с. 13, таблица 6], К𝜓 = 1;
Н – расстояние от верха фундамента до верха колонн, м;
в) В уровне низа подкрановых балок - от собственного веса подкрановых
конструкций:
𝑆 пб = К0 ∙ К1 ⋅ А ⋅ 𝛽 ⋅ К𝜓 ⋅ 𝑄 пб = 1,2 ∙ 0,25 ⋅ 2 ⋅ 1,26 ⋅ 1 ⋅ 63 = 23,8 кН/м2 (87)
где, К1 – коэффициент, учитывающие допускаемые повреждений зданий
и сооружений, [37, с. 12, таблица 5], К1 = 0,25 - для зданий с металлическим
каркасом без вертикальных диафрагм и связей, в которых допускаются
остаточные
деформации
и
повреждения,
затрудняющие
нормальную
эксплуатацию, но обеспечивается безопасность людей и оборудования;
К0
–
коэффициент,
учитывающий
назначение
здания
и
его
ответственность, при расчете РЗ, [37, с. 11, таблица 4], К0 = 1,2;
𝜂𝑖𝑘 – коэффициент формы колебания для одномассовой системы, 𝜂 = 1;
132
𝑄 пб – нагрузки от собственного веса подкрановых балок, опирающихся
на рассматриваемую колонну;
А – значение ускорения в уровне основания, для 8 баллов А = 2,0;
𝛽 – коэффициент динамичности, 𝛽 = 1,26;
К𝜓 – коэффициент, учитывающий способность зданий и сооружений к
рассеиванию энергии, [37, с. 12, таблица 5], К𝜓 = 1;
г) По длине крайних колонн - от участков продольных стен,
расположенных в пределах высоты колонн:
𝑆 𝑐 = К0 ∙ К1 ⋅ А ⋅ 𝛽 ⋅ К𝜓 ⋅ 𝑄 с = 1,2 ∙ 0,25 ⋅ 2 ⋅ 1,26 ⋅ 1 ⋅ 0,95 = 0,72 кН/м2 (88)
где, К1 – коэффициент, учитывающие допускаемые повреждений зданий
и сооружений, [37, с. 12, таблица 5], К1 = 0,25 - для зданий с металлическим
каркасом без вертикальных диафрагм и связей, в которых допускаются
остаточные
деформации
и
повреждения,
затрудняющие
нормальную
эксплуатацию, но обеспечивается безопасность людей и оборудования;
К0
–
коэффициент,
учитывающий
назначение
здания
и
его
ответственность, при расчете РЗ, [37, с. 11, таблица 4], К0 = 1,2;
𝜂𝑖𝑘 – коэффициент формы колебания для одномассовой системы, 𝜂 = 1;
𝑄 с – собственный вес стены, примыкающей к рассматриваемой колонне;
А – значение ускорения в уровне основания, для 8 баллов А = 2,0;
𝛽 – коэффициент динамичности, 𝛽 = 1,26;
К𝜓 – коэффициент, учитывающий способность зданий и сооружений к
рассеиванию энергии, [37, с. 13, таблица 6], К𝜓 = 1;
д) В уровне низа подкрановых балок - от собственного веса мостов
кранов:
Вычисляем сейсмические нагрузки на колонны от собственного веса
мостов кранов (ψс = 0,5), принимаемых по одному в пролете:
𝑆 кр = К0 ∙ К1 ⋅ А ⋅ 𝛽 ⋅ 𝜂𝑖𝑘 ⋅ К𝜓 ⋅ 𝑄 кр
𝑆 кр = 1,2 ∙ 0,25 ⋅ 2 ⋅ 1,26 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ 871,07 = 658,53 кН/м2
133
(89)
где, К1 – коэффициент, учитывающие допускаемые повреждений зданий
и сооружений, [37, с. 12, таблица 5], К1 = 0,25 - для зданий с металлическим
каркасом без вертикальных диафрагм и связей, в которых допускаются
остаточные
деформации
и
повреждения,
затрудняющие
нормальную
эксплуатацию, но обеспечивается безопасность людей и оборудования;
К0
–
коэффициент,
учитывающий
назначение
здания
и
его
ответственность, при расчете РЗ, [37, с. 11, таблица 4], К0 = 1,2;
𝜂𝑖𝑘 – коэффициент формы колебания для одномассовой системы, 𝜂 = 1;
𝑄 кр – нагрузка на колонну от собственного веса мостов кранов (с учетом
коэффициента перегрузки и коэффициента сочетания)
А – значение ускорения в уровне основания, для 8 баллов А = 2,0;
𝛽 – коэффициент динамичности, 𝛽 = 1,26;
К𝜓 – коэффициент, учитывающий способность зданий и сооружений к
рассеиванию энергии, [37, с. 13, таблица 6], К𝜓 = 1;
134
2.5 Статический расчет рамы каркаса
2.5.1 Расчетная схема рамы
Расчет рамы выполняется с помощью программы RAMA_F, поэтому
расчетную схему рамы компонуем с оптимизацией относительно нюансов
различия компьютерного расчета от ручного.
При компоновке каркаса разработана конструктивная схема рамы, т.е.
определены габаритные размеры элементов рамы, типы отдельных стержней
рамы (сплошные или решетчатые) и выбран способ узловых сопряжений.
Защемление колонн в фундаменте считают жестким.
За
геометрические
оси
колонн
в
расчетной
схеме
рамы
принимаются линии центров тяжести сечений колонн. Так как сечения не
известны, то допускается принимать геометрические оси по середине
высоты их сечения.
За геометрическую ось ригеля принимаемся ось нижнего пояса,
которая горизонтальна при уклонах кровли до i = 0,1 включительно.
По опыту проектирования производственных зданий
задаются
следующими соотношениями жесткостей и размерами эксцентриситетов е,
е к.
Jн/Jв= 6 ÷ 11, принимаем 10;
Jр/Jв = ∞ - при шарнирном сопряжении ригеля с колонной;
ек = (bн – bв)/2
(90)
ек = (1,250 – 0,750)/2 = 0,250 м;
где bв, bн - ширина верхней и нижней части колонны соответственно
135
Рисунок 43 – Расчетная схема рамы при шарнирном сопряжении ригеля с
колонной
Результаты статического расчета приведены в приложении А.
136
2.6 Расчет стропильной фермы пролета А-Б
2.6.1 Выбор геометрической схемы фермы
Сбор
нагрузок
выполняем
соответственно
исходных
данных,
основываясь на пункте 3.4.1 «Постоянные нагрузки».
Ветровой нагрузкой на покрытие, определяемой по СП 20.13330.2016,
не учитываются из-за большого количества расчетов и малой значимости
данной нагрузки по сравнению с снеговой нагрузкой, собственным весом и
весом конструкции покрытия.
Расчетной
схемой
фермы
является
стержневая
конструкция
с
шарнирным закреплением элементов в узлах, загруженная узловыми
нагрузками 𝑃сн и 𝑃св .
Расчет фермы на усилия в стержнях выполняем с помощью
программного комплекса «RAMA-F».
Ферма работает на изгиб, отдельные элементы ее на центральное сжатие,
центральное растяжение. Верхний пояс сжат, нижний – растянут, восходящие
раскосы сжаты, нисходящие – растянуты, стойки работают на сжатие.
Таблица 24 «Нагрузки на ферму пролетом 36 метров»
Наименование
Нормативная
Коэфф.
нагрузка,
надежности
кН/м
по нагрузке
2
Расчетная
нагрузка, кН/м2
Крепление: Дюбель
телескопический
-
-
0,03
1,3
0,039
0,0495
1,3
0,06435
кровельный
Гидроизоляционный слой:
Полимерная мембрана ПВХ
Верхний слой
теплоизоляции:
ISOVER Руф В Оптимал
137
Продолжение таблицы 24
Нижний слой
теплоизоляции:
0,0855
1,3
0,11115
0,0024
1,3
0,00312
0,628
1,05
0,6594
Прогоны.
0,25
1,05
0,263
Фермы, фонари, связи
0,5
1,05
0,525
ISOVER Руф Н Оптимал
Пароизоляционный слой:
Полиэтиленовая пленка.
Основание: Стальной
профилированный лист.
н
𝑔с.в.i
. = 1,55
ВСЕГО:
Снеговая нагрузка
соответственно пункту 3.4.2
p
𝑔с.в.i . = 1,67
gснег = 1,0
- нагрузкой от покрытия:
𝑞покр = 𝑔 ⋅ 𝐵 = 1,67 ⋅ 12 = 20,04 кН/м;
- снеговой нагрузкой:
𝑞снег = 𝑔снег ⋅ 𝐵 ∙ 𝜇 = 1,0 ⋅ 12 ∙ 1,4 = 16,8 кН/м;
- сосредоточенной нагрузкой от площадок обслуживания от веса
монтажника с инструментом (см. схему фермы и чертежи):
𝑃пл.обсл. = 1,2 кН
Приводим нагрузку к узловой:
d1
= (20,04 + 16,8) ⋅ 1,4 = 51,576 кН
2
d1 + d2
P2 = P2′ = (q покр + q снег ) ⋅
= (20,04 + 16,8) ⋅ 2,9 = 106,836 кН
2
P1 = P1′ = (q покр + q снег ) ⋅
P4 = P4 ′ = (q покр + q снег ) ⋅ d2 + Pпл.обсл. = (20,04 + 16,8) ⋅ 3 + 1,2
= 111,72 кН
P3 = P3 ′ = P5 = P5 ′ = P6 = P6 ′ = P7 = (q покр + q снег ) ⋅ d2 =
(20,04 + 16,8) ⋅ 3 = 110,52 кН
138
где,
q - расчетное значение постоянной нагрузки от покрытия, кН/м;
d1 - длина первой и последней панели фермы, м;
d2 - длина панели фермы, м;
В - шаг установки ферм, м.
Рисунок 44 – Расчетная схема фермы
Таблица 25 – Определение расчетных усилий в стержнях фермы.
Элемент
Обозна- Усилия от
Номер
Узловая
Расчетные усилия, кН
чения
Р=1, кН
нагрузки нагрузка Растяжения
20
1
P2
106,836
7
-9,53
P3
110,52
-1053,3
21
-9,53
P4
111,72
-1064,7
8
-15,24
P5
110,52
-1684,3
22
-15,24
P6
110,52
-1684,3
Верхний
9
-17,15
P7
110,52
-1895,4
пояс
23
-17,15
P7
110,52
-1895,4
10
-15,24
P6
110,52
-1684,3
24
-15,24
P5
110,52
-1684,3
11
-9,53
P4
111,72
-1064,7
25
-9,53
P3
110,52
-1053,3
12
1
P2
106,836
-1
139
Сжатие
1
Продолжение таблицы 25
Элемент
Обозна- Усилия от
Номер
Узловая
Расчетные усилия, кН
чения
Р=1, кН
1
5,24
P2
106,836
559,82
2
12,86
P4
111,72
1436,72
Нижний
3
16,67
P6
110,52
1632,96
пояс
4
16,67
P'6
110,52
1632,96
5
12,86
P'4
111,72
1436,72
6
5,24
P'2
106,836
559,82
40
0
P1
51,576
0
38
-7,69
P2
106,836
-821,57
36
-7,69
P2
106,836
-821,57
26
6,14
P2
106,836
27
-4,89
P4
111,72
28
3,41
P4
111,72
29
-2,1
P6
110,52
30
0,68
P6
110,52
75,15
31
0,68
P'6
110,52
75,15
32
-2,1
P'6
110,52
33
3,41
P'4
111,72
34
-4,89
P'4
111,72
35
6,14
P'2
106,836
39
-7,69
P'2
106,836
-821,57
37
-7,69
P'2
106,836
-821,57
41
0
P'1
51,576
Раскосы
нагрузки нагрузка Растяжения
140
Сжатие
0
614,88
-546,31
342,7
-232,09
-232,09
342,7
-546,31
614,88
0
0
Продолжение таблицы 25
Обозна- Усилия от Номер Узловая Расчетные усилия, кН
Элемент
чения
Р=1, кН нагрузки нагрузка Растяжения Сжатие
Стойки
13
-1
P1
51,576
-51,576
14
-1
P3
110,52
-110,52
15
-1
P5
110,52
-110,52
16
-1
P7
110,52
-110,52
17
-1
P5
110,52
-110,52
18
-1
P3
110,52
-110,52
19
-1
P1
51,576
-51,576
В зависимости от усилия в опорном раскосе (N = 821,57 кН) принимаем
толщины фасонок [47, с. 241, таблица 8.7]:
tф = 1,4 см
2.6.2 Материал и расчётные длины элементов фермы
Материал элементов фермы - сталь по ГОСТ 27772-2015 [13]:
- стержни - сталь С245,
- фасонки и опорный фланец - сталь С255.
lx – расчётная длина элемента в плоскости, перпендикулярной оси х;
ly – расчётная длина элемента в плоскости, перпендикулярной оси y;
l1 – расстояние между точками закрепления;
[] – предельная гибкость элементов фермы;
141
Таблица 26 – «Расчетные длины стержней фермы и их гибкости»
Название элемента
lx
ly
[]
0,5∙l
l
(-) 120
сжатые
0,8∙l
l
(-) 150
растянутые
0,8∙l
l
(+) 400
стойки
0,8∙l
l
(-) 150
Верхний пояс
3м
3м
(-) 120
Нижний пояс
6м
l1
(+) 400
Шпренгель
l2
l2
(-) 200
Опорный раскос
Раскосы ферм:
l2 - подбирается по = 200
2.6.3 Подбор сечений стержней
Рисунок 45 – Схема сечения поясов (данная или зеркальная относительно оси
«Х»)
2.6.3.1 Верхний пояс
Расчёт элементов верхнего пояса ведём, как центрально сжатых по
максимальному усилию в стержнях по формуле:
𝐴треб =
𝑁⋅(10)⋅𝛾𝑛
𝜙⋅𝑅𝑦 ⋅𝛾𝑐
142
(91)
где N – продольное усилие в стержне, смотри таблицу 25;
𝛾𝑛 - коэффициент надежности по назначению [14, с. 17, таблица 2] ;
𝜙 - коэффициент продольного изгиба 0,7÷0,9, [35, с. 118, таблица Д.1];
𝑅𝑦 - расчетное сопротивление стали [36, с. 107, таблица В.3];
𝛾𝑐 = 1,05, коэффициент условий работы [36, с. 10 , таблица 7.1];
Проверку прочности выполняем по формуле:
𝜎=
𝑁⋅(10)⋅𝛾𝑛
(92)
𝜙⋅2⋅𝐴1 ⋅𝛾𝑐
где A1 – площадь сечения одного уголка,
𝐴треб
(93)
2
Принимаем к расчёту только стержень с максимальным продольным
усилием, так сечение нижнего пояса является неизменным по всей длине:
Стержень №9:
N9 = - 1895,4 кН,
[] = 120,
lx = 3 м,
ly = 3 м
Задаёмся = 0,9
𝐴треб =
𝑁6−17 ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 1895,4 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 83,7 см2
𝜙 ⋅ 𝑅𝑦 ⋅ 𝛾𝑐
0,9 ⋅ 240 ⋅ 1,05
𝐴треб 83,7
=
= 41,8 см2
2
2
По сортаменту принимаем два уголка
160х16 с A = 49,1 см2,
𝐴1 =
ix = 4,89 см, iy = 7,18 см,
z0 = 4,55 см.
𝑙𝑥 300
=
= 61,35
𝑖𝑥 4,89
𝜆𝑚𝑎𝑥 = 61,35 < [𝜆] = 120 ⇒ 𝜙 = 0,798
𝑙𝑦 300
𝜆𝑦 = =
= 41,78
𝑖𝑦 7,18
}
𝜆𝑥 =
Проверка прочности
𝜎=
𝑁9 ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛
1895,4 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 230,4 < 240МПа
𝜙 ⋅ 2 ⋅ А ⋅ 𝛾𝑐
0,798 ⋅ 2 ⋅ 49,1 ⋅ 1,05
Условие выполняется.
143
2.6.3.2 Нижний пояс
Расчёт элементов нижнего пояса ведём, как центрально растянутых по
формуле:
𝐴треб =
𝑁⋅(10)⋅𝛾𝑛
(94)
𝑅𝑦 ⋅𝛾𝑐
где N – продольное усилие в стержне, смотри таблицу 25;
𝛾𝑛 - коэффициент надежности по назначению [14, с. 17, таблица 2];
𝑅𝑦 - расчетное сопротивление стали [36, с. 107, таблица В.3];
𝛾𝑐 = 1,05, коэффициент условий работы [36, с. 10 , таблица 7.1];
Проверку прочности выполняем по формуле:
𝜎=
𝑁⋅(10)⋅𝛾𝑛
(95)
2⋅𝐴1 ⋅𝛾𝑐
Принимаем к расчёту только стержень с максимальным продольным
усилием, так сечение верхнего пояса является неизменным по всей длине:
Стержень №3
N3 = 1632,96кН,
𝐴треб =
[] = 400,
lx = 6 м,
ly = l1 = 18 м
𝑁3 ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 1632,96 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 64,8 см2
𝑅𝑦 ⋅ 𝛾𝑐
240 ⋅ 1,05
𝐴1 =
𝐴треб
2
=
64,8
2
= 32,4 см2
По сортаменту принимаем два уголка
4,31 cм, iy = 6,3 см,
140х12 с A = 32,5 см2, ix =
z0 = 3,9 см
𝑙𝑥 600
=
= 139,21 < [𝜆]
𝑖𝑥 4,31
⇒ 𝜆𝑚𝑎𝑥 = 285,7 < [𝜆] = 400
𝑙𝑦 1800
𝜆𝑦 = =
= 285,7 < [𝜆]
𝑖𝑦
6,3
}
𝜆𝑥 =
Проверка прочности
𝜎=
𝑁3 ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 1632,96 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 239,3 < 240МПа
2 ⋅ А ⋅ 𝛾𝑐
2 ⋅ 32,5 ⋅ 1,05
Условие выполняется.
144
2.6.3.3 Опорный раскос
Расчёт опорного раскоса ведём, как центрально сжатого (смотри расчет
верхнего пояса фермы).
Стержень №38 (36)
N38(36) = - 821,57 кН, [] = 150, lx = 0,5∙l = 0,5∙423 = 212 cм, ly = l = 423 cм
Задаёмся = 0,9
𝐴треб =
𝑁38 (36) ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 821,57 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 36,22 см2
𝜙 ⋅ 𝑅𝑦 ⋅ 𝛾𝑐
0,9 ⋅ 240 ⋅ 1,05
𝐴1 =
𝐴треб 36,22
=
= 18,11 см2
2
2
По сортаменту принимаем два уголка
125х9 с A = 22 см2, ix = 3,86 см,
iy = 5,63 см
z0 = 3,4 см
𝑙𝑥 212
=
= 54,92
𝑖𝑥 3,86
𝜆𝑚𝑎𝑥 = 75,13 < [𝜆] = 150 ⇒ 𝜙 = 0,74
𝑙𝑦 423
𝜆𝑦 = =
= 75,13
𝑖𝑦 5,63
}
𝜆𝑥 =
Проверка прочности
𝜎=
𝑁36 (38) ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 821,57 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 239,7 < 240МПа
𝜙 ⋅ 2 ⋅ А ⋅ 𝛾𝑐
0,74 ⋅ 2 ⋅ 22 ⋅ 1,05
Условие выполняется.
2.6.3.4 Раскосы
[]р = 400, []сж = 150, lx = 0,8∙444 = 355 см, ly = 444 см
Стержень №26 (35) (является растянутым)
N26 (35) = 614,88 кН
𝐴треб =
𝑁26 ⋅(10)⋅𝛾𝑛
𝑅𝑦 ⋅𝛾𝑐
=
145
614,88⋅(10)⋅1,0
240⋅1,05
= 24,4 см2
𝐴1 =
𝐴треб 24,4
=
= 12,2 см2
2
2
По сортаменту принимаем два уголка
90х7 с A = 12,3 см2, ix = 2,77
см, iy = 4,21 см,
z0 = 2,47 см.
𝑙𝑥 355
=
= 128,16
𝑖𝑥 2,77
⇒ 𝜆𝑚𝑎𝑥 = 128,16 < [𝜆] = 400
𝑙𝑦 444
𝜆𝑦 = =
= 105,5
𝑖𝑦 4,21
}
𝜆𝑥 =
Проверка прочности
𝜎=
𝑁26 (35) ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 614,88 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 238,05 < 240МПа
2 ⋅ А ⋅ 𝛾𝑐
2 ⋅ 12,3 ⋅ 1,05
Условие выполняется.
Стержень №27 (34) (является центрально сжатым)
N27 (34) = - 546,31 кН
Задаёмся = 0,9
𝐴треб =
𝑁27 ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 546,31 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 31 см2
𝜙 ⋅ 𝑅𝑦 ⋅ 𝛾𝑐
0,9 ⋅ 240 ⋅ 1,05
𝐴1 =
𝐴треб 31
=
= 15,5 см2
2
2
По сортаменту принимаем два уголка
125х10 с A = 24,3 см2, ix = 3,85
см, iy = 5,66 см,
z0 = 3,45 см.
𝑙𝑥 355
=
= 92,21
𝑖𝑥 3,85
⇒ 𝜆𝑚𝑎𝑥 = 92,21 < [𝜆] = 150 ⇒ 𝜙 = 0,596
𝑙𝑦 444
𝜆𝑦 = =
= 79,29
𝑖𝑦
5,6
}
𝜆𝑥 =
Проверка прочности
𝜎=
𝑁27 (34) ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛
614,88 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 205 < 240МПа
𝜙 ⋅ 2 ⋅ 𝐴1 ⋅ 𝛾𝑐
0,596 ⋅ 2 ⋅ 24,3 ⋅ 1,05
Условие выполняется.
146
Стержень №28 (33) (является растянутым)
N28 (33) = 342,7 кН
𝐴треб =
𝑁28 (33) ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 342,7 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 13,6 см2
𝑅𝑦 ⋅ 𝛾𝑐
240 ⋅ 1,05
𝐴1 =
𝐴треб 13,6
=
= 6,8 см2
2
2
По сортаменту принимаем два уголка
70х5 с A = 6,86 см2, ix = 2,16
см, iy = 3,38 см
z0 = 1,9 см
Проверка прочности
𝜎=
𝑁28 (33) ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 342,7 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 237,9 < 240МПа
2 ⋅ А ⋅ 𝛾𝑐
2 ⋅ 6,86 ⋅ 1,05
Условие выполняется.
Стержень №29 (32) (является центрально сжатым)
N29 (32) = - 232,09 кН
Задаёмся = 0,7
𝐴треб =
𝑁29 (33) ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 232,09 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 13,2 см2
𝜙 ⋅ 𝑅𝑦 ⋅ 𝛾𝑐
0,7 ⋅ 240 ⋅ 1,05
𝐴1 =
𝐴треб 13,2
=
= 6,6 см2
2
2
По сортаменту принимаем два уголка
100х7 с A = 13,8 см2, ix = 3,08
см, iy = 4,59 см,
z0 = 2,71 см.
𝑙𝑥 355
=
= 115,26
𝑖𝑥 3,08
⇒ 𝜆𝑚𝑎𝑥 = 115,26 < [𝜆] = 400 ⇒ 𝜙 = 0,4
𝑙𝑦 444
𝜆𝑦 = =
= 96,73
𝑖𝑦 4,21
}
𝜆𝑥 =
Проверка прочности
𝜎=
𝑁29 (33) ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 232,09 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 200,2 < 240МПа
𝜙 ⋅ 2 ⋅ А ⋅ 𝛾𝑐
0,4 ⋅ 2 ⋅ 13,8 ⋅ 1,05
Условие выполняется.
147
Стержень №30 (31) (является растянутым)
N30 (31) = 75,15 кН
𝐴треб =
𝑁30 (31) ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 75,15 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 2,98 см2
𝑅𝑦 ⋅ 𝛾𝑐
240 ⋅ 1,05
𝐴1 =
𝐴треб 2,98
=
= 1,49 см2
2
2
Рассмотрим минимально допустимые радиусы инерции (руководствуясь
требованиями к предельной гибкости элементов [35, с. 55, таблица 32]):
𝑖𝑥 =
𝑙𝑥 355
=
= 1,97
𝜆𝑥 180
𝑖𝑦 =
𝑙𝑦 444
=
= 2,47
𝜆𝑦 180
По сортаменту принимаем два уголка
70х5 с A = 6,86 см2, ix = 2,16
см, iy = 3,38 см
z0 = 1,9 см
Проверка прочности
𝜎=
𝑁30 (31) ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 75,15 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 52,2 < 240МПа
2 ⋅ А ⋅ 𝛾𝑐
2 ⋅ 6,86 ⋅ 1,05
Условие выполняется.
2.6.3.5 Стойки
Расчет всех стоек ведем как центрально сжатых элементов
[] = 150, lx = 0,8∙l1 = 0,8∙315 = 252 см, ly = 315см с = 1,05
Стержень №14 (15)
N14 (15) = - 110,52 кН.
Задаёмся = 0,7
𝐴треб =
𝑁14 (15) ⋅(10)⋅𝛾𝑛
𝜙⋅𝑅𝑦 ⋅𝛾𝑐
=
148
110,52⋅(10)⋅1,0
0,7⋅240⋅1,05
= 6,3 см2
𝐴1 =
𝐴треб 6,3
=
= 3,15 см2
2
2
По сортаменту принимаем два уголка
70х5 с A = 6,86 см2, ix =
2,16 см, iy = 3,38 см,
z0 = 1,9 см.
𝑙𝑥 252
=
= 116,67
𝑖𝑥 2,16
⇒ 𝜆𝑚𝑎𝑥 = 116,67 < [𝜆] = 150 ⇒ 𝜙 = 0,4
𝑙𝑦 315
𝜆𝑦 = =
= 93,19
𝑖𝑦 3,38
}
𝜆𝑥 =
Проверка прочности
𝜎=
𝑁14 (15) ⋅ (10) ⋅ 𝛾𝑛 110,52 ⋅ (10) ⋅ 1,0
=
= 191,8 < 240МПа
𝜙 ⋅ 2 ⋅ А ⋅ 𝛾𝑐
0,4 ⋅ 2 ⋅ 6,86 ⋅ 1,05
Условие выполняется
Стержень №16
Данный стержень устанавливаем конструктивно таким же как и все
стойки, два уголка
70х5 с A = 6,86 см2, ix = 2,16 см, iy = 3,38 см, z0 = 1,9 см
2.6.3.6 Расчёт узлов
В данной выпускной квалификационной работе фермы 36 м состоит из
двух отправочных марок Ф1 и Ф2, узлы отправочных марок ферм рассчитаны
по требованиям и указаниям типовой серии 1.460.2-10/88 [43] – расстояния
между краями элементов по поверхности фасонок больше 80 мм, а также
соответственно длины сварных швов.
Каждый элемент рассчитывается на свое усилие.
- по обушку:
𝑙𝜔 =
𝑙𝜔 =
𝛼⋅𝑁𝑖
𝑛шв ⋅𝛽𝑓 ⋅𝑘𝑓 ⋅𝑅𝜔𝑓 ⋅𝛾𝜔𝑓 ⋅𝛾𝑐
𝛼⋅𝑁𝑖
𝑛шв ⋅𝛽𝑧 ⋅𝑘𝑓 ⋅𝑅𝜔𝑧 ⋅𝛾𝜔𝑧 ⋅𝛾𝑐
+ 1 см,
(96)
+ 1 см,
(97)
149
- по перу:
𝑙𝜔 =
𝑙𝜔 =
(1−𝛼)⋅𝑁𝑖
𝑛шв ⋅𝛽𝑓 ⋅𝑘𝑓 ⋅𝑅𝜔𝑓 ⋅𝛾𝜔𝑓 ⋅𝛾𝑐
(1−𝛼)⋅𝑁𝑖
𝑛шв ⋅𝛽𝑧 ⋅𝑘𝑓 ⋅𝑅𝜔𝑧 ⋅𝛾𝜔𝑧 ⋅𝛾𝑐
+ 1 см,
(98)
+ 1 см,
(100)
Шов, крепящий фасонку к верхнему поясу фермы, работает на срез и
рассчитывается по металлу шва и по металлу границы сплавления на усилие
2 ;
𝑆 = √(𝑁2 − 𝑁1 )2 + 𝑃узл
(101)
где N2, N1 –усилия в панелях верхнего пояса, входящего в верхний узел.
- по обушку:
𝑘𝑓 =
𝑘𝑓 =
𝛼⋅𝑆
𝑛шв ⋅𝛽𝑓 ⋅𝑙𝜔⋅𝑅𝜔𝑓 ⋅𝛾𝜔𝑓 ⋅𝛾𝑐
𝛼⋅𝑆
𝑛шв ⋅𝛽𝑧 ⋅𝑙𝜔 ⋅𝑅𝜔𝑧 ⋅𝛾𝜔𝑧 ⋅𝛾𝑐
,
,
(103)
(104)
- по перу:
𝑘𝑓 =
𝑘𝑓 =
(1−𝛼)⋅𝑆
𝑛шв ⋅𝛽𝑓 ⋅𝑙𝜔⋅𝑅𝜔𝑓 ⋅𝛾𝜔𝑓 ⋅𝛾𝑐
(1−𝛼)⋅𝑆
𝑛шв ⋅𝛽𝑧 ⋅𝑙𝜔 ⋅𝑅𝜔𝑧 ⋅𝛾𝜔𝑧 ⋅𝛾𝑐
,
,
(105)
(106)
где 𝛽𝑓 , 𝛽𝑧 – коэффициенты вида сварки, [35, с. 67, таблица 39];
𝛾𝜔𝑓 , 𝛾𝜔𝑧 – коэффициенты условия работ швов, коэффициенты условий
работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в
климатических районах I1, I2, II2 и II3 (в холодном климате) [17], для
которых 𝛾𝜔𝑓 =0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением 𝑅𝜔𝑢𝑛 =410
МПа (4200 кгс/см²) и 𝛾𝜔𝑧 =0,85 — для всех сталей;
Замечу что коэффициентов 𝛾𝜔𝑓 , 𝛾𝜔𝑧 в СП 16.13330.2017 нет, но на
данное время обязательным к исполнению является СНиП II-23-81, поэтому
этот коэффициент необходимо учитывать;
𝑅𝜔𝑓 – расчетное сопротивление шва по металлу шва, [35, с. 114, таблица
Г.2];
150
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 - расчетное сопротивление шва по металлу границы
сплавления [35, с. 9, таблица 4];
𝑅𝑢𝑛
–
временное
сопротивление
стали,
принимаемое
равным
минимальному значению 𝜎в по национальным стандартам и техническим
условиям на сталь, принимаем по ГОСТ 27772-2015 [13];
𝛾𝑐 – коэффициент условия работ, [35, с. 5, таблица 1];
𝑘𝑓 – катет шва, принимается из условия 𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 ≤ 𝑘𝑓 ≤ 𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 ,
здесь 𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 – максимальный катет шва, для шва по обушку
𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝑡уг + (1 ÷ 2)мм, для шва по перу 𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝑡уг − (1 ÷ 2)мм;
𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 – минимальный катет шва, принимаемый по [35, с. 66, таблица 38],
в зависимости от толщины уголка;
𝑛шв – количество швов, принимается равное 2;
𝑁𝑖 – расчетное усилие элемента, смотри таблицу 5.1.2;
𝛼 – коэффициент, показывающий долю усилия на обушке, принимается
равным 0,7, так как сечением раскосов и стоек являются равнополочные
уголки.
2.6.3.6.1 Расчёт верхних опорных узлов
Длина швов, крепящих панель верхнего пояса к фасонке:
Узел состоит из стержня верхнего пояса (два уголка 160х16), фасонки и
раскоса (два уголка 70х5), уголки из стали С245, фасонка из С255.
Вид сварки автоматическая типом электрода Э50, положение шва в
лодочку [18].
Стержень верхнего пояса состоит из двух уголков 160х16.
𝛽𝑓 = 1,1; 𝛽𝑧 = 1,15; 𝛾𝜔𝑓 = 1; 𝛾𝜔𝑧 = 1; 𝑅𝜔𝑓 = 21,5 Н/см2; 𝛾𝑐 = 0,95;
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2; 𝑅𝑢𝑛 = 37 кН/см2;
𝑘𝑓 = 1,2 см (𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 5) ≤ 𝑘𝑓 ≤ (𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 16 + 2),
𝑛шв = 2; 𝑁𝑖 = 106,836 кН; 𝛼 = 0,7;
151
- По обушку:
lω =
lω =
0,7⋅106,836
2⋅1,1⋅1,2⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 2,4 см;
0,7⋅106,836
2⋅1,15⋅1,2⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 2,7 см;
об
Принимаем 𝑙𝜔
= 11 см;
- По перу:
𝑙𝜔 =
𝑙𝜔 =
(1−0,7)⋅106,836
2⋅1,1⋅1,2⋅21,5⋅1⋅0,95
(1−0,7)⋅106,836
2⋅1,15⋅1,2⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 1,6 см;
+ 1 см = 1,73 см;
пер
Принимаем 𝑙𝜔 = 10 см.
Раскос состоит из двух уголков 70х5.
𝛽𝑓 = 1,1; 𝛽𝑧 = 1,15; 𝛾𝜔𝑓 = 1; 𝛾𝜔𝑧 = 1; 𝑅𝜔𝑓 = 21,5 Н/см2; 𝛾𝑐 = 0,95;
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2; 𝑅𝑢𝑛 = 37 кН/см2;
𝑘𝑓 = 0,6 см (𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 5) ≤ 𝑘𝑓 ≤ (𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 5 + 2),
𝑛шв = 2; 𝑁𝑖 = 106,836 кН; 𝛼 = 0,7;
- По обушку:
lω =
lω =
0,7⋅51,576
2⋅1,1⋅0,6⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 2,4 см;
0,7⋅51,576
2⋅1,15⋅0,6⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 2,7 см;
об
Принимаем 𝑙𝜔
= 10 см;
- По перу:
𝑙𝜔 =
𝑙𝜔 =
(1−0,7)⋅51,576
2⋅1,1⋅0,6⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 1,6 см;
(1−0,7)⋅51,576
2⋅1,15⋅0,6⋅16,65⋅1⋅0,95
пер
Принимаем 𝑙𝜔 = 10 см.
152
+ 1 см = 1,7 см;
Расстановку болтов и площадь болтов, принимаем по Серии 1.460.210/88 [43, с.62].
В фасанке 2 болта 𝑑болт = 25 мм, 𝑑отв = 28мм; 𝑑шайбы = 23 мм, с
шагом 220 мм.
Рисунок 46 – Верхний опорный узел
2.6.3.6.2 Расчёт нижних опорных узлов
Для такого типа соединения расчетными являются: сварной шов,
соединяющий фасонку с опорным фланцем, болты, фланец, опорный столик,
уголки из стали С245, фасонка, фланец и опорный столик из С255.
Вид сварки автоматическая типом электрода Э50, положение шва в
лодочку [18].
Длина швов, крепящих панель нижнего пояса к фасонке:
Стержень верхнего пояса состоит из двух уголков 140х12.
153
𝛽𝑓 = 1,1; 𝛽𝑧 = 1,15; 𝛾𝜔𝑓 = 1; 𝛾𝜔𝑧 = 1; 𝑅𝜔𝑓 = 21,5 Н/см2; 𝛾𝑐 = 0,95;
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2; 𝑅𝑢𝑛 = 37 кН/см2;
𝑘𝑓 = 1,0 см (𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 5) ≤ 𝑘𝑓 ≤ (𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 12 + 2),
𝑛шв = 2; 𝑁𝑖 = 1632,96 кН; 𝛼 = 0,7;
- По обушку:
lω =
lω =
0,7⋅1632,96
2⋅1,1⋅1,0⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 26,4 см;
0,7⋅1632,96
2⋅1,15⋅1,0⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 32,4 см;
об
Принимаем 𝑙𝜔
= 34,5 см;
- По перу:
(1−0,7)⋅1632,96
𝑙𝜔 =
2⋅1,1⋅1,0⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 11,9 см;
(1−0,7)⋅1632,96
𝑙𝜔 =
2⋅1,15⋅1,0⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 13,5 см;
пер
Принимаем 𝑙𝜔 = 34,5 см.
Раскос состоит из двух уголков 125х9.
𝛽𝑓 = 1,1; 𝛽𝑧 = 1,15; 𝛾𝜔𝑓 = 1; 𝛾𝜔𝑧 = 1; 𝑅𝜔𝑓 = 21,5 Н/см2; 𝛾𝑐 = 0,95;
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2; 𝑅𝑢𝑛 = 37 кН/см2;
𝑘𝑓 = 0,8 см (𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 5) ≤ 𝑘𝑓 ≤ (𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 9 + 2),
𝑛шв = 2; 𝑁𝑖 = 821,57 кН; 𝛼 = 0,7;
- По обушку:
lω =
lω =
0,7⋅821,57
2⋅1,1⋅0,8⋅21,5⋅1⋅0,95
0,7⋅821,57
2⋅1,15⋅0,8⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 17 см;
+ 1 см = 20,8 см;
об
Принимаем 𝑙𝜔
= 27 см;
- По перу:
𝑙𝜔 =
𝑙𝜔 =
(1−0,7)⋅821,57
2⋅1,1⋅0,8⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 7,9 см;
(1−0,7)⋅821,57
2⋅1,15⋅0,8⋅16,65⋅1⋅0,95
пер
Принимаем 𝑙𝜔 = 13 см.
154
+ 1 см = 9,5 см;
По Серии 1.460.2-10/88 [43, с. 62], принимаем 8 болтов 𝑑 = 25мм, 𝑑отв =
28мм, с шагом 120 мм. Фасонка приваривается к опорному фланцу 𝑙𝜔 = 70 см,
оп
𝑘𝑓 = 0,6 см; 𝑡фланц
= 20 мм.
Расчет швов, крепящих фасонку к опорному фланцу:
- По металлу шва:
𝑅
ф
𝜏𝜔𝑓
=
𝑅фермы
≤ 𝑅𝜔𝑓 ⋅ 𝛾𝜔𝑓 ⋅ 𝛾𝑐
𝑛шв ⋅ 𝛽𝑓 ⋅ 𝑘𝑓 ∙ 𝑙𝜔
𝛽𝑓 = 1,1; 𝛾𝜔𝑓 = 1; 𝑅𝜔𝑓 = 21,5 Н/см2; 𝛾𝑐 = 1,0; 𝛾𝜔𝑧 = 1; 𝛽𝑧 = 1,15;
𝑅𝑢𝑛 = 37 кН/см2; 𝑘𝑓 = 0,6 см (𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 5) ≤ 𝑘𝑓 ≤ (𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 14 + 2),
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2
𝑛шв = 2; 𝑁см = 663,12 кН; 𝑙𝜔 – длина шва, фасонки с фланцем, см;
𝑁см = 𝑅фермы =
(𝑞покр + 𝑞снег ) ⋅ 𝑙ф (20,04 + 16,8) ⋅ 36
=
= 663,12 кН,
2
2
𝑞покр - нагрузкой от покрытия, кН/м, смотри п. 5.1;
𝑞снег - снеговой нагрузкой, кН/м, смотри п. 5.1;
𝑙ф – длина фермы, м;
𝑅
ф
𝜏𝜔𝑓
=
663,12
2⋅1,1⋅0,6∙70
= 7,2 кН⁄см2 < 21,5 ∙ 1,0 ∙ 1,0 кН⁄см2 ;
- По металлу границы сплавления:
𝑅ф
𝜏𝜔𝑧 =
𝑅
𝜏𝜔𝑧ф =
663,12
2⋅1,15⋅0,6∙70
𝑅фермы
𝑛шв ⋅𝛽𝑧 ⋅𝑘𝑓 ∙𝑙𝜔
≤ 𝑅𝜔𝑧 ⋅ 𝛾𝜔𝑧 ⋅ 𝛾𝑐 ;
= 6,9 кН⁄см2 < 16,65 ∙ 1,0 ∙ 1,0 кН⁄см2;
Длина опорного столика назначается из условия обеспечения прочности
сварных угловых швов:
𝑙оп.ст =
𝑙оп.ст =
𝑙оп.ст =
1,3 ∙ 𝑅фермы
+ 1 см,
𝑛шв ⋅ 𝛽𝑓 ⋅ 𝑘𝑓 ∙ 𝑅𝜔𝑓 ⋅ 𝛾𝜔𝑓 ⋅ 𝛾𝑐
1,3 ∙ 663,12
+ 1 = 31,4 см,
2 ⋅ 1,1 ⋅ 0,6 ∙ 21,5 ⋅ 1 ⋅ 1
1,3∙𝑅фермы
𝑛шв ⋅𝛽𝑧 ⋅𝑘𝑓 ∙𝑅𝜔𝑧 ⋅𝛾𝜔𝑧 ⋅𝛾𝑐
+ 1 см,
155
𝑙оп.ст =
1,3 ∙ 663,12
+ 1 = 38,52 см,
2 ⋅ 1,15 ⋅ 0,6 ∙ 16,65 ⋅ 1 ⋅ 1
Принимаем 𝑙оп.ст = 40 см, 𝑡оп.ст = 4 см.
Стропильная ферма опирается на опорную стойку подстропильной
фермы (40Б1 по ГОСТ Р 57837-2017 [2]), в нижней части стойки укреплен
столик для опирания. Опирание стропильной фермы на подстропильную
ферму принимаем шарнирное.
Рисунок 47 – Нижний опорный узел
2.6.3.6.3 Верхних промежуточных узлов
Узел состоит из восходящей раскоса, нисходящего раскоса, верхнего
пояса и фасонки, уголки из стали С245, фасонка из С255.
Вид сварки автоматическая типом электрода Э50, положение шва в
лодочку [18].
Длина швов, крепящих восходящий раскос (два уголка 125х9) к фасонке:
𝛽𝑓 = 1,1; 𝛽𝑧 = 1,15; 𝛾𝜔𝑓 = 1; 𝛾𝜔𝑧 = 1; 𝑅𝜔𝑓 = 21,5 Н/см2; 𝛾𝑐 = 0,95;
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2; 𝑅𝑢𝑛 = 37 кН/см2;
𝑘𝑓 = 0,8 см (𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 5) ≤ 𝑘𝑓 ≤ (𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 9 + 2),
156
𝑛шв = 2; 𝑁𝑖 = 821,57 кН; 𝛼 = 0,7;
- По обушку:
lω =
lω =
0,7⋅821,57
2⋅1,1⋅0,8⋅21,5⋅1⋅0,95
0,7⋅821,57
2⋅1,15⋅0,8⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 17 см;
+ 1 см = 20,8 см;
об
Принимаем 𝑙𝜔
= 27 см;
- По перу:
𝑙𝜔 =
𝑙𝜔 =
(1−0,7)⋅821,57
2⋅1,1⋅0,8⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 7,9 см;
(1−0,7)⋅821,57
2⋅1,15⋅0,8⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 9,5 см;
пер
Принимаем 𝑙𝜔 = 13 см.
Длина швов, крепящих нисходящий раскос (два уголка 90х7) к фасонке:
𝛽𝑓 = 1,1; 𝛽𝑧 = 1,15; 𝛾𝜔𝑓 = 1; 𝛾𝜔𝑧 = 1; 𝑅𝜔𝑓 = 21,5 Н/см2; 𝛾𝑐 = 0,95;
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2; 𝑅𝑢𝑛 = 37 кН/см2;
𝑘𝑓 = 0,6 см (𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 5) ≤ 𝑘𝑓 ≤ (𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 7 + 2),
𝑛шв = 2; 𝑁𝑖 = 614,88 кН; 𝛼 = 0,7;
- По обушку:
lω =
lω =
0,7⋅614,88
2⋅1,1⋅0,6⋅21,5⋅1⋅0,95
0,7⋅614,88
2⋅1,15⋅0,6⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 17 см;
+ 1 см = 20,7 см;
об
Принимаем 𝑙𝜔
= 30 см;
- По перу:
𝑙𝜔 =
𝑙𝜔 =
(1−0,7)⋅614,88
2⋅1,1⋅0,6⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 7,8 см;
(1−0,7)⋅614,88
2⋅1,15⋅0,6⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 9,5 см;
пер
Принимаем 𝑙𝜔 = 14 см.
Длина швов, крепящих верхний пояс (два уголка 160х16) к фасонке:
𝛽𝑓 = 1,1; 𝛽𝑧 = 1,15; 𝛾𝜔𝑓 = 1; 𝛾𝜔𝑧 = 1; 𝑅𝜔𝑓 = 21,5 Н/см2; 𝛾𝑐 = 0,95;
157
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2; 𝑅𝑢𝑛 = 37 кН/см2;
𝑘𝑓 = 1,2 см (𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 5) ≤ 𝑘𝑓 ≤ (𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 16 + 2),
𝑛шв = 2; 𝑁𝑖 = 106,836 кН; 𝛼 = 0,7;
𝑆 = √(106,836 − 1053,3)2 + (20,04 + 16,8)2 = 947,18 кН;
- По обушку:
lω =
lω =
0,7⋅947,18
2⋅1,1⋅1,2⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 13,3 см;
0,7⋅947,18
2⋅1,15⋅1,2⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 15,2 см;
об
Принимаем 𝑙𝜔
= 68 см;
- По перу:
𝑙𝜔 =
𝑙𝜔 =
(1−0,7)⋅947,18
2⋅1,1⋅1,2⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 6,3 см;
(1−0,7)⋅947,18
2⋅1,15⋅1,2⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 6,5 см;
пер
Принимаем 𝑙𝜔 = 88 см.
Рисунок 48 – Верхний промежуточный узел
158
2.6.3.6.4 Нижних промежуточных узлов
Узел состоит из нисходящего раскоса, восходящего раскоса, стойки и
нижнего пояса и фасонки, уголки из стали С245, фасонка из С255.
Вид сварки автоматическая типом электрода Э50, положение шва в
лодочку [18].
Длина швов, крепящих нисходящий раскос (два уголка 90х7) к фасонке:
𝛽𝑓 = 1,1; 𝛽𝑧 = 1,15; 𝛾𝜔𝑓 = 1; 𝛾𝜔𝑧 = 1; 𝑅𝜔𝑓 = 21,5 Н/см2; 𝛾𝑐 = 0,95;
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2; 𝑅𝑢𝑛 = 37 кН/см2;
𝑘𝑓 = 0,6 см (𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 5) ≤ 𝑘𝑓 ≤ (𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 7 + 2),
𝑛шв = 2; 𝑁𝑖 = 614,88 кН; 𝛼 = 0,7;
- По обушку:
lω =
lω =
0,7⋅614,88
2⋅1,1⋅0,6⋅21,5⋅1⋅0,95
0,7⋅614,88
2⋅1,15⋅0,6⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 17 см;
+ 1 см = 20,7 см;
об
Принимаем 𝑙𝜔
= 30 см;
- По перу:
𝑙𝜔 =
𝑙𝜔 =
(1−0,7)⋅614,88
2⋅1,1⋅0,6⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 7,8 см;
(1−0,7)⋅614,88
2⋅1,15⋅0,6⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 9,5 см;
пер
Принимаем 𝑙𝜔 = 14 см.
Длина швов, крепящих восходящий раскос (два уголка 125х10) к
фасонке:
𝛽𝑓 = 1,1; 𝛽𝑧 = 1,15; 𝛾𝜔𝑓 = 1; 𝛾𝜔𝑧 = 1; 𝑅𝜔𝑓 = 21,5 Н/см2; 𝛾𝑐 = 0,95;
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2; 𝑅𝑢𝑛 = 37 кН/см2;
𝑘𝑓 = 0,8 см (𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 5) ≤ 𝑘𝑓 ≤ (𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 10 + 2),
𝑛шв = 2; 𝑁𝑖 = 546,31 кН; 𝛼 = 0,7;
159
- По обушку:
lω =
lω =
0,7⋅546,31
2⋅1,1⋅0,8⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 11,6 см;
0,7⋅546,31
2⋅1,15⋅0,8⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 14,1 см;
об
Принимаем 𝑙𝜔
= 22 см;
- По перу:
𝑙𝜔 =
(1−0,7)⋅546,31
2⋅1,1⋅0,8⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 4,6 см;
(1−0,7)⋅546,31
𝑙𝜔 =
2⋅1,15⋅0,8⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 6,6 см;
пер
Принимаем 𝑙𝜔 = 10 см.
Длина швов, крепящих нижний пояс (два уголка 140х12) к фасонке:
𝛽𝑓 = 1,1; 𝛽𝑧 = 1,15; 𝛾𝜔𝑓 = 1; 𝛾𝜔𝑧 = 1; 𝑅𝜔𝑓 = 21,5 Н/см2; 𝛾𝑐 = 0,95;
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2; 𝑅𝑢𝑛 = 37 кН/см2;
𝑘𝑓 = 1,0 см (𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 5) ≤ 𝑘𝑓 ≤ (𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 12 + 2),
𝑛шв = 2; 𝑁𝑖 = 1436,72 кН; 𝛼 = 0,7;
- По обушку:
lω =
lω =
0,7⋅1436,72
2⋅1,1⋅1,0⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 23,4 см;
0,7⋅1436,72
2⋅1,15⋅1,0⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 28,6 см;
об
Принимаем 𝑙𝜔
= 82,5 см;
- По перу:
𝑙𝜔 =
𝑙𝜔 =
(1−0,7)⋅1436,72
2⋅1,1⋅1,0⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 10,6 см;
(1−0,7)⋅1436,72
2⋅1,15⋅1,0⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 12,8 см;
пер
Принимаем 𝑙𝜔 = 82,5 см.
Длина швов, крепящих стойку (два уголка 70х5) к фасонке:
𝛽𝑓 = 1,1; 𝛽𝑧 = 1,15; 𝛾𝜔𝑓 = 1; 𝛾𝜔𝑧 = 1; 𝑅𝜔𝑓 = 21,5 Н/см2; 𝛾𝑐 = 0,95;
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2; 𝑅𝑢𝑛 = 37 кН/см2;
160
𝑘𝑓 = 0,6 см (𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 5) ≤ 𝑘𝑓 ≤ (𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 5 + 2),
𝑛шв = 2; 𝑁𝑖 = 110,52 кН; 𝛼 = 0,7;
- По обушку:
lω =
lω =
0,7⋅110,52
2⋅1,1⋅0,6⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 2,9 см;
0,7⋅110,52
2⋅1,15⋅0,6⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 3,5 см;
об
Принимаем 𝑙𝜔
= 10 см;
- По перу:
𝑙𝜔 =
𝑙𝜔 =
(1−0,7)⋅110,52
2⋅1,1⋅0,6⋅21,5⋅1⋅0,95
+ 1 см = 1,3 см;
(1−0,7)⋅110,52
2⋅1,15⋅0,6⋅16,65⋅1⋅0,95
+ 1 см = 1,5 см;
пер
Принимаем 𝑙𝜔 = 10 см.
Рисунок 49 – Нижний промежуточный узел
161
(опорный)
Расчетная длина
ix
iy
kwf
kwz
lwf
lwz
4,6
12
12
100
110
239,3
3,9
10
10
210
470
239,7
3,4
8
8
130
270
205
3,5
8
8
100
220
Напряжение
Расчетная длина
Предельная гибкость
Площадь сечения
Радиусы инерции
Усилие
ly
Длина шва по обушку
36,37,38,39
lx
Длина шва по перу
1,2,3,4,5,6
A
Катет шва по обушку
10,24,11,25,12
N
c
Катет шва по перу
20,7,21,8,22,9,23
Сечение (профиль)
Обозначение элемента
Таблица 27 – «Расчёт сварных швов и узлов фермы»
3
3
4,89 7,18 120 0,798
230,4
140х12 1632,96 32,5
6
18
4,31
-
3,6
4,44
0,74
125х9
-821,57 31,4
400
4,96 7,05 150
Z0
[]
160х16 -1895,4 49,1
6,3
Ry
1,05
240
27,34
125х10 -546,31 24,3
3,6
4,44
3,85 5,66 150 0,596
29,32
100х7
-232,09 13,8
3,6
4,44
3,08 4,59 150
0,4
200,2
2,7
6
6
100
130
26,35
90х7
614,88
12,3
3,6
4,44
2,77 4,21 400
-
238,05
2,5
6
6
140
300
28,33
70х5
342,7
6,86
3,6
4,44
2,16 3,38 400
-
237,9
1,9
6
6
100
100
162
70х5
Расчетная длина
14,15,16,17,18
Расчетная длина
70х5
Площадь сечения
Сечение (профиль)
30,31
Усилие
Обозначение элемента
N
A
lx
ly
75,15
6,86
3,6
4,44
-110,52 6,86
2,5
3,15
c
1,05
ix
163
Предельная гибкость
Радиусы инерции
iy
[]
Напряжение
2,16 3,38 400
52,2
2,16 3,38 150
0,4
191,8
240
Длина шва по обушку
Длина шва по перу
Z0
Катет шва по обушку
Ry
Катет шва по перу
Продолжение таблицы 27
kwf
kwz
lwf
lwz
1,9
6
6
100
100
1,9
6
6
100
100
2.7 Расчет подкрановой балки
2.7.1 Определение расчетных нагрузок от колёс крана
В данной выпускной квалификационной работе выполнен расчет одной
подкрановой балки, расположенной по оси «A» расчётной рамы (разрез 2-2) в
пролете A - Б, которая идентична подкрановой балке по оси «Б» в данном
пролёте. На этой подкрановой балке работает 2 крана №5 (по таблице 9)
режима работ 7К.
При учёте двух мостовых кранов, расположенных на подкрановой балке,
нагрузки от них необходимо умножать на коэффициенты сочетаний = 0,95.
При учёте одного крана вертикальные и горизонтальные нагрузки
необходимо принимать без снижения.
Рисунок 50 – Расчетная схема кранов
Вертикальное давление колес:
н
𝐹𝑘1 = 𝐹𝑘1
∙ 𝛾𝑓 ∙ 𝛹 ∙ 𝑘𝑔 = 273,5 ∙ 1,2 ∙ 0,95 ∙ 1,2 = 374,15 кН;
(107)
н
𝐹𝑘2 = 𝐹𝑘2
∙ 𝛾𝑓 ∙ 𝛹 ∙ 𝑘𝑔 = 273,5 ∙ 1,2 ∙ 0,95 ∙ 1,2 = 374,15 кН;
(108)
н
где 𝐹𝑘1
– нормативное значение вертикального давления, (по таблице 9);
𝛾𝑓 = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке, [36, с. 11, пункт 9.8];
𝛹 = 0,95 – коэффициент сочетания для двух кранов режима 7К, [36, с.
12, пункт 9.18];
𝑘𝑔 = 1,2 – коэффициент динамичности, [36, с. 11, пункт 9.10].
164
Горизонтальная нагрузка:
н
𝑇1н = 0,1 ∙ 𝐹𝑘1
= 0,1 ∙ 374,15 = 37,415 кН,
(109)
н
𝑇2н = 0,1 ∙ 𝐹𝑘2
= 0,1 ∙ 374,15 = 37,415 кН,
(110)
Горизонтальная нагрузка от колес:
𝑇𝑓 = 𝑇𝑘н ∙ 𝛾𝑓 ∙ 𝛹 ∙ 𝑘𝑔
(111)
где 𝑇𝑘н – нормативное значение горизонтальной нагрузки, кН.
𝑓
𝑇1 = 37,415 ∙ 1,2 ∙ 0,95 ∙ 1,2 = 51,18 кН,
(112)
𝑓
𝑇2 = 37,415 ∙ 1,2 ∙ 0,95 ∙ 1,2 = 51,18 кН.
(113)
2.7.2 Определение расчетных усилий
2.7.2.1 Определение положения равнодействующей силы
Таблица 28 – Данные для расчета равнодействующей силы
Расчетные
Единицы
данные
измерения
Номер колес
1
2
3
𝐹𝑘𝑖
кН
374,15
374,15
374,15
𝑐𝑖
м
0,6
6,1
7,3
165
Рисунок 51 - Нахождение положения равнодействующей
При пролете балки l = 12 м на ней помещается лишь 3 колеса.
Положение равнодействующей определяется из условия, что сумма
моментов всех сил относительно первого колеса равна нулю. Поэтому
расстояние от первого колеса до равнодействующей всех грузов:
𝑋𝑐 =
∑𝑖=3
𝑖=1 𝑃𝑖+1
∑ 𝑃𝑖
=
𝑃1 ∙𝑐1 +𝑃2 ∙𝑐2 +𝑃1 ∙𝑐3
𝑃1 +𝑃2 +𝑃1
374,15∙0,6+374,15∙6,1+374,15∙7,3
=
= 4,7 м
374,15+374,15+374,15
R = 2FK1 + 1FK2 =2 ∙ 374,15 + 1 ∙ 374,15 = 1122,45 кН
где
(114)
(115)
𝑃𝑖 – вертикальное давление колес;
𝐶𝑖 – расстояние от первого колеса до каждого последующего;
Чтобы правильно расположить колеса на балке, необходимо определить
между
какими
колесами
и
ближе
к
какому
из
них
находится
равнодействующая R.
Определение
критического
груза.
Из
таблицы
32
видно,
что
равнодействующая R находится между первым (с1 = 0,6 м) вторым (с2 = 6,1 м)
колесами. Ближайшее к равнодействующей колесо считается критическим.
Для его определения находят расстояния до этих колес:
166
Расстояние до 1 колеса:
B = 4,7 м = 4700 см
Расстояние до 2 колеса:
B = 1,4 – 0,6 = 0,8 м = 80 см
Назначаем 2 колесо критическим.
2.7.2.2 Проверка правильности расстановки колес на балке
Если критическое колесо расположено правее равнодействующей, то
расстояние «е» и сумма грузов до критического берутся от правой опоры.
𝑒
∑ 𝐹прав + 𝐹кр ≥ ∙ ∑ 𝐹 ;
(116)
∑ 𝐹прав < ∙ ∑ 𝐹,
(117)
𝑙
𝑒
𝑙
где ∑ 𝐹прав – сумма грузов, находящихся справа от критического;
𝐹кр – критический груз;
𝑒 – расстояние от правой опоры до критического колеса,
е = 5,9 м
𝑙 – пролет ПБ;
∑ 𝐹 – сумма всех грузов на балке.
Расчет:
374,15 + 374,15 = 748,3 ≥
5,9
∙ 1122,45 = 551,87
12
748,3 ≥ 551,87
374,15 <
5,9
∙ 1122,45 = 551,87
12
374,15 < 551,87
Проверка выполняется, следовательно, данная расстановка из трех колес
дает наибольший изгибающий момент под вторым колесом.
167
2.7.2.3 Определение наибольшего изгибающего момента и
соответствующей продольной силы
Рисунок 52 – Нахождение расстояния от первого колеса до
равнодействующей силы
Максимальный изгибающий момент ПБ будет в том случае, когда
равнодействующая всех грузов (колес), находящихся на ПБ, и ближайший груз
будут равноудалены от середины пролета ПБ. Максимальный изгибающий
момент:
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝑅𝑎 ∙ 𝑎1 − 𝐹𝑘1 ∙ 𝑎2
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 436,51 ∙ 6,1 − 374,15 ∙ 5,5 = 604,886 кН ∙ м,
где 𝐹𝑘1 – вертикальное давление колес;
168
(118)
Изгибающий момент под первым колесом:
Реакция опоры «А» определяется из условия, что сумма проекций всех
сил относительно опоры «В» равна нулю:
𝑅𝑎 =
𝑅𝑎 =
𝐹𝑘1 ∙𝑑1 +𝐹𝑘2 ∙𝑑2 +𝐹𝑘1 ∙𝑑3
𝑙
(119)
374,15 ∙ 0,6 + 374,15 ∙ 6,1 + 374,15 ∙ 7,3
= 436,51 кН,
12
где 𝐹𝑘1 , 𝐹𝑘2 – вертикальное давление колес;
𝑑𝑖 , – расстояния от колеса до опоры «В», (смотреть рисунок 6.2.3.1);
𝑙 – пролет ПБ.
a1 = 6,1 м
a2 = 6,1 – 0,6 = 5,5 м
Реакция опоры «В» определяется из условия, что сумма моментов всех
сил относительно оси «y» равна нулю:
𝑅𝑏 = 𝑅 − 𝑅𝑎 = 1122,45 − 436,51 = 685,94 кН
(120)
Соответствующая поперечная сила от каждого из колес:
𝑄1 = 𝑅𝑎 = 436,51 кН;
(121)
𝑄2 = 𝑅𝑎 − 𝐹𝑘1 = 436,51 − 374,15 = 62,36 кН;
(122)
𝑄3 = 𝑅𝑎 − 2 ∙ 𝐹𝑘1 = 436,51 − 2 ∙ 374,15 = −311,79 кН.
(123)
𝑄4 = 𝑅𝑎 − 3 ∙ 𝐹𝑘1 = 436,51 − 3 ∙ 374,15 = − 685,94 кН.
(124)
2.7.2.4 Определение максимальной поперечной силы
Максимальная поперечная сила будет возникать в том случае, когда
один из грузов (одно из колес) будет находиться на опоре, а в пролете будет
находиться как можно большее количество грузов (колес).
Максимальная поперечная сила:
𝑄𝑚𝑎𝑥 = 𝑅𝑎 = 𝑄1 = 436,51 кН.
𝑄2 = 𝑅𝑎 − 𝐹𝑘2 = 436,51 − 374,15 = 62,36 кН.
𝑄3 = 𝑅𝑎 − 2 ∙ 𝐹𝑘2 = 436,51 − 2 ∙ 374,15 = −311,79 кН
169
(125)
(126)
(127)
Реакция опоры «В» определяется из условия, что сумма моментов всех
сил относительно опоры «А» равна нулю:
𝑅𝑎 =
𝑅𝑎 =
−𝐹𝑘1 ∙в−𝐹𝑘2 ∙(12−в1 )−𝐹𝑘1 ∙(12−в2 )
𝑙
(128)
−374,15 ∙ 12 − 374,15 ∙ (12 − 5,5) − 374,15 ∙ (12 − 6,7)
= 742,06 кН,
12
где в𝑖 – расстояния от колеса до опоры «В», (смотреть рисунок 6.2.4.1);
𝑙 – пролет ПБ.
Реакция опоры «A» определяется из условия, что сумма всех сил
относительно оси «у» равна нулю:
𝑅в = 1 ∙ 𝐹𝑘2 + 1 ∙ 𝐹𝑘1 − 𝑅𝐵
𝑅в = 374,15 + 374,15 − 742,06 = 6,24 кН.
Рисунок 53 – Эпюра поперечных сил.
170
(129)
2.7.2.5 Определение изгибающего момента в подкрановой балке от сил
торможения.
𝑇
𝑃
𝑀𝑚𝑎𝑥
= 𝑀𝑚𝑎𝑥
∙
𝑇𝑘
𝐹𝑘2
= 623,03 ∙
51,18
374,15
= 85,22 кН ∙ м,
(130)
где 𝑇𝑘 – горизонтальная нагрузка от колес;
𝐹𝑘 – среднее расчетное вертикальное давление колес; 𝛼 = 1,03;
𝑃
𝑀𝑚𝑎𝑥
= 𝛼 ∙ 𝑀𝑚𝑎𝑥 = 1,03 ∙ 604,886 = 623,03 кН ∙ м;
(131)
𝑀𝑚𝑎𝑥 – максимальный момент от критического груза (колеса).
2.7.3 Подбор сечения подкрановой балки
Принимаем марку стали, с учетом климатического района и группы
конструкции, С255, [13, с.7, таблица 4]. Для принятой марки стали, приняв
предварительную толщину пояса ПБ 𝑡𝑓 = 25 мм, принимаем расчетное
сопротивление при толщине проката 20 ÷ 40 мм 𝑅𝑦 = 24 кН/см2, [35, с.106,
таблица В.2].
2.7.3.1 Определение высоты подкрановой балки.
Высота ПБ определяется по двум условиям: по прочности – hопт., по
жесткости – hmin.
По условию прочности определяем требуемый момент сопротивления
балки:
𝑊тр =
𝑀𝑚𝑎𝑥
𝑅𝑦 ∙𝛾𝑐
=
604886
24∙1,1
= 22912,3 см3 ,
(132)
где 𝑀𝑚𝑎𝑥 - максимальный момент от критического груза (колеса);
𝑅𝑦 – расчетное сопротивление, [35, с.106, таблица В.2];
𝛾𝑐 – коэффициент условия работ, [36, с. 10 , таблица 7.1].
Толщину стенки 𝑡𝑤 , принимаем: 𝑡𝑤 = 7 + 3 ∙ ℎ = 7 + 3 ∙ 1,0 = 10 мм,
принимаем 𝑡𝑤 = 12 мм;
171
1
1
8
12
где ℎ - высота ПБ, принимаемая как ( ÷
)∙𝑙 =
1
12
∙ 12 = 1,0 м,
𝑙 - пролет подкрановой балки.
Оптимальная высота ПБ:
ℎопт. = 𝑘 ∙ √
𝑊тр
𝑡𝑤
, = 1,2 ∙ √
22912,3
= 165,8 см,
1,2
(133)
где 𝑘 = 1,2 – коэффициент для сварных балок;
𝑊тр – требуемый момент сопротивления ПБ;
𝑡𝑤 – толщина стенки ПБ.
Минимальная высота ПБ:
ℎ𝑚𝑖𝑛 =
где
∑ 𝑞н
∑𝑞
5
24
∙
𝑅𝑦 ∙𝑙
𝑓
𝐸∙[ 𝑙 ]
∙
∑ 𝑞н
∑𝑞
=
5
24
∙
24∙1200
1
2,06∙104 ∙[500]
∙
273,5
374,15
= 96,5 см,
(134)
– отношение нормативных нагрузок к расчетным𝐹𝑘1 = 𝑞;
н
𝐹𝑘1
= 𝑞н , (смотри пункт 6.1);
𝑓
1
𝑙
500
[ ]=
– максимальный относительный регламентируемый нормами
прогиб подкрановых конструкций, [36, с.120, таблица Д.1];
𝐸 – модуль упругости;
𝑅𝑦 – расчетное сопротивление, [35, с.106, таблица В.2];
𝑙 – пролет ПБ.
Ориентировочно задаемся толщиной полок ПБ 𝑡𝑓 = 25 мм [16], тогда:
ℎ𝑐т = ℎб − 2 ∙ 𝑡𝑓 = 100 − 2 ∙ 2,5 = 95 см;
Принимаем по [16] ℎпб = 100 см, ℎ𝑤 = 95 см, 𝑡𝑤 = 1,2 см,
𝑡𝑓 = 2,5 см, 𝑏𝑓 = 38 см.
172
(135)
2.7.3.2 Определение размеров поясов.
Требуемый момент инерции ПБ:
ℎ
100
2
2
ℐтр = 𝑊тр ∙ = 22912,3 ∙
= 1145615 см4 ,
(136)
где 𝑊тр – требуемый момент сопротивления ПБ;
ℎ - высота ПБ.
Момент инерции поясов:
ℐ𝑓 = ℐтр − ℐ𝑤 = 1145615 − 85737,5 = 1059877,5 см4,
(137)
где ℐтр – требуемый момент инерции ПБ;
𝑡𝑓 – толщина пояса;
ℐ𝑤 – момент инерции стенки ПБ:
ℐ𝑤 =
3
𝑡𝑤 ∙ℎ𝑤
1,2∙953
=
12
12
= 85737,5 см4,
(138)
= 211,98 см2 ,
(139)
𝑡𝑤 – толщина стенки;
ℎ𝑤 – высота стенки.
Площадь поясного листа:
𝐴𝑓 = 2 ∙
ℐ𝑓
ℎ2
= 2∙
1059877,5
1002
где ℐ𝑓 – момент инерции поясов;
ℎ – высота ПБ.
Ширина пояса:
𝑏𝑓 =
𝐴𝑓
𝑡𝑓
=
211,98
2,5
= 84,8 см,
(140)
где 𝐴𝑓 – площадь поясного листа;
𝑡𝑓 – толщина пояса.
Принимаем 𝑏𝑓 = 380 мм, [16].
В сжатом поясе должна быть обеспечена местная устойчивость свеса,
поэтому гибкость свеса сравнивается с допустимой гибкостью:
𝑏𝑒𝑓
𝑡𝑓
=
18,4
2,5
= 7,36 ≤ [
173
𝑏𝑒𝑓
𝑡𝑓
] = 14,65,
где 𝑡𝑓 – толщина полки;
[
𝑏𝑒𝑓
𝑡𝑓
] – допустимая гибкость:
[
𝑏𝑒𝑓
𝑡𝑓
] = 0,5 ∙ √
𝐸
𝑅𝑦
= 0,5 ∙ √
2,06∙104
24
= 14,65;
(141)
𝑏𝑒𝑓 – свес полки:
𝑏𝑒𝑓 =
(𝑏𝑓 −𝑡𝑤 )
2
=
(38−1,2)
2
= 18,4 см.
(142)
Местная устойчивость обеспечена.
2.7.3.3 Выбор размеров элементов тормозной балки
Тормозная балка состоит из верхнего пояса ПБ, горизонтального
листа рифленой стали толщиной 𝑡л = 20 мм и швеллера № 40, (смотреть
рисунок 54).
Рисунок 54 – Размеры подкрановой и тормозной балок.
174
2.7.3.4 Определение геометрических характеристик подкрановых
конструкций.
Геометрические характеристики швеллера № 40:
ℐ𝑥 = 15220 см4 ; ℐу = 642 см4 ; ℎ = 400 мм; 𝑧0 = 2,75 см; А = 61,5 см2 .
Определение центра тяжести ТБ:
𝑥𝑐 =
𝑥𝑐 =
∑ 𝑆𝑦
∑𝐴
=
𝐴шв ∙(𝑏л +0,5∙𝑏𝑓 −5)+𝑏л ∙𝑡л ∙[0,5∙(𝑏л +𝑏𝑓 )−5]
𝐴шв +𝑏л ∙𝑡л +𝑏𝑓 ∙𝑡𝑓
(143)
61,5 ∙ (108,25 + 0,5 ∙ 38 − 5) + 108,25 ∙ 2,0 ∙ [0,5 ∙ (108,25 + 38) − 5]
=
61,5 + 108,25 ∙ 2,0 + 38 ∙ 2,5
= 59,7 см.
где 𝐴шв – площадь швеллера;
𝑏л – ширина тормозного листа, (смотреть рисунок 54);
𝑏𝑓 – ширина пояса;
𝑡л – толщина тормозного листа;
𝑡𝑓 – толщина пояса.
Момент инерции ПБ:
ℐ𝑥 =
3
𝑡𝑤 ∙ℎ𝑤
12
+ 2 ∙ 𝑏𝑓 ∙ 𝑡𝑓 ∙ (
ℎ𝑤 +𝑡𝑓 2
2
)
(144)
1,2 ∙ 953
95 + 2,5 2
ℐ𝑥 =
+ 2 ∙ 38 ∙ 2,5 ∙ (
) = 537284,375 см4,
12
2
где 𝑡𝑤 – толщина стенки ПБ;
ℎ𝑤 – высота стенки ПБ;
𝑏𝑓 – толщина тормозного листа;
𝑡𝑓 – толщина пояса.
Момент сопротивления ПБ:
𝑊𝑥 =
ℐ𝑥
ℎ
2
,=
537284,375
100
2
где ℐ𝑥 – момент инерции ПБ;
ℎ – высота ПБ.
175
= 24195,44 см3 ,
(145)
Статический момент полусечения:
ℎ𝑤 +𝑡𝑓
𝑆𝑥 = 𝑏𝑓 ∙ 𝑡𝑓 ∙ (
𝑆𝑥 = 38 ∙ 2,5 ∙ (
2
)+
ℎ𝑤 ∙𝑡𝑤
2
∙
ℎ𝑤
4
(146)
95 + 2,5
95 ∙ 1,2 95
)+
∙
= 5985 см3 ,
2
2
4
где 𝑡𝑤 – толщина стенки ПБ;
ℎ𝑤 – высота стенки ПБ;
𝑏𝑓 – толщина тормозного листа;
𝑡𝑓 – толщина пояса.
Момент инерции ТБ:
𝑡𝑓 ∙ 𝑏𝑓3
𝑡л ∙ 𝑏л3
2
ℐ𝑦 =
+ 𝑏𝑓 ∙ 𝑡𝑓 ∙ 𝑥𝑐 +
+ 𝑡л ∙ 𝑏л ∙
12
12
2
∙ [0,5 ∙ (𝑏л + 𝑏𝑓 ) − 5 − 𝑥𝑐 ] + ℐ𝑦шв + 𝐴шв ∙ (𝑏н − 𝑥𝑐 − 𝑧0 )2
(147)
2,5 ∙ 383
2,0 ∙ 108,253
2
ℐ𝑦 =
+ 38 ∙ 2,5 ∙ 59,7 +
+ 2,0 ∙ 108,25 ∙
12
12
∙ [0,5 ∙ (108,25 + 38) − 5 − 59,7]2 + 642 + 61,5 ∙ (95 − 59,7 − 2,75)2 =
= 642602,3 см4
где 𝑡𝑤 – толщина стенки ПБ;
ℎ𝑤 – высота стенки ПБ;
𝑏𝑓 – толщина тормозного листа;
𝑡𝑓 – толщина пояса;
𝑏л – ширина тормозного листа;
𝑡л – толщина тормозного листа;
𝑥𝑐 – центр тяжести ТБ;
ℐ𝑦шв – момент инерции швеллера;
𝐴шв – площадь швеллера;
𝑏н – ширина нижней части колонны;
𝑧0 – центр тяжести швеллера.
Момент сопротивления наиболее напряженного волокна верхнего пояса
ТБ:
176
𝑊𝑦 =
ℐ𝑦
𝑥𝑐 +0,5∙𝑏𝑓
=
642602,3
= 8165,2 см3,
59,7+0,5∙38
(148)
где 𝑏𝑓 – толщина тормозного листа;
𝑥𝑐 – центр тяжести ТБ;
ℐ𝑦 – момент инерции ТБ.
2.7.3.5 Проверка прочности подкрановой балки.
По
нормальным
напряжениям
в
верхнем
поясе
от
действия
вертикальных сил 𝐹𝑘 и горизонтальных сил Т:
𝜎в.п =
𝑀𝑚𝑎𝑥
𝑊𝑥
+
т
𝑀𝑚𝑎𝑥
𝑊𝑦
≤ 𝑅𝑦 ∙ 𝛾𝑐 ,
(149)
где 𝑊𝑥 , 𝑊𝑦 - моменты сопротивления волокон верхнего пояса;
𝑀𝑚𝑎𝑥 - максимальный момент от критического груза (колеса);
т
𝑀𝑚𝑎𝑥
– изгибающий момент от силы торможения;
𝑅𝑦 – расчетное сопротивление, [35, с.106, таблица В.2];
𝛾𝑐 – коэффициент условия работ, [36, с. 10 , таблица 7.1].
По касательным напряжениям от вертикальных сил 𝐹𝑘 :
𝜏=
𝑄𝑚𝑎𝑥 ∙𝑆𝑥
ℐ𝑥 ∙𝑡𝑤
≤ 𝑅𝑠 ∙ 𝛾𝑐 ,
(150)
где 𝑆𝑥 - статический момент полусечения;
𝑄𝑚𝑎𝑥 - максимальная поперечная сила;
ℐ𝑥 – момент инерции ПБ;
𝑡𝑤 – толщина стенки ПБ;
𝑅𝑠 = 0,58 ∙ 𝑅𝑦 – расчетное сопротивление сдвигу;
𝑅𝑦 – расчетное сопротивление, [35, с.106, таблица В.2];
𝛾𝑐 – коэффициент условия работ, [36, с. 10 , таблица 7.1].
𝑅𝑦 ∙𝛾𝑐 −𝜎в.п
𝑅𝑦 ∙𝛾𝑐
∙ 100% ≤ 5%.
177
(151)
Расчет:
𝜎в.п =
604886
8522
+
= 26,04 кН/см2 ≤ 24 ∙ 1,1 = 26,4 кН/см2;
24195,44 8165,2
𝑅𝑠 = 0,58 ∙ 24 = 13,92 кН/см2 ;
𝜏=
436,51 ∙ 5985
= 4,05 кН/см2 ≤ 13,92 ∙ 1,1 = 15,312 кН/см2;
537284,375 ∙ 1,2
24 ∙ 1,1 − 26,04
∙ 100% = 1,36% ≤ 5%.
24 ∙ 1,1
В стенке ПБ от колес возникают местные напряжения 𝜎𝑙𝑜с, величина
которых:
𝜎𝑙𝑜с =
𝛾𝑓 ∙𝐹𝑘
𝑙𝑒𝑓 ∙𝑡𝑤
≤ 𝑅𝑦 ∙ 𝛾𝑐 ,
(152)
где 𝛾𝑓 – коэффициент надежности по нагрузке;
𝐹𝑘 – расчетное значение давления;
𝑡𝑤 – толщина стенки ПБ;
𝑅𝑦 – расчетное сопротивление, [35, с.106, таблица В.2];
𝛾𝑐 – коэффициент условия работ, [36, с.10 , таблица 7.1];
𝑙𝑒𝑓 – условная длина:
3
ℐ1𝑓
𝑙𝑒𝑓 = 𝑐 ∙ √ , см,
𝑡
(153)
𝑤
ℐ1𝑓 = 𝐼𝑝 +
𝑏𝑓 ∙𝑡𝑓 3
12
(154)
где с – коэффициент равный 3,25;
𝐼𝑝 – момент инерции рельса, для КР-100, 𝐼𝑝 = 2805,88 см4 [11 с.6, таблица
2];
𝑡𝑤 – толщина стенки;
ℐ1𝑓 – сумма собственных моментов инерции пояса балки и кранового
рельса.
Проверка по приведенным напряжениям:
178
2
𝜎пр = √𝜎1𝑥
− 𝜎1𝑥 ∙ 𝜎𝑦 + 𝜎𝑦2 + 3 ∙ 𝜏12 ≤ 1,15 ∙ 𝑅𝑦 ∙ 𝛾𝑐 ,
(155)
где 𝜎1𝑥 нормальные напряжения параллельные оси балки:
𝜎1𝑥 =
𝑀𝑚𝑎𝑥 ∙ℎ𝑤
𝐽𝑥 ∙ℎ
, кН⁄см2 ;
(156)
𝜎𝑦 – напряжение, перпендикулярные оси балки, в том числе 𝜎𝑙𝑜с;
𝜎𝑦 =
𝑀𝑚𝑎𝑥 ∙ℎ𝑤
𝐽𝑦 ∙ℎ
+ 𝜎𝑙𝑜𝑐 , кН⁄см2 ;
(157)
𝜏1 – касательные напряжения:
𝜏1 =
𝑄𝑚𝑎𝑥 ∙𝑆𝑓
𝐽𝑥 ∙𝑡𝑤
, кН/см2 ,
𝑄𝑚𝑎𝑥 - максимальная поперечная сила;
𝐽𝑥 – момент инерции ПБ;
𝑡𝑤 – толщина стенки ПБ;
𝑅𝑦 – расчетное сопротивление, [35, с.106, таблица В.2];
𝛾𝑐 – коэффициент условия работ, [36, с. 10, таблица 7.1];
𝑆𝑓 - статический момент:
ℎ𝑤 – высота стенки ПБ;
𝑏𝑓 – толщина тормозного листа;
𝑡𝑓 – толщина пояса.
Расчет:
Местные напряжения:
𝜎𝑙𝑜с =
1,1 ∙ 374,15
= 7,28 ≤ 24 ∙ 1,1;
47,1 ∙ 1,2
7,28 кН/см2 < 26,4 кН/см2 ;
3 3653,49
𝑙𝑒𝑓 = 3,25 ∙ √
= 47,1 см;
1,2
ℐ1𝑓
38 ∙ 2,53
= 2805,88 +
= 3653,49 см2.
12
179
(158)
Проверка по приведенным напряжениям:
𝜎пр = √1,072 − 1,07 ∙ 16,22 + 16,222 + 3 ∙ 4,052 ≤ 1,15 ∙ 24 ∙ 1,1;
17,21 кН/см2 < 30,36 кН/см2 .
Нормальные напряжения параллельные оси балки:
604886∙95
𝜎1𝑥 =
𝜎𝑦 =
537284,375 ∙100
604886∙95
642602,3 ∙100
= 1,07 кН/см2 ;
+ 7,28 = 16,22 кН/см2 ;
Касательные напряжения:
𝜏1 =
436,51∙5985
537284,375∙1,2
𝑆𝑓1 = 38 ∙ 2,5 ∙
= 4,05 кН/см2 ;
(95+1,2)
2
= 4569,5 см3 .
Рисунок 55 – Эпюры напряжений 𝜎в.п , 𝜎𝑙𝑜𝑐 , 𝜏
2.7.3.6 Соединение поясов со стенкой
Пояса со стенкой соединяются угловыми сварными швами.
Горизонтальные сдвигающие усилия:
𝑇 = 𝜏 ∙ 𝑡𝑤 =
𝑄𝑚𝑎𝑥 ∙𝑆𝑓
ℐ𝑥
=
436,51∙5985
537284,375
= 4,9 кН/см;
где 𝑄𝑚𝑎𝑥 - максимальная поперечная сила;
ℐ𝑥 – момент инерции ПБ;
180
(159)
𝑡𝑤 – толщина стенки ПБ;
𝑆𝑓 - статический момент.
Вертикальные сдвигающие усилия:
𝑉 = 𝜎𝑙𝑜с ∙ 𝑡𝑤 =
𝛾𝑓 ∙𝐹𝑘
𝑙𝑒𝑓
=
1,1∙374,15
47,1
= 8,74 кН/см,
(160)
где 𝛾𝑓 – коэффициент надежности по нагрузке;
𝜎𝑙𝑜с – местные напряжения;
𝑡𝑤 – толщина стенки ПБ;
𝐹𝑘 – расчетное значение давления;
𝑙𝑒𝑓 – условная длина.
Проверка угловых швов:
- по металлу шва:
𝑘𝑓 ≥
√𝑇 2 +𝑉 2
2∙𝛽𝑓 ∙𝑅𝜔𝑓 ∙𝛾𝜔𝑓 ∙𝛾𝑐
;
(161)
- по металлу границы сплавления:
𝑘𝑓 ≥
√𝑇 2 +𝑉 2
2∙𝛽𝑧 ∙𝑅𝜔𝑧 ∙𝛾𝜔𝑧 ∙𝛾𝑐
,
(162)
где, Т - горизонтальные сдвигающие усилия;
V - вертикальные сдвигающие усилия;
где 𝛽𝑓 , 𝛽𝑧 – коэффициенты вида сварки, [35, с. 67, таблица 39];
𝛾𝜔𝑓 , 𝛾𝜔𝑧 – коэффициенты условия работ швов, коэффициенты условий
работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в
климатических районах I1, I2, II2 и II3 (в холодном климате) [17], для
которых 𝛾𝜔𝑓 =0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением 𝑅𝜔𝑢𝑛 =410
МПа (4200 кгс/см²) и 𝛾𝜔𝑧 =0,85 — для всех сталей;
Замечу что коэффициентов 𝛾𝜔𝑓 , 𝛾𝜔𝑧 в СП 16.13330.2017 нет, но на
данное время обязательным к исполнению является СНиП II-23-81, поэтому
этот коэффициент необходимо учитывать;
181
𝑅𝜔𝑓 – расчетное сопротивление шва по металлу шва, [35, с. 114, таблица
Г.2];
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 - расчетное сопротивление шва по металлу границы
сплавления [35, с. 9, таблица 4];
𝑅𝑢𝑛
–
временное
сопротивление
стали,
принимаемое
равным
минимальному значению 𝜎в по национальным стандартам и техническим
условиям на сталь, принимаем по ГОСТ 27772-2015 [13];
𝛾𝑐 – коэффициент условия работ, [35, с. 5, таблица 1];
𝑘𝑓 – катет шва, принимается из условия 𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 ≤ 𝑘𝑓 ≤ 𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 ,
здесь 𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 – максимальный катет шва,
𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝑡𝑚𝑖𝑛 ∙ 1,2 мм,
𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 – минимальный катет шва, принимаемый по [35, с. 66, таблица 38];
𝑛шв – количество швов, принимается равное 2;
Расчет:
- по металлу шва:
√4,92 + 8,742
𝑘𝑓 ≥
= 0,36 см;
2 ∙ 0,7 ∙ 18 ∙ 1 ∙ 1,1
- по металлу границы сплавления:
𝑘𝑓 ≥
√4,92 + 8,742
= 0,25 см;
2 ∙ 1 ∙ 18,45 ∙ 1 ∙ 1,1
𝑘𝑚𝑎𝑥 = 1,2 ∙ 𝑡𝑚𝑖𝑛 = 1,2 ∙ 1,2 = 1,44 см.
Принимаем 𝑘𝑓 = 12 мм, 𝑘𝑓𝑚𝑖𝑛 = 8 мм ≤ 𝑘𝑓 = 12 мм ≤ 𝑘𝑓𝑚𝑎𝑥 = 14,4 мм.
2.7.3.7 Проверка общей устойчивости
Так как к верхнему поясу ПБ приваривается по всей длине
горизонтальный лист рифленой стали толщиной 𝑡л = 20 мм > 6мм, то общая
устойчивость ПБ заведомо обеспечена.
182
2.7.3.8 Проверка местной устойчивости
Условная гибкость стенки:
𝑅𝑦
ℎ
̅̅̅̅
𝜆𝑤 = 𝑤 ∙ √ ≤ 2,5
𝑡𝑤
̅̅̅̅
𝜆𝑤 =
(163)
𝐸
95
1,2
∙√
24
2,06∙104
= 2,7 > 2,5
(164)
где ℎ𝑤 – высота стенки;
𝑡𝑤 – толщина стенки;
𝑅𝑦 – расчетное сопротивление стали [35, с.106, таблица В.2];
Е – модуль упругости.
Условие не выполняется, следовательно, необходима проверка стенки
на устойчивость. Так как = 2,7 > 2,2 (наличие подвижной нагрузки на
поясе), то необходима постановка поперечного ребра жёсткости. При w < 3,2
расстояние между поперечными рёбрами должно быть меньше 2,5 · hef = ℎ𝑤 .
Принимаем расстояние а = 2000 мм < 2,5 · ℎ𝑤 = 2,5 · 950 = 2375 мм.
Ширина двусторонних ребер 𝑏ℎ принимаем не менее
𝑏ℎ =
950
30
ℎ𝑤
30
+ 40 мм.
+ 40 = 71,67 мм
(165)
Принимаем 𝑏ℎ = 80 мм.
Толщина стенки
𝑡𝑠 ≥ 2 ∙ 𝑏ℎ ∙ √
𝑅𝑦
𝐸
= 2 ∙ 80 ∙ √
24
2,06∙104
= 5,5 мм.
(166)
Принимаем 𝑡𝑠 = 60 мм.
Проверка устойчивости стенки ПБ при совместном действии 𝜎, 𝜎𝑙𝑜𝑐 , 𝜏
проводится в одном из отсеков, образованных поясами и ребрами жесткости
по формуле:
√( 𝜎 +
𝜎𝑐𝑟
𝜎𝑙𝑜𝑐
𝜎𝑙𝑜𝑐,𝑐𝑟
2
) +(
183
𝜏
𝜏𝑐𝑟
2
) ≤ 𝛾𝑐 ,
(167)
𝛾𝑐 – коэффициент условия работ, [35, с. 5, таблица 1];
Нормальные напряжения в уровне верха стенки:
𝜎=
𝑀р
ℐ𝑥
∙ 𝑦, кН/см2;
(168)
где ℐ𝑥 – момент инерции ПБ;
𝑀р – изгибающий момент, определяемый на расстоянии
ℎ𝑤
2
большим значением момента при 𝑎 > ℎ𝑤 , (смотреть рисунок 56);
𝑦 – расстояние до верха стенки.
184
от ребра с
Рисунок 56 – Определение расчетного момента в отсеке
185
Касательные напряжения:
𝜏=
𝑄р
, кН/см2,
ℎ𝑤 ∙𝑡𝑤
(169)
где 𝑄р – поперечная сила, определяемая в том же сечении, где и 𝑀р ;
ℎ𝑤 – высота стенки;
𝑡𝑤 – толщина стенки.
Критические напряжения:
𝜎𝑐𝑟 =
𝐶𝑐𝑟 ∙𝑅𝑦
, кН/см2,
2
̅
𝜆𝑤
(170)
где 𝐶𝑐𝑟 – находится по таблице [35, с.29, таблица 12]; в зависимости от
𝛿=𝛽∙
𝑏𝑓
ℎ
𝑡𝑓 3
∙( ) ,
(171)
𝑡𝑤
𝛽 – коэффициент по таблице [35, с.29, таблица 13].
𝜏𝑐𝑟 = 10,3 ∙ (1 +
0,76
𝑅𝑦
𝜇2
𝜆𝑒𝑓
) ∙ ̅2 , кН/см2,
(172)
где 𝜇 – отношение большей стороны отсека к меньшей;
𝜆̅𝑒𝑓 =
𝑅𝑦
𝑑
𝑡𝑤
∙√ ,
(173)
𝑐1 ∙𝑅𝑦
2
̅2𝑎 , кН/см ,
𝜆
(174)
𝐸
где 𝑑 – меньшая сторона отсека;
𝜎𝑙𝑜𝑐,𝑐𝑟 =
где 𝑐1 – коэффициент [35, с.30, таблица 15], зависящий от отношения
𝑎/ℎ𝑤 и 𝛿,
𝜆̅𝑎 =
𝑎
𝑡𝑤
𝑅𝑦
∙√ ,
𝐸
(175)
Для проверки местной устойчивости стенки балки выделяем два
расчётных отсека – первый у опоры, где наибольшие касательные напряжения,
и второй – в середине пролёта балки. Т.к. длина отсека а = 2000 мм превышает
186
его высоту hw = 950 мм, то напряжение проверяем в сечениях, расположенных
на расстоянии
x = 0,5 · hw = 0,5 · 950 = 475 мм от края отсека; длину расчётного отсека
принимаем а0 = hw = 950 мм.
Расчет:
Вычисляем расстояния до центров расчётных отсеков х1 и х2 (смотри
рисунок 57):
х1 = 2000 – 475 = 1525 мм;
х2 = 3 ·2000 – 475 = 5525 мм.
Рисунок 57 – Подкрановая балка с рёбрами жёсткости. Расстановка сил
для проверки устойчивости стенки балки в опорном и среднем отсеках.
187
Проверяем местную устойчивость стенки балки первого (приопорного)
отсека.
Критический груз устанавливаем над центром расчётного отсека.
Опорная реакция:
𝑅𝐴 =
𝑅𝐴 =
(4,975+10,475+11,675)⋅𝐹𝑘1
𝐿
(0,975+6,475+7,675)⋅374,15
12
(176)
= 845,73 кН.
х1 = 1525 мм от опоры (с учётом коэффициента α1 = 1,05 на массу
тормозной балки) составляют:
в сечении 1-1:
М1 = 𝛼 ∙ (𝑅𝑎 ∙ 1,525 − 𝐹𝑘1 ∙ 0,325)
(177)
М1 = 1,05 ∙ (845,73 ∙ 1,525 − 374,15 ∙ 0,325) = 1226,55 кН ∙ м.
𝑄1 = 𝛼 ∙ (𝑅𝑎 − 𝐹𝑘1 ) = 1,05 ∙ (845,73 − 374,15 ) = 495,159 кН
(178)
в середине отсека при х1 = 1525 мм:
Мх1 = 𝛼 ∙ (𝑅𝑎 ∙ 1,525 − 𝐹𝑘1 ∙ 1,2)
(179)
Мх1 = 1,05 ∙ (845,73 ∙ 1,525 − 374,15 ∙ 1,2) = 882,79 кН ∙ м.
𝑄х1 = 𝛼 ∙ (𝑅𝑎 − 2 ∙ 𝐹𝑘1 ) = 1,05 ∙ (845,73 − 2 ∙ 374,15 ) = 102,3 кН (180)
в сечении 2-2:
М2 = 𝛼 ∙ (𝑅𝑎 ∙ 2,0 − 𝐹𝑘1 ∙ 1,675)
(181)
М2 = 1,05 ∙ (845,73 ∙ 2,0 − 374,15 ∙ 1,675) = 1117,9 кН ∙ м.
𝑄2 = 𝛼 ∙ (𝑅𝑎 − 2 ∙ 𝐹𝑘1 ) = 1,05 ∙ (845,73 − 2 ∙ 374,15 ) = 102,3 кН (182)
средние значения момента и поперечной силы в расчётном отсеке:
𝑀р =
𝑀1 +𝑀𝑥1 +𝑀2
3
𝑄р =
𝑄1 +𝑄2
2
=
1226,55+882,79+1117,9
=
3
495,159+102,3
2
= 1075,75 кН·м;
= 298,73 кН.
(183)
(184)
Определяем напряжения в стенке опорного отсека при х1 = 1525 мм:
Нормальное (в уровне верхней кромки стенки):
𝜎=
Мр
𝐼𝑥
где ус = 0,5 · hw = 0,5 · 0,95 = 0,475 м.
188
⋅ 𝑦𝑐 , МПа
(185)
1075,75 ⋅ (103 )
𝜎=
⋅ 0,475 = 95,1 МПа
537284,375 ⋅ (10−8) ⋅ (106 )
Касательные напряжения:
𝜏=
𝑄р
𝑡𝑤 ⋅ℎ𝑤
=
298,73⋅(103 )
= 26,2 МПа
0,012⋅0,95⋅(106 )
(186)
Местные напряжения под колесом мостового крана:
𝜎𝑙𝑜𝑐 =
𝐹1 ⋅𝛾𝑓
𝑡𝑤 ⋅𝑙𝑒𝑓
, МПа,
(187)
где f = 1,1 – при проверке устойчивости стенки;
F1 = 1,1 · 374,15 = 411,565 кН;
3
𝑙𝑒𝑓 = 𝑐 ∙ √
ℐ1𝑓
ℐ1𝑓 = 𝐼𝑝 +
𝑡𝑤
, см,
𝑏𝑓 ∙𝑡𝑓 3
12
, см4,
(188)
(189)
(190)
где с – коэффициент равный 3,25;
𝐼𝑝 – момент инерции рельса, для КР-100, 𝐼𝑝 = 2805,88 см4 [11 с.6, таблица
2];
𝑡𝑤 – толщина стенки;
ℐ1𝑓 – сумма собственных моментов инерции пояса балки и кранового
рельса.
3 3653,49
𝑙𝑒𝑓 = 3,25 ∙ √
= 47,1 см;
1,2
ℐ1𝑓
38 ∙ 2,53
= 2805,88 +
= 3653,49 см2
12
𝜎𝑙𝑜𝑐
411,565 ⋅ 1,1 ∙ 103
=
= 80,1 МПа
0,012 ⋅ 0,471 ∙ 106
Определим критическое напряжение для стенки опорного отсека при
отношениях:
𝑎
ℎ𝜔
=
2000
950
= 2,11 > 0,8;
189
𝜎𝑙𝑜𝑐
𝜎
=
80,1
= 0,88;
91,5
(191)
коэффициент защемления стенки
𝛿=𝛽⋅
𝑡𝑓 3
𝑏𝑓
ℎ𝑒𝑓
⋅( ) ,
(192)
𝑡𝑤
где β = 2 – для не приваренных рельсов [35, с.29, таблица 13]
𝛿 =2⋅
38
95
2,5 3
⋅ ( ) = 7,2
(193)
1,2
При таких значениях отношений по [35, с.29, таблица 15] находим
предельное значение для балок симметричного сечения:
𝜎𝑙𝑜𝑐
[
𝜎
] = 2,296 >
𝜎𝑙𝑜𝑐
𝜎
= 0,88
(194)
Условие выполняется.
Критические напряжения:
Нормальное напряжение вычисляем по [35, с.28, формула 81]:
𝜎𝑐𝑟 =
𝑐𝑐𝑟 ⋅𝑅𝑦
𝜆2𝑤
, МПа
(195)
где сcr = 34,98 по [35, с.29, таблица 12] при 𝛿 = 7,2.
𝜎𝑐𝑟 =
34,98 ⋅ 240
= 1151,6 МПа,
2, 72
Касательное критическое напряжение по [35, с.29, формула 83]:
𝜏𝑐𝑟 = 10,3 ∙ (1 +
где μ =
𝑎
ℎ𝑤
0,76
𝑅𝑠
𝜇2
𝜆2𝑒𝑓
)⋅
, МПа,
(196)
= 2,7
(197)
= 2,11;
𝜆𝑒𝑓 =
𝑑
𝑡𝜔
⋅√
𝑅𝑦
𝐸
=
0,95
0,012
⋅√
240⋅106
2,06⋅1011
где d = hω = 950 мм;
𝜏𝑐𝑟 = 10,3 ∙ (1 +
0,76
2,112
190
)⋅
139,2
2,72
= 230,25 МПа,
критические напряжения от местного давления колеса крана по [35, с.28,
a
= 2:
h
формула 82] при
𝑐1 ⋅𝑅𝑦
𝜎𝑙𝑜𝑐,𝑐𝑟 =
𝜆2𝑎
, МПа,
где с1 = 6,1 по [35, с.29, таблица 14] при 𝜌 = 1,04 ∙
(198)
𝑙𝑒𝑓
ℎ𝑒𝑓
415
= 1,04∙
950
= 0,45;
𝑙𝑒𝑓 – условная длина распределения нагрузки, определяется по [35, с.21,
формула 48],
𝑙𝑒𝑓 = 𝑏 + 2 ∙ ℎ = 380 + 35 = 415 мм,
(199)
b – ширина опирания элемента, мм:
h – размер, равный сумме толщин верхнего пояса балки и катета
поясного шва, мм.
𝜆𝑎 =
0,5⋅𝑎
⋅√
𝑡𝑤
𝑅𝑦
=
𝐸
𝜎𝑙𝑜𝑐,𝑐𝑟 =
0,5⋅2
0,012
⋅√
240⋅106
2,06⋅1011
= 2,84
(200)
6,1 ⋅ 240
= 181,5 МПа
2,842
Проверяем устойчивость стенки балки по [35, с.28, формула 80]
при 𝜎𝑙𝑜𝑐 ≠ 0:
√( 𝜎 +
𝜎𝑐𝑟
√(
95,1
1151,6
+
𝜎𝑙𝑜𝑐
𝜎𝑙𝑜𝑐,𝑐𝑟
2
) +(
80,1 2
) +(
181,5
26,2
𝜏
𝜏𝑐𝑟
2
) ≤ 𝛾𝑐
(201)
2
) = 0,54 < 𝛾𝑐 = 1,
230,25
устойчивость стенки в опорном отсеке балки обеспечена.
Проверяем местную устойчивость стенки балки среднего отсека.
Критический груз устанавливаем над центром расчётного отсека.
Опорная реакция:
𝑅𝐴 =
(0,975+6,475+7,675)⋅𝐹𝑘1
𝐿
=
(0,975+6,475+7,675)⋅374,15
12
191
= 471,58 кН.
(202)
Средние значения изгибающего момента и поперечной силы на
расстоянии х2 = 5525 мм от опоры (с учётом коэффициента α1 = 1,05 на массу
тормозной балки) составляют:
в сечении 3-3:
М3 = 𝛼 ∙ (𝑅𝑎 ∙ 1,525 − 𝐹𝑘1 ∙ 0,325)
(203)
М3 = 1,05 ∙ (471,58 ∙ 5,05 − 374,15 ∙ 0,725) = 2215,73 кН ∙ м.
𝑄3 = 𝛼 ∙ (𝑅𝑎 − 𝐹𝑘1 ) = 1,05 ∙ (471,58 − 374,15 ) = 102,3 кН
(204)
в середине отсека при х2 = 5525 мм:
Мх2 = 𝛼 ∙ (𝑅𝑎 ∙ 1,525 − 𝐹𝑘1 ∙ 1,2)
(205)
Мх2 = 1,05 ∙ (471,58 ∙ 5,05 − 374,15 ∙ 0,725) = 2215,73 кН ∙ м.
𝑄х2 = 𝛼 ∙ (𝑅𝑎 − 2 ∙ 𝐹𝑘1 )
(206)
𝑄х2 = 1,05 ∙ (471,58 − 2 ∙ 374,15 ) = −290,556 кН
в сечении 4-4:
М4 = 𝛼 ∙ (𝑅𝑎 ∙ 6,0 − 𝐹𝑘1 ∙ (0,475 + 1,675))
(207)
М4 = 1,05 ∙ (471,58 ∙ 6,0 − 374,15 ∙ (0,475 + 1,675)) == 2126,3 кН ∙ м.
𝑄4 = 𝛼 ∙ (𝑅𝑎 − 2 ∙ 𝐹𝑘1 )
(208)
𝑄4 = 1,05 ∙ (471,58 − 2 ∙ 374,15 ) = −290,556 кН
средние значения момента и поперечной силы в расчётном отсеке:
𝑀р =
𝑀1 +𝑀𝑥1 +𝑀2
3
=
𝑄р =
2215,73+2215,73+2126,3
3
𝑄1 +𝑄2
2
=
102,3−290,556
2
= 2185,92 кН·м;
= −94,128 кН.
(209)
(210)
Определяем напряжения в стенке опорного отсека при х2 = 5525 мм:
Нормальное (в уровне верхней кромки стенки):
𝜎=
Мр
𝐼𝑥
⋅ 𝑦𝑐 , МПа
где ус = 0,5 · hw = 0,5 · 0,95 = 0,475 м.
(211)
(212)
2185,92 ⋅ (103 )
𝜎=
⋅ 0,475 = 193,25 МПа
537284,375 ⋅ (10−8) ⋅ (106 )
Касательные напряжения:
𝜏=
𝑄р
𝑡𝑤 ⋅ℎ𝑤
=
−94,128⋅(103 )
0,012⋅0,95⋅(106 )
192
= −8,26 МПа
(213)
Местные напряжения под колесом мостового крана:
𝜎𝑙𝑜𝑐 =
𝐹1 ⋅𝛾𝑓
𝑡𝑤 ⋅𝑙𝑒𝑓
, МПа,
(214)
где f = 1,1 – при проверке устойчивости стенки;
F1 = 1,1 · 374,15 = 411,565 кН;
ℐ1𝑓
3
𝑙𝑒𝑓 = 𝑐 ∙ √ , см,
𝑡
(215)
(216)
𝑤
ℐ1𝑓 = 𝐼𝑝 +
𝑏𝑓 ∙𝑡𝑓 3
12
, см4,
(217)
где с – коэффициент равный 3,25;
𝐼𝑝 – момент инерции рельса, для КР-100, 𝐼𝑝 = 2805,88 см4 [11 с.6, таблица
2];
𝑡𝑤 – толщина стенки;
ℐ1𝑓 – сумма собственных моментов инерции пояса балки и кранового
рельса.
3 3653,49
𝑙𝑒𝑓 = 3,25 ∙ √
= 47,1 см;
1,2
ℐ1𝑓
38 ∙ 2,53
= 2805,88 +
= 3653,49 см2
12
𝜎𝑙𝑜𝑐
411,565 ⋅ 1,1 ∙ 103
=
= 80,1 МПа
0,012 ⋅ 0,471 ∙ 106
Определим критическое напряжение для стенки опорного отсека при
отношениях:
𝑎
ℎ𝜔
=
𝜎𝑙𝑜𝑐
𝜎
2000
=
950
= 2,11 > 0,8;
(218)
= 0,88;
(219)
80,1
91,5
коэффициент защемления стенки
𝛿=𝛽⋅
𝑏𝑓
ℎ𝑒𝑓
193
𝑡𝑓 3
⋅( ) ,
𝑡𝑤
(220)
где β = 2 – для не приваренных рельсов [35, с.29, таблица 13]
38 2,5 3
𝛿 =2⋅
⋅ ( ) = 7,2
95 1,2
При таких значениях отношений по [35, с.29, таблица 15] находим
предельное значение для балок симметричного сечения:
𝜎𝑙𝑜𝑐
[
𝜎
] = 2,296 >
𝜎𝑙𝑜𝑐
𝜎
= 0,88
(221)
Условие выполняется.
Критические напряжения:
Нормальное напряжение вычисляем по [35, с.28, формула 81]:
𝜎𝑐𝑟 =
𝑐𝑐𝑟 ⋅𝑅𝑦
𝜆2𝑤
, МПа
(222)
где сcr = 34,98 по [35, с.29, таблица 12] при 𝛿 = 7,2.
𝜎𝑐𝑟 =
34,98 ⋅ 240
= 1151,6 МПа,
2, 72
Касательное критическое напряжение по [35, с.29, формула 83]:
𝜏𝑐𝑟 = 10,3 ∙ (1 +
где μ =
𝑎
ℎ𝑤
0,76
𝑅𝑠
𝜇2
𝜆2𝑒𝑓
)⋅
, МПа,
(223)
= 2,7
(224)
= 2,11;
𝜆𝑒𝑓 =
𝑑
𝑡𝜔
⋅√
𝑅𝑦
𝐸
=
0,95
0,012
⋅√
240⋅106
2,06⋅1011
где d = hω = 950 мм;
𝜏𝑐𝑟 = 10,3 ∙ (1 +
0,76 139,2
)⋅
= 230,25 МПа,
2,112
2, 72
критические напряжения от местного давления колеса крана по [35, с.28,
формула 82] при
a
= 2:
h
𝜎𝑙𝑜𝑐,𝑐𝑟 =
194
𝑐1 ⋅𝑅𝑦
𝜆2𝑎
, МПа,
(225)
где с1 = 6,1 по [35, с.29, таблица 14] при 𝜌 = 1,04 ∙
𝑙𝑒𝑓
ℎ𝑒𝑓
415
= 1,04∙
950
= 0,45;
𝑙𝑒𝑓 – условная длина распределения нагрузки, определяется по [35, с.21,
формула 48],
𝑙𝑒𝑓 = 𝑏 + 2 ∙ ℎ = 380 + 35 = 415 мм,
(226)
b – ширина опирания элемента, мм:
h – размер, равный сумме толщин верхнего пояса балки и катета
поясного шва, мм.
𝜆𝑎 =
0,5⋅𝑎
𝑡𝑤
⋅√
𝜎𝑙𝑜𝑐,𝑐𝑟 =
𝑅𝑦
𝐸
=
0,5⋅2
0,012
⋅√
240⋅106
2,06⋅1011
= 2,84
(227)
6,1 ⋅ 240
= 181,5 МПа
2,842
Проверяем устойчивость стенки балки по [35, с.28, формула 80]
при 𝜎𝑙𝑜𝑐 ≠ 0:
√(
𝜎
𝜎𝑐𝑟
+
𝜎𝑙𝑜𝑐
𝜎𝑙𝑜𝑐,𝑐𝑟
√(193,25 +
1151,6
2
) +(
𝜏
𝜏𝑐𝑟
2
) ≤ 𝛾𝑐
80,1 2
−8,26 2
181,5
230,25
) +(
(228)
) = 0,61 < 𝛾𝑐 = 1,
устойчивость стенки в опорном отсеке балки обеспечена.
2.7.3.9 Расчет опорной части ПБ
Концы разрезных балок усиливаются поперечными ребрами, которые
передают опорное давление с балки на колонну. Применяем торцевой вид
опорного ребра. В торцевом ребре нижний торец должен быть остроган
(смотри рисунок 58)
195
Рисунок 58 – Опорные ребра подкрановых балок
Требуемую площадь ребра определяем из условия смятия:
𝑄𝑚𝑎𝑥
𝐴тр =
𝑅𝑝 ∙𝛾𝑐
𝑅𝑢𝑛
𝑅𝑝 =
𝛾𝑚
=
=
436,51
34∙1,1
37
1,025
= 11,67 см2,
(229)
= 36 кН/см2
(230)
где 𝑄𝑚𝑎𝑥 – опорная реакция;
𝛾𝑚 – коэффициент надежности по металлу [35, с.9, таблица 3];
𝑅𝑢𝑛
–
временное
сопротивление
стали,
принимаемое
равным
минимальному значению 𝜎в по национальным стандартам и техническим
условиям на сталь, принимаем по ГОСТ 27772-2015 [13];
𝛾𝑐 – коэффициент условия работ, [35, с. 5, таблица 1];
𝑡р =
𝐴тр
𝑏р
=
11,67
32
= 0,36 см,
(231)
где 𝑏р – принимаем по ГОСТ 27772-2015 [13].
Принимаем 𝑡р = 1,2 см.
Условная площадь:
𝐴усл = 𝑏р ∙ 𝑡р + 𝑐 ∙ 𝑡𝑤 = 38 ∙ 1,2 + 22,85 ∙ 1,2 = 73,02 см2 ,
196
(232)
где 𝑐 = 0,65 ∙ 𝑡𝑤 ∙ √
𝐸
= 0,65 ∙ 1,2 ∙ √
𝑅𝑦
2,06∙104
24
= 22,85 см.
(233)
Проверка устойчивости:
𝜎𝑧 =
𝑄𝑚𝑎𝑥
≤ 𝑅𝑦 ∙ 𝛾𝑐 ,
𝜑𝑧 ∙𝐴усл
(234)
где 𝜑𝑧 – коэффициент продольного изгиба, определяется по гибкости
условной стойки по [35, с. 118, таблица Д.1], равной:
𝜆𝑤 =
ℐ
ℎ𝑤
𝑖𝑧
=
95
8,67
= 10,96,
(235)
5490,5
где 𝑖𝑧 = √ 𝑧 = √
= 8,67 см – радиус инерции условной стойки;
𝐴
73,02
усл
ℐ𝑧 =
𝑏в3 ∙𝑡в
12
+
3
𝑐∙𝑡𝑤
12
=
383 ∙1,2
+
12
22,85∙1,23
12
= 5490,5 см4
– момент инерции
условной стойки.
Принимаем 𝜑𝑧 =0,842
Опорное ребро приваривается к балке угловыми швами. Рассчитывают
вертикальные швы, длина которых 𝑙𝑤 = ℎ𝑤 − 2 см ≤ 85 ∙ 𝛽𝑓 ∙ 𝑘𝑓 .
Требуемый катет шва:
- по металлу шва:
𝑘𝑓 ≥ √ 2
2∙𝛽 ∙𝑅
𝑓
𝑄𝑚𝑎𝑥
, см;
(236)
, см;
(237)
𝑤𝑓 ∙85∙𝛾𝑤𝑓 ∙𝛾𝑐
- по металлу границы сплавления:
𝑘𝑓 ≥ √
𝑄𝑚𝑎𝑥
2∙𝛽𝑧 ∙85∙𝑅𝑤𝑧 ∙𝛾𝑤𝑧 ∙𝛾𝑐
Расчет:
𝜎𝑧 =
436,51
≤ 24 ∙ 1;
0,842 ∙ 73,02
7,1 кН/см2 ≤ 24 кН/см2;
Для подкрановой балки (1 группа конструкций) принимаем электроды
Э42А, для них выбираем Rwf = 180 МПа, Rwz = 166,5 МПа.
197
Для катета шва, равного 7 мм принимаем f = 0,9; z = 1,05.
- по металлу шва:
𝑘𝑓 ≥ √
436,51
= 0,4 см;
2 ∙ 0,92 ∙ 18 ∙ 85 ∙ 1 ∙ 1,1
- по металлу границы сплавления:
𝑘𝑓 ≥ √
436,51
= 0,36 см;
2 ∙ 1,05 ∙ 85 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1,1
𝑘𝑚𝑎𝑥 = 1,2 ∙ 𝑡𝑚𝑖𝑛 = 1,2 ∙ 0,5 = 0,6 см.
Принимаем 𝑘𝑓 = 7 мм.
198
2.8 Расчет ступенчатой колонны
Требуется подобрать сечение сплошной верхней и сквозной нижней
частей колонны одноэтажного промышленного здания.
Расчетные усилия указаны в приложение А таблицу А.3.
Исходные данные:
- Расчетные усилия для верхней части колонны
В сечении 1 – 1 (1, 2, 4, 5-, 8):
𝑁в = −417,525 кН; 𝑀в = −156,5725 кН ∙ м; 𝑄в = −82,6701 кН.
В сечении 2 – 2 при сочетании нагрузок (1, 2, 4, 5-, 8):
𝑀 = −272,576 кН ∙ м.
Для нижней части колонны при сочетании нагрузок (1, 2, 4, 5-, 8):
𝑁н = −440,79 кН.
- Расчетные усилия для нижней части колонны
Для подкрановой ветви:𝑁1 = −1287,75 кН; 𝑀1 = −148,469кН ∙ м.
Для надкрановой ветви: 𝑁2 = −1358,07 кН; 𝑀2 = 1732,03 кН ∙ м.
Определение расчетных длин колонны:
Расчетные длины верхней и нижней частей колонны в плоскости рамы:
𝑙𝑥1 = 𝜇11 ∙ 𝑙1 , см;
(238)
𝑙𝑥2 = 𝜇12 ∙ 𝑙2 , см,
(239)
где 𝑙1 , 𝑙2 – высоты нижней и верхней частей колонны соответственно
(смотреть рисунок 59).
199
Рисунок 59 – Схема одноступенчатой колонны
𝜇11 и 𝜇12 определяется по [35, с. 134, приложение И, таблица И.3] в
зависимости от
𝐽1
𝐽1
𝑙
и 1.
𝑙2
При этом:
𝐽1
𝐽2
𝑙2
𝑙1
=
= 0,2
4,520
14,080
= 0,32
Расчет:
𝜇11 = 1,57;
𝜇12 = 0,69;
200
(240)
(241)
Таблица 29
N
Элементы колонны
п/п
Расчётная длина, м
Нижняя часть колонны
𝑙𝑒𝑓 (х1 )= l1· 11 = 13,48 ·1,5 = 20,22
1 Ветвь в плоскости колонны
2 Ветвь из плоскости колонны
𝑙𝑒𝑓 (𝑦1 )= l1 = 13,48
Верхняя часть колонны
3
В плоскости колонны
𝑙𝑒𝑓 (х2 )= l2 · 12 = 4,52 · 0,69 = 3,12
4
Из плоскости колонны
𝑙𝑒𝑓 (𝑦2 )= hв – hпб = 4,52 – 1,0 = 3,52
2.8.1 Расчет верхней части колонны
2.8.1.2 Подбор сечения верхней части колонны
Колонны относят к третьей группе конструкций, принята сталь С235 по
ГОСТ 27772-2015 [13], расчётное сопротивление проката толщиной
t = 2..20 мм Ry = 230 МПа.
Сечение верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра
ℎ = 750 мм.
Для симметричного двутавра
𝑖𝑥 ≈ 0,42 ∙ ℎ = 0,42 ∙ 75 = 31,5 см,
(242)
𝜌𝑥 ≈ 0,35 ∙ ℎ = 0,35 ∙ 75 = 26,25 см.
(243)
Требуемая площадь сечения:
𝐴тр =
𝑁в
𝛾с ∙𝑅𝑦
𝑒
417,525
ℎ
1,1∙23
∙ (1,25 + 2,2 ∙ ) =
∙ (1,25 + 2,2 ∙
38
) = 39 см2, (244)
75
где 𝑁в – продольная сила в сечении 1 – 1;
𝑅𝑦 – расчетное сопротивление, [35, с.106, таблица В.2];
𝛾𝑐 – коэффициент условия работ, [36, с. 10, таблица 7.1].
𝑒=
𝑀в
𝑁в
=
−156,572
−417,525
= 0,38 м = 38 см;
201
(245)
где 𝑀в , 𝑁в - расчетные усилия для верхней части колонны;
Условная гибкость:
𝑙𝑒𝑓 (х2 )
𝑅𝑦
312
𝜆̅ = (
)∙√ =( )∙√
𝑖𝑥
𝐸
31,5
23
2,06∙105
= 0,1
(246)
где 𝑙𝑒𝑓 (х2 ) – расчетная высота верхней части колонны в плоскости рамы;
𝑖𝑥 – радиус инерции сечения;
𝑅𝑦 – расчетное сопротивление, [35, с.106, таблица В.2];
𝐸 – модуль упругости.
Приведенный относительный эксцентриситет:
𝑚1𝑥 = 𝑚𝑥 ∙ 𝜂 = 1,4 ∙ 1,398 = 1,96,
(247)
где 𝑀в , 𝑁в - расчетные усилия для верхней части колонны;
𝑚𝑥 =
𝑀в
𝑁в ∙𝜌𝑥
=
15657,2
417,525∙26,25
= 1,4 – относительный эксцентриситет;
𝜂 – коэффициент влияния формы сечения [35, с.120, приложение Д
таблица Д.2]:
𝜂 = 1,4 − 0,02 ∙ 𝜆̅ = 1,4 − 0,02 ∙ 0,1 = 1,398.
(248)
2.8.1.3 Компоновка сечения
Высота стенки:
ℎ𝑤 = ℎ − 2 ∙ 𝑡 = 75 − 2 ∙ 2,1 = 70,8 см,
(249)
где ℎв – высота двутавра;
𝑡 – толщина полки.
По [35, с.38, пункт 9.2.2]: при 𝑚1𝑥 ≥ 1 и 𝜆̅𝑥 < 0,8 из условия местной
устойчивости [35, с.23, пункт 8.2.2]:
ℎ𝑊
𝑡𝑊
𝐸
≤ 1,3 ∙ √ ,
𝑅𝑦
где ℎ𝑊 – высота стенки;
𝑡𝑊 – толщина стенки;
𝑅𝑦 – расчетное сопротивление, [35, с.106, таблица В.2];
202
(250)
𝐸 – модуль упругости;
𝜆̅𝑥 – условная гибкость.
Расчет:
принимаем предварительно толщину полки 𝑡 = 2 см,
ℎ𝑤
2,06 ∙ 105
√
≤ 1,3 ∙
= 123;
𝑡𝑤
23
𝑡𝑤 ≥
71
123
= 0,58 см,
(251)
Принимаем 𝑡𝑤 = 1,45 см.
Из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости действия
момента ширина полки 𝑏 ≥
𝑙𝑒𝑓 (𝑦2 )
20
=
352
20
= 17,6 см ≈ 18 см, принимаем
𝑏 = 261 см.
Рисунок 60 – Сечение верхней части колонны
Из условия обеспечения местной устойчивости полки:
𝑏𝑒𝑓
𝑡
𝐸
≤ (0,36 + 0,1 ∙ 𝜆̅𝑥 ) ∙ √ ,
𝑅𝑦
203
(252)
где 𝑏𝑒𝑓 =
(𝑏 −𝑡𝑤 )
=
2
(26,1−1,45)
2
= 12,325 см – расчетная ширина свеса
поясного листа,
𝑏𝑒𝑓
≤ (0,36 + 0,1 ∙ 0,1) ∙ √
𝑡
2,06∙105
23
= 35,
12,325
= 6,2 ≤ 35
2
Принимаем: 𝑏 = 26,1 см, 𝑡 = 2 см, 𝑡𝑤 = 14,5 см, ℎ𝑤 = 71 см, ℎ = 75 см.
2.8.1.4 Геометрическая характеристика сечения
Полная площадь сечения:
𝐴ф = ℎ𝑤 ∙ 𝑡𝑤 + 2 ∙ 𝑏 ∙ 𝑡 = 71 ∙ 1,45 + 2 ∙ 26,1 ∙ 2 = 207,35 см2
(253)
Расчетная площадь сечения:
𝐴ф = 207,35 см2 ≥ Атр = 39 см2 .
Момент инерции относительно оси «x»:
𝐽𝑥 =
=
713 ∙1,45
12
+2∙[
ℎ𝑤 3 ∙𝑡𝑤
12
23 ∙26,1
12
+2∙[
𝑡 3 ∙𝑏
+𝑡∙𝑏∙(
12
+ 2 ∙ 26,1 ∙ (
71
2
ℎ𝑤
2
𝑡 2
+ ) ]=
2
(254)
2 2
+ ) ] = 162369,3 см4,
2
Момент инерции относительно оси «y»:
𝐽𝑦 =
3
ℎ𝑤 ∙𝑡𝑤
12
+2∙
𝑏3 ∙𝑡
12
=
71∙1,453
12
+2∙
26,13 ∙2
12
= 5944,6 см4
(255)
Радиус инерции относительно оси «x»:
𝑖𝑥 = √
182369,3
207,35
= 28 см.
(256)
Радиус инерции относительно оси «y»:
𝑖𝑦 = √
5944,6
207,35
= 5,35 см.
(257)
Принимаем по ГОСТ Р 57837-2017 [2] двутавр 70Б3:
А = 210,26 см2; Wx = 4760,3 см3; Wу = 478,81 см3; iy = 5,45 см ix = 28,18 см.
b = 26,1 см, t = 2 см, t w = 14,5 см, hw = 71 см, h = 75 см,
Jx = 167085,05 см4 ; Jy = 6248,49 см4
204
2.8.1.5 Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости
действия момента
Верхняя часть колонны работает на сжатие с изгибом. Расчетными
усилиями являются изгибающий момент и продольная сила.
𝜆𝑤 ≤
ℎ𝑤
𝛼=
𝜎=
𝑁в
Аф
𝜎1 =
+
𝑁в
Аф
𝑀в
𝐽𝑥 ⁄0,5∙ℎ𝑤
−
𝑀в
𝐽𝑥 ⁄0,5ℎ𝑤
∙
∙
ℎ𝑤
ℎ
=
ℎ𝑤
ℎ
=
≤ [𝜆𝑤 ] - фактическая гибкость;
𝑡𝑤
𝜎−𝜎1
𝜎
41752,5
210,26
41752,5
210,26
=
2,017−1,9543
2,017
= 0,03;
(258)
+
15657,2
71
∙
167085,05⁄0,5∙71 75
= 201,7 кН⁄см2 ;
+
15657,2
71
∙
167085,05⁄0,5∙71 75
= 195,43 кН⁄см2; (260)
𝑙𝑒𝑓 (х2 )
𝑅𝑦
312
𝜆̅𝑥 = (
)∙√ = (
)∙√
𝑖𝑥
𝐸
28,18
23
2,06∙105
= 0,12
𝜆̅𝑤 = 0,12 ≤ [𝜆̅𝑤 ] = 1,3.
(259)
(261)
(262)
2.8.1.6 Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости
действия момента
𝜎=
𝑁в
≤ 𝑅𝑦 ,
с∙𝜑𝑦 ∙𝐴ф
(263)
где 𝐴ф – фактическая площадь принятого сечения;
𝜑𝑦 – коэффициент продольного изгиба, [35, с. 118, таблица Д.1]; в
зависимости от гибкости 𝜆𝑦 , 𝜑𝑦 = 0,77
𝜆𝑦 =
𝑙𝑒𝑓 (𝑦2 )
𝑖𝑦
352
=
5,45
= 64,6;
(264)
Для определения 𝑚𝑥 находим максимальный момент в средней трети
расчетной длины стержня (смотреть рисунок 61):
𝑀1 =
𝑀расч. = 𝑀𝑚𝑎𝑥 {
𝑀1 =
𝑀в ∙(𝑦−
𝑀в
2
𝑙𝑒𝑓 (𝑦 )
2 )
3
𝑦
=
=
156,572
2
= 78,3 кН ∙ м;
156,572∙(1,28−
205
1,28
3,52
)
3
(265)
= 13,46 кН ∙ м.
Из рисунка:
𝑀в +𝑀
𝑀в
𝑦=
=
6470
𝑦
3520∙156,572
156,572+272,576
;
(266)
= 1284,25 см = 1,28;
(267)
Рисунок 61 – Схема к определению расчетного момента 𝑀1
𝑚𝑥 =
𝑀1 ∙𝐴ф
𝑁в ∙𝑊𝑥
=
62,59 ∙210,26
417,525∙4,7603
= 6,62.
(268)
При 𝑚𝑥 > 5 коэффициент «с» определяем по [35, с. 39, пункт 9.2.4];
𝑐 = 𝑐5(2 − 0,2𝑚𝑥 ) + 𝑐10(0,2𝑚𝑥 − 1);
(269)
𝑐 = 0,13 ∙ (2 − 0,2 ∙ 6,62) + 0,15 ∙ (0,2 ∙ 6,62 − 1) = 0,14;
𝛽
1
𝑐5 = (1+𝛼∙𝑚 ) = (1+0,981∙6,62) = 0,13;
(270)
𝑥
𝑐10 =
1
𝜑𝑦
(1+𝑚𝑥 ∙
𝜑в
)
=
1
0,869
)
1
(1+6,62∙
= 0,15.
(271)
𝛼 = 0,65 + 0,05 ∙ 𝑚𝑥 = 0,65 + 0,05 ∙ 6,62 = 0,981
(272)
𝛽=1
𝜎=
𝑁в
417,525
=
= 16,32 кН/см2 ≤ 𝑅𝑦 = 23 кН/см2 ,
с ∙ 𝜑𝑦 ∙ 𝐴ф 0,14 ∙ 0,869 ∙ 210,26
- условие выполняется.
206
Поскольку
ℎ𝑤
𝑡𝑤
=
71
1,45
= 48,9 < 2,3 ∙ √
2,06∙1011
23∙107
= 68,8,
(273)
в расчетное сечение включаем только устойчивую часть стенки.
2.8.2 Расчет нижней части колонны
2.8.2.1 Компоновка сечения нижней части колонны
Ширина нижней части колонны определяется расстояние между
наружной гранью и осью подкрановой ветви.
Ориентировочные усилия в ветвях колонны:
𝑁в =
𝑁
2
+
𝑀
ℎн
, кН,
(274)
где M, N – расчетные усилия в нижней части колонны;
ℎн – высота сечения нижней части колонны.
Для подкрановой ветви:
𝑁1 = −1287,75кН; 𝑀1 = −148,469 кН ∙ м.
Для наружной ветви:
𝑁2 = −1358,07 кН; 𝑀2 = 1732,03 кН ∙ м.
- подкрановой ветви:
𝑁в =
𝑁1
2
+
𝑀1
ℎн
=
1287,75
2
+
148,469
200
= 644,6 кН.
Ветви колонны работают на центральное сжатие. Поэтому требуемые
площади ветвей можно найти из условия устойчивости:
𝐴тр =
𝑁
𝜑∙𝑅𝑦 ∙𝛾𝑐
, см2,
(275)
где N – расчетные усилия в нижней части колонны;
𝜑 – коэффициент продольного изгиба, [35, с. 118, таблица Д.1]; в
зависимости от гибкости 𝜆𝑦 , 𝜑𝑦 = 0,85
𝑅𝑦 – расчетное сопротивление, [35, с.106, таблица В.2];
- подкрановая ветвь 1:
АТР
тр1 =
𝑁в1
𝜑∙𝑅𝑦 ∙𝛾𝑐
=
644,6
0,85∙23∙1
207
= 32,97 см2.
-подкрановая ветвь 2:
АТР
тр2 =
𝑁в2
687,7
=
= 35,18 см2 .
𝜑 ∙ 𝑅𝑦 ∙ 𝛾𝑐 0,85 ∙ 23 ∙ 1
Принимаем по ГОСТ Р 57837-2017 [2] два двутавра 30Ш1 со
следующими характеристиками:
факт
Ав1
факт
= А в2
= 68,31 см2,
𝐽в1х = 𝐽в2х = 11338,3см4 ,
𝐽в1у = 𝐽в2у = 1603,26 см4 ,
𝑖𝑥 = 12,32 см,
𝑖𝑦 = 4,64 см,
𝐵𝑓 = 20 см, 𝑡𝑤 = 0,8 см, 𝑡𝑓 = 1,1 см, ℎ = 29,1 см.
2.8.2.2 Определение геометрических характеристик
Рисунок 62 – Сечение нижней части колонны
Стержень сквозной центрально-сжатой колонны состоит из двух ветвей
(двутавров), связанных между собой решетками. Ось, пересекающая двутавры
(Y-Y), называется материальной; ось, параллельная ветвям (X-X), называется
свободной.
Расстояние
между
ветвями
равноустойчивости стержня.
208
установлено
из
условия
Ветви нижней части колонны, состоящие из двух двутавров в
плоскости колонны, из плоскости ветви, в уровне подкрановой консоли и в
фундаменте закреплены шарнирно в узлах решетки; раскосы решетки
закреплены шарнирно по концам. При проверке устойчивости верхней части
колонны в плоскости мы ее считаем неподвижно шарнирно закрепленной
вверху и упруго закрепленной в нижней части колонны, из плоскости шарнирно закрепленной вверху и в подкрановой консоли. При проверке
общей устойчивости колонны в ее плоскости считаем, что верх колонны
закреплен шарнирно-неподвижно, а низ – жестко.
2.8.2.3 Проверка устойчивости ветвей колонны
а) В плоскости рамы:
Потеря устойчивости ветви в плоскости рамы происходит на расстоянии
между точками закрепления ветви, которые являются узлами решетки.
209
Рисунок 63 – Конструктивная схема колонны
За расчетную длину ветви колонны принимается расстояние
hн = 𝑙𝑒𝑓𝑦 = 13450 мм.
Расстояние между узлами решетки принимаем l𝑒𝑓bx = 1940 мм.
Угол наклона раскосов принимаем 𝛼 = 45°;
𝑙𝑒𝑓𝑏 ≤ 80 ∙ 𝑖𝑥𝑚𝑖𝑛 ≤ 80 ∙ 3,23 = 188,80 см;
𝑖𝑥𝑚𝑖𝑛 = 𝑖𝑦 = 4,64 см, смотри пункт 6.2.1
а) Проверка устойчивости ветвей колонны в плоскости рамы:
- Подкрановая ветвь:
𝜆в𝑦 =
𝑙𝑒𝑓𝑏𝑥
𝑖𝑦1
=
194
4,64
210
= 41,8;
(276)
𝑖𝑦 = 4,64
Значит коэффициент 𝜑𝑦 – коэффициент продольного изгиба, [35, с. 118,
таблица Д.1]; в зависимости от гибкости 𝜆𝑦 , 𝜑𝑦 = 0,9
𝜎в𝑦 =
𝜎в𝑦 =
𝑁вУТ
≤ 𝑅𝑦 ∙ 𝛾𝑐 ;
факт
𝜑𝑦 ∙Ав
(277)
1287,75
= 21 кН⁄см2 < 23 кН⁄см2 ;
0,96 ∙ 68,31
б) Проверка устойчивости ветвей из плоскости рамы:
- Подкрановая ветвь:
п.в.
н.в.
𝑙𝑒𝑓𝑦
= 𝑙𝑒𝑓𝑦
= ℎн = 13450 см;
(278)
п.в.
𝑙𝑒𝑓𝑦
1345
𝜆вх =
=
= 109,2;
𝑖𝑥
12,32
𝑖𝑥 = 12,32; смотри пункт 6.2.1
Значит коэффициент 𝜑х – коэффициент продольного изгиба, [35, с. 118,
таблица Д.1]; в зависимости от гибкости 𝜆х , 𝜑х = 0,96
𝜎вх =
𝜎вх =
𝑁вУТ
факт
𝜑х ∙Ав
≤ 𝑅𝑦 ∙ 𝛾𝑐 ;
(279)
1287,75
= 21 кН⁄см2 < 23 кН⁄см2 ;
0,96 ∙ 68,31
2.8.2.4 Расчет соединительной решетки
Раскосы решетки следует рассчитывать на сжатие по максимальной
поперечной силе:
Q max = max {
Q факт = −164,231 кН;
Q fic = 15,5 кН;
(280)
где Q факт- максимальная поперечная сила по результатам статического
расчета, смотри приложение А таблицу А.3.
Q fic – поперечная сила, определяется по [35, с. 16, пункт 7.2.7]:
Q fic = 7,15 ∙ 10−6 ∙ (2330 −
211
E
Ry
N
)∙ ;
φ
(281)
Q fic = 7,15 ∙ 10
−6
2,06 ∙ 105 1287,75
∙ (2330 −
)∙
= 15,5 кН,
230
0,85
где N – максимальная продольная сила по результатам статического
расчета;
𝜑𝑦 – коэффициент продольного изгиба, [35, с. 118, таблица Д.1]; в
зависимости от гибкости 𝜆𝑦 , 𝜑𝑦 = 0,85
λy =
lefх н.ч.к.
ix
=
lefх н.ч.к.
√A
Jxc
в1 +Ав2
,
(282)
где lefх н.ч.к. - расчетная длина нижней части колонны (см. п. 5);
Jxc – момент инерции относительно всего сечения нижней части
колонны, определяется по формуле:
𝐽𝑥𝑐 = (𝐽п.в. + 𝐽н.в. ) + Ап.в. ∙ У12 + Ан.в. ∙ У22 ;
(283)
𝐽𝑥𝑐 = (1603,26 + 1603,26) + 68,31 ∙ 1002 + 68,31 ∙ 1002 =
1369406,52 см4;
λy =
2022
1369406,52
√
68,31 + 68,31
= 20,2.
Следовательно, Q max = 159,55 кН.
Для сжатых раскосов сечение подбираем из условия устойчивости.
Усилие в раскосе от поперечной силы:
Nd =
треб
Ad
Qmax
2∙cosα
=
=
Nd
φ∙Ry ∙γс
164,231
2∙cos45
=
= 154,9 кН;
154,9
0,85∙23∙1,0
= 6,8 см2.
(284)
(285)
По требуемой площади по ГОСТ 8509-93 [4] на горячекатаные
равнополочные уголки принимаем раскос из
70x5: 𝐴𝑑 = 6,86 см2, 𝑖𝑥 =
2,72 см, 𝑖у = 1,39 см.
𝑖𝑥 = 2,72см
𝑖𝑥𝑚𝑖𝑛 = 𝑚𝑖𝑛 {𝑖 = 1,39см;
𝑦
𝜆𝑑 =
𝑙𝑒𝑓𝑑
𝑖𝑚𝑖𝑛
=
222,3
1,39
= 159,9;
𝑙𝑒𝑓𝑑 = 𝑙геом = 222,3 см.
212
(286)
(287)
(288)
Значит коэффициент 𝜑𝑚𝑖𝑛 – коэффициент продольного изгиба, [35, с.
118, таблица Д.1]; в зависимости от гибкости 𝜆𝑑 , 𝜑𝑚𝑖𝑛 = 0,99
𝜎=
𝜎р =
𝑁𝑑
≤ 𝑅𝑦 ∙ 𝛾𝑐 ;
𝜑𝑚𝑖𝑛 ∙𝐴𝑑
(289)
154,9
= 22,7 кН⁄см2 < 23 ∙ 1,0 = 23 кН⁄см2 ;
0,99 ∙ 6,86
Требуемая площадь стойки:
𝐴𝑐 =
𝑄𝑓𝑖𝑐
𝑅𝑦 ∙𝛾с ∙𝜑
=
15,5
23∙1,0∙0,99
= 0,68 см2 ;
(290)
По требуемой площади по ГОСТ на прокатные равнополочные уголки
принимаем для стойки ∟ 50x6: 𝐴с = 5,69 см2 , 𝑖𝑥 = 1,91 см, 𝑖у = 0,98 см;
𝑖𝑥 = 1,91см
𝑖𝑚𝑖𝑛 = 𝑚𝑖𝑛 {𝑖 = 0,98см;
𝑦
𝜆𝑑 =
𝑏н
𝑖𝑚𝑖𝑛
=
200
0,98
= 204;
(291)
(292)
Значит коэффициент продольного изгиба, [35, с. 118, таблица Д.1]; в
зависимости от гибкости 𝜆𝑑 , 𝜑𝑚𝑖𝑛 = 0,3
𝜎=
𝜎=
𝑁𝑒𝑓𝑖𝑐
𝜑𝑚𝑖𝑛 ∙𝐴𝑐
≤ 𝑅𝑦 ∙ 𝛾𝑐 ;
𝑄𝑓𝑖𝑐
15,5
=
= 9,08 кН⁄см2 < 23 ∙ 1,0 = 23 кН⁄см2 .
𝜑 ∙ 𝐴𝑐 0,3 ∙ 5,69
Рисунок 64 – Эпюры напряжений в стойках и раскосах
213
(293)
2.8.2.5 Проверка устойчивости нижней части колонны как единого
стержня в плоскости рамы
Предварительно определим приведенную гибкость:
𝜆𝑒𝑓 = √𝜆𝑥 2 + 𝛼1 ∙
где 𝜆𝑥 =
𝑙𝑥1
𝑖𝑥
=
2022
99,97
𝐴0
𝐴𝑑
= √20,232 + 5,5 ∙
136,68
6,86
= 22,78,
(294)
= 20,23 – гибкость всего стержня нижней части
колонны относительно свободной оси;
𝛼1 = 10 ∙
𝑎3
𝑏2 ∙𝑙
= 10 ∙
222,33
1002 ∙200
= 5,5;
(295)
𝑎 = 𝑙р – длина раскоса;
𝑏 = ℎ0 – расстояние до Х-Х, смотри рисунок 62;
ℐ
𝑖𝑥 = √ 𝑥 = √
𝐴
0
1366200
136,68
= 99,97 см – радиус момента инерции;
(296)
ℐ𝑥 = 𝐴в1 ∙ 𝑦12 + 𝐴в2 ∙ 𝑦22 = 68,31 ∙ 1002 + 68,31 ∙ 1002 = 1366200 см4 –
момент инерции.
(297)
Абсолютный эксцентриситет:
𝑒=
𝑀
(298)
𝑁
Относительный эксцентриситет:
𝑚=
𝑀∙𝐴
𝑁∙ℐ𝑥
∙ 𝑦2
(299)
Проверка устойчивости:
𝜎=
𝑁
𝜑∙𝐴
≤ 𝑅𝑦 ∙ 𝛾𝑐
- для комбинации усилий
𝑁1 = −1287,75 кН; 𝑀1 = −148,469 кН ∙ м.
Абсолютный эксцентриситет:
𝑒=
14846,9
= 11,5.
1287,75
Относительный эксцентриситет:
𝑚=
14846,9∙136,68
1287,75∙1366200
∙ 100 = 0,12.
214
(300)
Проверка устойчивости:
𝜑 = 0,7;
𝜎=
1287,75
≤ 23 ∙ 1,0;
0,7 ∙ 136,68
13,5 кН/см2 < 23 кН/см2 .
𝑁2 = −1358,07 кН; 𝑀2 = 1732,03 кН ∙ м.
Абсолютный эксцентриситет:
𝑒=
173203
= 127,5
1358,07
Относительный эксцентриситет:
𝑚=
173203 ∙ 136,68
∙ 100 = 1,3.
1358,07 ∙ 1366200
Проверка устойчивости:
𝜑 = 0,76;
𝜎=
1358,07
≤ 23 ∙ 1,0;
0,76 ∙ 136,68
13,1 кН/см2 < 23 кН/см2 .
2.8.2.6 Расчет конструирования узла сопряжения верхней части
колонны с нижней
Соединение выполняется через траверсу, работающую на изгиб.
Она рассчитывается на комбинацию – Mmax = 272,576 кН·м,
Nсоотв = -440,79 кН в сечении 2 – 2.
Высота траверсы принимается:
ℎтр = (0,5 ÷ 0,8) ∙ 𝑏н = 0,5 ∙ 200 = 100 см.
(301)
Материал траверсы – сталь марки С235, расчетное сопротивление 𝑅𝑦 =
23 кН/см2,
𝑅𝑢𝑛 = 36 кН/см2
–
временное
сопротивление
стали,
принимаемое равным минимальному значению 𝜎в по национальным
стандартам и техническим условиям на сталь, принимаем по ГОСТ 277722015 [13]; Составляем поперечное сечение траверсы (смотреть рисунок 65).
215
Рисунок 65 – Соединение верхней части колонны с нижней
Если предположить, что усилия с верхней части колонны передаются на
нижнюю только через полки, то:
𝑁п =
𝑁
2
+
𝑀
𝑏в
=
440,79
2
+
27257,6
75
= 583,83 кН.
(302)
Катеты шва, прикрепляющего ребра жесткости к вертикальной стенке
траверсы определяются из условия прочности углового шва на срез:
- по металлу шва:
𝑘𝑓 =
𝑁п
;
(303)
;
(304)
4∙𝛽𝑓 ∙𝑙𝜔 ∙𝑅𝜔𝑓 ∙𝛾𝜔𝑓 ∙𝛾𝑐
- по металлу границы сплавления:
𝑘𝑓 =
𝑁п
4∙𝛽𝑧 ∙𝑙𝜔 ∙𝑅𝜔𝑧 ∙𝛾𝜔𝑧 ∙𝛾𝑐
где 𝛽𝑓 , 𝛽𝑧 – коэффициенты вида сварки, [35, с. 67, таблица 39];
𝛾𝜔𝑓 , 𝛾𝜔𝑧 – коэффициенты условия работ швов, коэффициенты условий
работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в
климатических районах I1, I2, II2 и II3 (в холодном климате) [17], для
216
которых 𝛾𝜔𝑓 =0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением 𝑅𝜔𝑢𝑛 =410
МПа (4200 кгс/см²) и 𝛾𝜔𝑧 =0,85 — для всех сталей;
Замечу что коэффициентов 𝛾𝜔𝑓 , 𝛾𝜔𝑧 в СП 16.13330.2017 нет, но на
данное время обязательным к исполнению является СНиП II-23-81, поэтому
этот коэффициент необходимо учитывать;
𝑅𝜔𝑓 – расчетное сопротивление шва по металлу шва, [35, с. 114, таблица
Г.2];
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 - расчетное сопротивление шва по металлу границы
сплавления [35, с. 9, таблица 4];
𝑅𝑢𝑛
–
временное
сопротивление
стали,
принимаемое
равным
минимальному значению 𝜎в по национальным стандартам и техническим
условиям на сталь, принимаем по ГОСТ 27772-2015 [13];
𝛾𝑐 – коэффициент условия работ, [35, с. 5, таблица 1];
𝑘𝑓 – катет шва, мм;
𝑛шв – количество швов, принимается равное 4;
𝑁𝑖 – расчетное усилие элемента;
- по металлу шва:
𝑘𝑓 =
583,83
= 0,06 см;
4 ∙ 1,1 ∙ 100 ∙ 21,5 ∙ 1,0 ∙ 0,95
- по металлу границы сплавления:
𝑘𝑓 =
583,83
= 0,08 см.
4 ∙ 1,15 ∙ 100 ∙ 16,2 ∙ 1,0 ∙ 0,95
Принимаем 𝑘𝑓 = 8 мм,
Геометрические характеристики траверсы:
Определим положение центра тяжести поперечного сечения траверсы:
𝑎н =
1,2∙2∙11∙97,6+27∙1,2∙0,6+88∙2,0∙51,2
2∙11∙12+27∙1,2+88∙1,2
217
= 25,66 см;
(305)
Момент инерции траверсы:
ℐ𝑥 =
1,2∙883
12
+ 1,2 ∙ 88 ∙ ((
100−1,2
2
2
+ 1,2) − 25,66) +
1,2 ∙ ((100 − 25,66) − 32,6 +
27∙1,23
12
2∙11∙1,23
12
+ 2 ∙ 11 ∙
+ 27 ∙ 1,2 ∙ (25,66 − 0,6)2) =
672207,68 см4 ;
(306)
Момент сопротивления траверсы:
𝑊𝑚𝑖𝑛 =
ℐ𝑥
𝑎𝑚𝑎𝑥
=
672207,68
25,66
= 26196,7 см3 .
(307)
Опорная реакция траверсы на подкрановой ветви от усилия 𝑁п :
𝑄1 =
𝑁п ∙ℎв
𝑏н
=
583,83 ∙75
200
= 218,94 кН;
(308)
Опорная реакция траверсы на надкрановой ветви от усилия 𝑁п :
𝑄2 =
𝑁п ∙(𝑏н −𝑏в )
𝑏н
=
583,83∙(200−75)
200
= 364,89 кН.
(309)
Изгибающий момент в траверсе:
𝑀1 = 𝑄1 ∙ (ℎн − ℎв ) = 218,94 ∙ (200 − 75) = 27367,5 кН ∙ см.
(310)
Проверка прочности траверсы:
𝜎=
𝑀1
𝑊𝑚𝑖𝑛
=
27367,5
26196,7
= 1,04 кН/см2 < 𝑅𝑦 = 23 кН/см2;
𝜏=
𝜏=
𝑄2
ℎтр ∙𝑡тр
< 𝑅𝑠
(311)
(312)
364,89
кН
= 3,04 2 < 0,58 ∙ 23 = 13,34 кН/см2 ;
100 ∙ 1,2
см
𝜎пр = √𝜎 2 + 3 ∙ 𝜏 2 = √1,042 + 3 ∙ 3,042 = 5,4 кН/см2 < 𝑅𝑦 ∙ 1,15 =
23 ∙ 1,15 = 26,45кН/см2 .
(313)
Швы, прикрепляющие вертикальный лист траверсы к подкрановой
ветви, рассчитываем на усилие:
𝑁 ′ = 𝑄1 + 𝐷𝑚𝑎𝑥 = 218,94 + 871,07 = 1090,01 кН.
(314)
Dmax – нагрузка от крана, смотри пункт 3.4.4.
- по металлу шва:
𝑘𝑓 =
𝑁′
4∙𝛽𝑓 ∙𝑙𝜔 ∙𝑅𝜔𝑓 ∙𝛾𝜔𝑓 ∙𝛾𝑐
218
;
(315)
- по металлу границы сплавления:
𝑘𝑓 =
𝑁′
4∙𝛽𝑧 ∙𝑙𝜔 ∙𝑅𝜔𝑧 ∙𝛾𝜔𝑧 ∙𝛾𝑐
,
(316)
где 𝛽𝑓 , 𝛽𝑧 – коэффициенты вида сварки, [35, с. 67, таблица 39];
𝛾𝜔𝑓 , 𝛾𝜔𝑧 – коэффициенты условия работ швов, коэффициенты условий
работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в
климатических районах I1, I2, II2 и II3 (в холодном климате) [17], для
которых 𝛾𝜔𝑓 =0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением 𝑅𝜔𝑢𝑛 =410
МПа (4200 кгс/см²) и 𝛾𝜔𝑧 =0,85 — для всех сталей;
Замечу что коэффициентов 𝛾𝜔𝑓 , 𝛾𝜔𝑧 в СП 16.13330.2017 нет, но на
данное время обязательным к исполнению является СНиП II-23-81, поэтому
этот коэффициент необходимо учитывать;
𝑅𝜔𝑓 – расчетное сопротивление шва по металлу шва, [35, с. 114, таблица
Г.2];
𝑅𝜔𝑧 = 0,45 ∙ 𝑅𝑢𝑛 - расчетное сопротивление шва по металлу границы
сплавления [35, с. 9, таблица 4];
𝑅𝑢𝑛
–
временное
сопротивление
стали,
принимаемое
равным
минимальному значению 𝜎в по национальным стандартам и техническим
условиям на сталь, принимаем по ГОСТ 27772-2015 [13];
𝛾𝑐 – коэффициент условия работ, [35, с. 5, таблица 1];
𝑘𝑓 – катет шва, мм;
𝑛шв – количество швов, принимается равное 4;
𝑁𝑖 – расчетное усилие элемента;
- по металлу шва:
𝑘𝑓 =
1090,01
= 0,12 см;
4 ∙ 1,1 ∙ 100 ∙ 21,5 ∙ 1,0 ∙ 0,95
- по металлу границы сплавления:
𝑘𝑓 =
1090,01
= 0,15 см.
4 ∙ 1,15 ∙ 100 ∙ 16,2 ∙ 1,0 ∙ 0,95
Принимаем 𝑘𝑓 = 8 мм.
219
2.8.2.7 Расчет базы колонны
В сквозных колонна при большой ширине принимают, как правило,
раздельные базы, являющиеся достаточно экономичными и удобными в
изготовлении. Ветви сквозной колонны работают на продольные осевые силы,
поэтому расчет и конструирование раздельных баз проводится так же, как и
без центрально сжатых колонн.
Длину плиты назначаем на С = 50 мм больше высоты нормального
сечения ветви колонны с каждой стороны, а ширину на С1 = 80 мм больше
ширины полки сечения ветви колонны. Продольное усилие с ветвями колонны
на фундамент передается через две траверсы.
Расчётное усилие 𝑁в =
М1
𝑏н
+
𝑁1
2
= 718,1 кН.
(317)
Бетон фундамента марки В15, расчётное сопротивление R b = 8,15 МПа.
Принимаем 𝜓 = 1,3 и вычисляем расчётное сопротивление местному
смятию бетона фундамента:
Rb,loc = 𝜓 · Rb = 1,3·8,15 = 10,6 МПа;
(318)
Длину и ширину плиты назначаем:
L = h1 + 2·С = 291 + 2·50 = 391 мм
(319)
Принимаем L = 400 мм по ГОСТ 82 – 70 [16].
𝐵 тр =
𝑁в
𝐿⋅𝑅𝑏,𝑟𝑒𝑑
=
718,1 ⋅(103 )
0,4⋅10,6⋅(106 )
⋅ (103 ) = 170 мм
В = b + 2·tтр + 2·С1 = 200 + 2·10 + 2·80 = 380 мм > 293 мм
(320)
(321)
Принимаем B = 380 мм.
Проверка давления (напряжений) фундамента на плиту:
𝜎=
𝑁в
𝐿⋅𝐵
=
718,1 ⋅(103 )
0,4⋅0,38
= 4,7МПа < 𝑅𝑏,𝑙𝑜𝑐 = 10,6МПа
(322)
Условие выполняется.
После подбора размеров плиты уточняем: С = 54,5 мм, С1 = 80 мм.
Определим толщину плиты.
220
Участок 1 (консольный):
𝑀𝐼 =
𝜎⋅𝐶12
2
=
4,7⋅(106 )⋅0,082
2⋅(103 )
= 15,04 кН/м
(323)
Участок 2 (закреплены 3 стороны плиты):
На участке 2 при
𝑐
𝑎
54.2
=
200
= 0,2725; тогда коэффициент = 0,031.
МII = · σ· a2 = 0,031· 4,7 · (106) · 0,22 · (10-3) = 5,828 кН·м.
(324)
Участок 3 (закреплены 4 стороны плиты):
На участке 3 при ε = h1 / b = 269 / 96= 3,03; тогда коэффициент α = 0,125.
МIII = α · σ · a2 = 0,125 · 4,7 · (106) · 0,0962 · (10-3) = 5,4 кН·м
(325)
По наибольшему моменту вычисляем толщину плиты:
tр = √
6 ∙ 𝑀𝑚𝑎𝑥
𝑅𝑦 ∙𝛾𝑐
=√
6∙15,04∙103
220 ∙ 106 ∙1,0
= 20,3 мм
(326)
Принимаем толщину плиты: tр = 28 мм.
Высоту траверсы определяем как:
hтр = lw+1, см,
(327)
где lw - длина сварного шва:
ℎтр =
𝑁в
𝑛⋅𝐾𝑓 ⋅𝛽𝑓 ⋅𝛾𝑐 ⋅𝑅𝑤𝑓 ⋅𝛾𝜔𝑓
+1=
718,1⋅103
4⋅8⋅10−3 ⋅0,9⋅1,0⋅180⋅106 ⋅1,0
+ 1 = 15 см (328)
Конструктивно принимаем высоту траверсы hтр = 40 см.
Анкерные болты рассчитывают по специальным комбинациям нагрузок,
выявляющим возможность отрыва башмака от фундамента. Вверху анкерные
болты закрепляют к траверсам колонны с помощью плиток.
Усилия в анкерных болтах:
𝑁𝐴 =
|𝑁в |
2
+
𝑀
𝑏′н
=
718,1
2
+
−148,469
2
= 284,8 кН
(329)
Требуемая площадь 1 анкерного болта:
Атр =
𝑁𝐴
𝑛⋅𝑅𝑏𝑎 ⋅𝛾𝑐
=
𝑑анк = √
284,8⋅(103 )
4⋅220⋅(106 )⋅0,7
4⋅Атр
𝜋
=√
4⋅4,6
3,14
= 4,6 см2
(330)
= 2,4 см
(331)
Принимаем 4 болта диаметром резьбы d = 30 мм по ГОСТ 24379.1-2012
[30].
221
2.9 Основания и фундаменты
Таблица 30 – «Физико-механическое свойство грунтов»
Наименова-
Мощность
ние грунта
слоя, м
Растительный
слой
0,9 – 1,0
ρ,
ρs, W, Wl, Wp,
кН/м3 кН/м3 % % %
16,4
-
12 -
-
φ
-
c,
кПа
-
μ
-
Кф,
Р,
см/сек МПа
-
-
S, см
-
0,1 0,52
Супесь
Песок мелкий
Суглинок
тяжелый
4,5 – 5,2
6,2 – 7,4
16,3
18,9
18,0 – 16,0 19,7
26,7 18 20 14 20˚ 5
0,3 4,8·10
-6
0,2 1,04
0,3 1,56
0,4
2,6
-
-
0,28 5,1·10-5
-
-
27,0 19 42 16 -
-
0,4 6,7·10 -7
-
-
26,5 20 -
-
2.9.1 Инженерно-геологические условия площадки
Рисунок 66 – Геологический разрез
222
1) пылевато-глинистые грунты (супесь, суглинок):
Супесь
- число пластичности грунта по значениям влажностей на пределе
текучести и раскатывания
Ip = Wl - Wp = 0,20 – 0,14 = 0,06
(332)
- коэффициент пористости грунта
𝑒 = (1 + 𝑊) ⋅
𝜌𝑆
𝜌
− 1 = (1 + 0,18) ⋅
26,7
16,3
− 1 = 0,93
(333)
гдеs - плотность минеральных частиц
W - природная влажность
- природная плотность
- показатель текучести грунта
𝐼𝐿 =
𝑊−𝑊𝑝
𝐼𝑝
=
0,18−0,14
0,06
= 0,67
(333)
Модуль деформации Е (МПа):
𝐸 = (1 − 𝜇 2 ) ∙
2)
𝐸 = (1 − 0, 3
𝛥𝑃⋅𝐴
𝛥𝑆⋅𝑑
(334)
0,2 ⋅ (106 ) ⋅ 5000 ⋅ (10−4)
∙
= 24,3 МПа
0,52 ⋅ (10−2) ⋅ 79 ⋅ (10−2) ⋅ (106 )
где - коэффициент боковой деформации (коэффициент Пуассона);
Р - удельное давление;
А – площадь (А = 5000 см2);
S - осадка от действия нагрузки Р;
d - диаметр площадью А = 5000 см2 ( d = 79 см).
223
Рисунок 67 – Относительное сжатие грунта в зависимости от давления
Суглинок
- число пластичности грунта по значениям влажностей на пределе
текучести и раскатывания
Ip = Wl - Wp = 0,42 – 0,16 = 0,26
(335)
- коэффициент пористости грунта;
e = (1 + W) ⋅
ρS
ρ
− 1 = (1 + 0,19) ⋅
27,0
19,7
− 1 = 0,63
(336)
где s - плотность минеральных частиц;
W - природная влажность;
- природная плотность;
- показатель текучести грунта
IL =
W−Wp
Ip
=
0,19−0,16
0,26
= 0,115
(337)
2) для песчаных грунтов (песок мелкий):
- коэффициент пористости е
e = (1 + W) ⋅
ρS
ρ
− 1 = (1 + 0,2) ⋅
224
26,5
18,9
− 1 = 0,68
(338)
- степень влажности грунта
Sr =
Все
вычисленные
характеристики
грунтов
и
W⋅ρs
ρw ⋅e
=
0,2⋅26,5
10⋅0,68
= 0,78
определенные
заносятся
в
(339)
физико-механические
сводную
таблицу
физико -
механических характеристик грунтов площадки.
Таблица 31 – Физико-механические характеристики
Харак-ки
,
s,
3
Наим. слоя
кН/м кН/м3
C,
кПа
,
град
E,
МПа
Растительный
слой
16,4
-
-
-
-
Супесь
16,3
26,7
5
20
24,34
Песок
мелкий
18,9
26,5
2
30,8
25
Суглинок
тяжёлый
19,7
27,0
32,2
24,2
23
2.9.2 Расчет свайных фундаментов
2.9.2.1 Выбор глубины заложения ростверка
Определение глубины заложения ростверка зависит от нескольких
факторов:
- Глубины промерзания грунта:
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта определяется
по формуле:
𝑑𝑓𝑛 = 𝑑0 √|𝑀𝑡 | = 0,28 ⋅ √|−19| = 1,22м,
(340)
где Mt - коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений
среднемесячных отрицательных температур за зиму в д анном районе по
СП 131.13330.2012 "Строительная климатология и геофизика" [31] (для
Абинска M t = - 19).
d 0 - величина в метрах, принимаемая равной:
225
۰ для суглинков и глин - 0,23 м;
۰ для супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28 м;
۰ для песков средней крупности, крупных и гравелистых - 0,30 м;
۰ для крупнообломочных грунтов - 0,34 м.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется: (м)
𝑑𝑓 = 𝑘ℎ ⋅ 𝑑𝑓𝑛 = 0,58 ⋅ 1,22 = 0,783 м
(341)
где kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима
сооружения и принимаемый по [40, с. 41 по таблице 5.2]
Глубина заложения фундаментов по первому фактору (глубине
промерзания) определяется по формуле:
𝑑1 = 𝑑𝑓 = 0,783м;
(342)
- Наличие конструктивных особенностей.
В нашем случае подвальных помещений нет, поэтому
d2 db 0
- Глубина заложения ростверка.
Исходя из условия, что
𝑑𝑝 ≥ 315 + ℎст ,
(343)
где dр - глубина заложения ростверка, м;
hст - глубина стакана в фундаменте. Для фундаментов под двухветвевые
металлические колонны hст = 1,2 м
𝑑𝑝 = 315 + 1600 = 1915 мм = 1,915 м
(344)
Учитывая все перечисленные условия, принимаем глубину заложения
ростверка dр = 1,95 м, исходя из кратности ростверка по высоте 15 см.
Принимаем шарнирное соединение ростверка и сваи. Голова сваи
заходит в тело ростверка на 5 – 10 см Принимаем для расчёта 10 см.
Тогда отметка головы сваи – -1,85 м.
226
2.9.2.2 Выбор несущего слоя
Считаем, что несущим слоем будет суглинок тяжёлый, поэтому, прорезая
слой супеси и мелкого песка, заглубляем сваю в слой суглинка до
отметки -8,85 м (для применения стандартной длины сваи). При этом длина
сваи равна hсв = 7 м.
Под нижним концом сваи находится сжимаемый грунт (Е < 50 МПа).
Дальнейший расчёт ведём как для висячей сваи. Принимаем железобетонную
забивную сваю квадратного сечения. Для выбранной нами длины можно
принять сечение 30 х 30 см.
2.9.2.3 Расчет свайного фундамента для колонны ряда Б
2.9.2.3.1 Определение несущей способности сваи
𝐹𝑑 = 𝛾𝑐 ⋅ (𝛾𝑐𝑟 ⋅ 𝑅 ⋅ 𝐴 + 𝛾𝑐𝑓 ⋅ 𝑈 ⋅ ∑𝑛𝑖=1 ℎ𝑖 ⋅ 𝑓𝑖 )
(345)
где n – количество слоёв с одинаковыми силами трения по длине сваи;
γс – коэффициент условия работы ( γс = 1), [35, с. 5, таблица 1];
γсr и γсf - коэффициенты условий работы под подошвой сваи и по
боковой поверхности, зависят от условий изготовления или погружения сваи,
принимается не зависимо друг от друга. (γсr = 1 и γсf = 1) [40, с. 48 по таблице
5.4];
А – площадь сечения сваи;
R – расчётное сопротивление под подошвой сваи, зависит от длины сваи
и грунта. (R = 6784 кПа) [40, с. 5 по таблице 1];
U – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;
l – расстояние от середины слоя до поверхности земли;
f - расчётное сопротивление по боковой поверхности сваи, зависит от l
[40, с. 54 по пункту 6.1.11];
227
Таблица 32 – Расчетное сопротивление по боковым поверхностям
свай
Слой
hi fi ,
hi , м
li ,м
fi, кПа
0,967
2,433
9,06
8,76
0,967
3,4
10,32
9,98
0,967
4,367
11,47
11,09
Песок
0,975
5,337
40,67
39,65
(мелкий)
0,975
6,312
42,31
41,25
Суглинок
1,025
7,312
60,62
62,14
(тяжёлый)
1,025
8,337
62,51
64,07
грунта
Супесь
кН/м
236,95
Расчет:
𝑛
𝐹𝑑 = 𝛾𝑐 ⋅ (𝛾𝑐𝑟 ⋅ 𝑅 ⋅ 𝐴 + 𝛾𝑐𝑓 ⋅ 𝑈 ⋅ ∑ ℎ𝑖 ⋅ 𝑓𝑖 ) =
𝑖=1
= 1 ⋅ (1 ⋅ 6784 ⋅ 0,09 + 1 ⋅ 1,2 ⋅ 236,95) = 894,9 кН
2.9.2.3.2 Расчетная нагрузка на сваю
Определяем по формуле:
𝑃=
𝐹𝑑
𝛾𝑘
=
894,9
1,4
= 639,2 кН
(346)
где γк – коэффициент запаса. Для расчёта он равен 1,4; для полевых
испытаний - 1,25.
Определим необходимое количество свай в фундаменте по формуле:
𝑛=
𝑁+0,1⋅𝑁
𝑃
=
1358,07+0,1⋅1358,07
639,2
= 3,1
(347)
Принимаем целое число свай, n = 4 шт.
где N – заданная нагрузка на фундамент, для данной колонны
N = 1358,07 кН (смотри приложение А таблицу А.3)
228
2.9.2.3.3 Расположение свай в плане, требования к конструированию
ростверка.
Расстояние между осями свай должно быть не меньше трёх диаметров
сваи. Т.е. в данном случае это расстояние составляет 1,2 м.
Рисунок 67 – Размеры ростверка в плане
К определению размеров ростверка необходимо учесть следующие
требования:
все размеры по высоте должны быть кратны 15 см;
все размеры в плане должны быть кратны 10 см;
а также сотри рисунок 67;
нижняя ступень не может быть меньше 600 мм, все остальные – 300 (450)
мм толщиной.
229
Рисунок 68 – Смещения свай
2.9.2.3.4 Фактическая нагрузка на сваи, назначение вертикальных и
горизонтальны размеров фундамента
Согласно требованиям, СП 22.13330.2016 [40], для фактической
нагрузки должно выполняться следующее условие:
Nф1 < P,
𝑁ф =
𝑁
𝑛
+
𝑀𝑦 ⋅𝑥
𝑀𝑥 ⋅𝑦
+
2
∑ 𝑦𝑖
∑ 𝑥𝑖2
(348)
где Nф1 – усилие в наиболее нагруженной свае;
у – расстояние (координата) от главной оси ростверка до оси, наиболее
нагруженной сваи;
yi – расстояния (координаты) от оси каждой сваи до главной оси
ростверка.
230
Рисунок 69 – Фактическая нагрузка на фундамент
В нашем случае формула имеет вид:
𝑁ф =
𝑁
𝑛
+
𝑀𝑥 ⋅𝑦
∑ 𝑦𝑖2
=
1358,07
4
+
1732,03⋅1
4⋅12
= 628,52 кН
(349)
Nф1 = 628,52 кН < Р = 639,2 кН, условие выполняется.
Назначаем следующие размеры для ростверка:
231
Рисунок 70 – Размеры фундамента
2.9.2.3.5 Расчет на продавливание
В данном случае этот расчёт не нужно проводить, так как конструкция
ростверка жёсткая.
2.9.2.3.6 Подбор арматуры
В нашем случае, когда ростверк жёсткий, мы принимаем конструктивно
сетку из арматуры А-II диаметром 10 мм и шагом 150 мм.
232
2.9.2.3.7 Проверка давления под нижним концом сваи
Рисунок 71 – Схема расчетных значений для определения давления под
нижним концом свайного фундамента
Определяем размеры условного несущего массива грунта, его площадь,
объём и массу:
233
1
∑ 𝜙𝑖 ⋅ℎ𝑖
4
4⋅∑ ℎ𝑖
𝛼 = ⋅ 𝜙ср =
=
𝜙2 ⋅ℎ2 +𝜙3 ⋅ℎ3 +𝜙4 ⋅ℎ4
4⋅(ℎ2 +ℎ3 +ℎ4 )
==
20⋅3,15+30,8⋅2,13+24,2⋅1,62
4⋅(3,15+2,13+1,62)
= 6,08°
(350)
𝑏усл = 𝑏св + 2 ⋅ Н ⋅ 𝑡𝑔𝛼 = 1,6 + 2 ⋅ 6,9 ⋅ 𝑡𝑔 6,08° = 3,07 м;
(351)
𝑙усл = 𝑙св + 2 ⋅ Н ⋅ 𝑡𝑔𝛼 = 2,4 + 2 ⋅ 6,9 ⋅ 𝑡𝑔 6,08° = 3,87м;
(352)
𝐴усл = 𝑙усл ⋅ 𝑏усл = 3,87 ⋅ 3,07 = 11,88 м2;
(353)
𝑑усл = 𝑑р + 𝐻 = 1,95 + 6,9 = 8,85 м;
(354)
𝑉усл = 𝐴усл ⋅ 𝑑усл = 11,88 ⋅ 8,85 = 105,15 м3;
(355)
𝐺 = 𝑉усл ⋅ 𝛾ср = 105,15 ⋅ 20 = 2102,92 кН;
(356)
Проверку давления под нижним концом сваи осуществляем по
формуле:
𝑝ср =
𝑅усл =
𝛾𝑐1 ⋅𝛾с2
к
𝑁+𝐺
𝐴усл
< 𝑅усл ,
⋅ (𝑀𝛾 ⋅ 𝑏усл ⋅ 𝛾𝐼𝐼 ⋅ 𝑘𝑧 + 𝑀𝑞 ⋅ 𝑑усл ⋅ 𝛾′𝐼𝐼 + 𝑀𝑐 ⋅ 𝑐𝑙𝑙 )
(357)
(358)
где 𝛾𝑐1 , 𝛾с2 - коэффициенты условий работы оснований (𝛾𝑐1 ) и сооружений (𝛾с2 ) принимаются по [40, с. 48 по таблице 5.4]; 𝛾𝑐1 = 1,25; 𝛾𝑐2 = 1,0
К – коэффициент, принимаемый равным 1,1, если и С приняты по [40,
с. 72 по приложению А, таблице А.1];
𝑀𝛾 , 𝑀𝑔 , 𝑀𝑐 - коэффициенты, принимаемые по [40, с. 49 по таблице 5.5]
𝑀𝛾 = 0,782; 𝑀𝑞 = 3,918; 𝑀𝑐 = 6,494;
kz – коэффициент влияния площади фундамента. Для фундаментов
шириной
b < 10 м,
кz = 1;
CII = 32,2 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта,
залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
𝛾𝐼𝐼 - расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже
подошвы фундамента:
234
𝛾𝐼𝐼 =
ℎ4 ⋅𝛾4
ℎ4
= 𝛾4 = 19,7 кН/м3,
(359)
𝛾𝐼𝐼 ′- расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше
подошвы фундамента:
𝛾𝐼𝐼 ′ =
ℎ1 ⋅𝛾1 +ℎ2 ⋅𝛾2 +ℎ3 ⋅𝛾3 +ℎ4 ⋅𝛾4
ℎ1 +ℎ2 +ℎ3 +ℎ4
=
1⋅16,4+4,1⋅16,3+2,13⋅18,9+1,62⋅19,7
1+4,1+2,13+1.62
=
(360)
= 17,56 кН/м3,
где 𝛾1 , 𝛾2 , 𝛾3 , 𝛾4 - удельные весы грунтов, залегающих выше условной
подошвы фундамента (смотри рисунок 71)
𝑅усл =
1,25 ⋅ 1,0
⋅ (0,782 ⋅ 2,23 ⋅ 20 ⋅ 1 + 3,918 ⋅ 8,85 ⋅ 17,56 + 6,494 ⋅ 32,2) =
1,1
= 969,16 кПа.
𝑝ср =
1358,07+2102,92
11,88
= 291,3 кПа
(361)
(362)
рср = 291,3 кПа < Rусл = 969,16 кПа, условие выполняется.
2.9.2.3.8 Расчет осадки методом послойного суммирования
Среднее давление подошвы фундамента рср = 285,41 кПа
Вычисляем и строим эпюру естественного давления 𝜎𝑧𝑔0 = ∑𝑛𝑖=1 𝛾𝑖 ⋅ ℎ𝑖
Рассчитываем дополнительную вертикальную нагрузку 𝑝0 = 𝑝ср − 𝜎𝑧𝑔0
Высота рассчитываемых слоёв hi = 0,2 · bусл = 0,2 · 3,07= 0,614 м
Вычисляем и строим эпюру 𝜎𝑧𝑝 = 𝛼 ⋅ 𝑝0 ,
где α – коэффициент затухания напряжений. Зависит от соотношения
сторон фундамента и относительной глубины.
𝛼 =𝑓(
𝑙усл
𝑏усл
;𝜉 =
235
2⋅𝑧
𝑏усл
)
(363)
Таблица 33 – Расчет осадки
z,
ξ
м
0
0
α
P0,
кПа
кПа
0,2·
σzg0,
кПа
σzpi,
σzg0ср,
Е,
S,
кПа
кПа
кПа
м
155,40 183,10
31,08
183,10
0,614 0,4 0,968 167,50 171,00
33,50
165,53 174,32 23000 0,0037
1,228 0,8 0,831 179,59 158,91
35,92
132,05 148,79 23000 0,0064
1,842 1,2 0,655 191,69 146,81
38,34
96,16
114,11 23000 0,0073
2,456 1,6 0,503 203,78 134,72
40,76
67,76
81,96
23000 0,0070
3,07
0,387 215,88 122,62
43,18
47,45
57,61
23000 0,0062
3,684 2,4 0,301 227,97 110,53
45,59
33,27
40,36
23000 0,0052
2
1
σzg0,
23000
0,0357
Находим нижнюю границу сжимаемой толщи:
0,2 ⋅ 𝜎𝑧𝑔0 ≥ 𝜎𝑧𝑝
(364)
В нашем случае 45,59 кПа > 33,27 кПа, условие выполняется.
ср
Считаем суммарную осадку по всем слоям: 𝑆 =
∑𝑛𝑖=1 𝑆𝑖
=
0,8⋅ℎ𝑖 ⋅𝜎𝑧𝑝𝑖
∑𝑛𝑖=1
𝐸
𝑖
Проверяем выполнение условия S < Su . В нашем случае 3,71 см < 12 см,
где Su = 12 см – предельное значение осадки для промышленных зданий
c металлическим каркасом.
Условие выполняется.
236
Рисунок 71 – Эпюры σzg0 и σzpi
237
2.9.2.4 Расчет свайного фундамента для колонны ряда А
2.9.2.4.1 Определение несущей способности сваи
𝐹𝑑 = 𝛾𝑐 ⋅ (𝛾𝑐𝑟 ⋅ 𝑅 ⋅ 𝐴 + 𝛾𝑐𝑓 ⋅ 𝑈 ⋅ ∑𝑛𝑖=1 ℎ𝑖 ⋅ 𝑓𝑖 )
(365)
где n – количество слоёв с одинаковыми силами трения по длине сваи;
γс – коэффициент условия работы ( γс = 1), [35, с. 5, таблица 1];
γсr и γсf - коэффициенты условий работы под подошвой сваи и по боковой
поверхности, зависят от условий изготовления или погружения сваи,
принимается. (γсr = 1 и γсf = 1) [40, с. 48 по таблице 5.4];
А – площадь сечения сваи;
R – расчётное сопротивление под подошвой сваи, зависит от длины сваи
и грунта. (R = 6784 кПа) [40, с. 5 по таблице 1];
U – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;
l – расстояние от середины слоя до поверхности земли;
f - расчётное сопротивление по боковой поверхности сваи, зависит от l
[40, с. 54 по пункту 6.1.11];
Таблица 34 – Расчетное сопротивление по боковым поверхностям
свай
hi , м
li ,м
fi, кПа
hi fi , кН/м
0,882
2,39
9,01
7,95
0,882
3,27
10,15
8,95
0,882
4,16
11,26
9,93
Песок
0,885
5,04
40,08
35,47
(мелкий)
0,885
5,92
41,84
37,03
Суглинок
1,242
6,99
59,9
74,40
(тяжёлый)
1,242
8,23
62,35
77,44
Слой грунта
Супесь
251,16
Расчет:
238
𝐹𝑑 = 𝛾𝑐 ⋅ (𝛾𝑐𝑟 ⋅ 𝑅 ⋅ 𝐴 + 𝛾𝑐𝑓 ⋅ 𝑈 ⋅ ∑𝑛𝑖=1 ℎ𝑖 ⋅ 𝑓𝑖 ) =
(366)
= 1 ⋅ (1 ⋅ 6784 ⋅ 0,09 + 1 ⋅ 1,2 ⋅ 251,16) = 911,94 кН
2.9.2.4.2 Расчётная нагрузка на сваю
Определяем по формуле:
𝑃=
𝐹𝑑
𝛾𝑘
=
911,94
1,4
= 651,4 кН.
(367)
где γк – коэффициент запаса. Для расчёта он равен 1,4; для полевых
испытаний - 1,25.
Определим необходимое количество свай в фундаменте по формуле:
𝑛=
𝑁+0,1⋅𝑁
𝑃
=
1287,75+0,1⋅1287,75
651,4
= 2,17
(368)
Принимаем целое число свай – n = 3 шт.
где N – заданная нагрузка на фундамент, для данной колонны
N = 1287,75 кН (смотри раздел 6)
2.9.2.4.3 Расположение свай в плане, требования к конструированию
ростверка.
Расстояние между осями свай должно быть не меньше трёх диаметров
сваи. Т.е. в данном случае это расстояние составляет 1,2 м.
239
Рисунок 72 – Размеры ростверка в плане
К определению размеров ростверка необходимо учесть следующие
требования:
все размеры по высоте должны быть кратны 15 см;
все размеры в плане должны быть кратны 10 см;
а также сотри рисунок 72;
нижняя ступень не может быть меньше 600 мм, все остальные – 300 (450)
мм толщиной.
240
Рисунок 73 – Смещения свай
2.9.2.4.5 Фактическая нагрузка на сваи, назначение вертикальных и
горизонтальны размеров фундамента
Согласно требованиям, СП 22.13330.2016 [40], для фактической
нагрузки должно выполняться следующее условие:
Nф1 < P,
𝑁ф =
𝑁
𝑛
+
𝑀𝑦 ⋅𝑥
𝑀𝑥 ⋅𝑦
+
2
∑ 𝑦𝑖
∑ 𝑥𝑖2
(369)
(370)
где Nф1 – усилие в наиболее нагруженной свае;
у – расстояние (координата) от главной оси ростверка до оси, наиболее
нагруженной сваи;
yi – расстояния (координаты) от оси каждой сваи до главной оси
ростверка.
241
Рисунок 74 – Фактическая нагрузка на фундамент
В нашем случае формула имеет вид:
𝑁ф =
𝑁
𝑛
+
𝑀𝑥 ⋅𝑦
∑ 𝑦𝑖2
=
1287,75
4
+
148,469
4⋅12
= 359,05 кН
(371)
Nф1 = 359,05 кН < Р = 639,2 кН, условие выполняется.
Назначаем следующие размеры для ростверка:
242
Рисунок 75 – Размеры фундамента
2.9.2.4.6 Расчет на продавливание
В данном случае этот расчёт не нужно проводить, так как конструкция
ростверка жёсткая.
2.9.2.4.7 Подбор арматуры
В нашем случае, когда ростверк жёсткий, мы принимаем конструктивно
сетку из арматуры А-II диаметром 10 мм и шагом 150 мм.
243
2.9.2.4.8 Проверка давления под нижним концом сваи
Рисунок 76 – Схема расчетных значений для определения давления под
нижним концом свайного фундамента
Определяем размеры условного несущего массива грунта, его площадь,
244
объём и массу:
1
∑ 𝜙𝑖 ⋅ℎ𝑖
4
4⋅∑ ℎ𝑖
𝛼 = ⋅ 𝜙ср =
=
=
𝜙2 ⋅ℎ2 +𝜙3 ⋅ℎ3 +𝜙4 ⋅ℎ4
4⋅(ℎ2 +ℎ3 +ℎ4 )
=
(372)
20 ⋅ 2,65 + 30,8 ⋅ 1,77 + 24,2 ⋅ 2,48
= 6,07°
4 ⋅ (2,65 + 1,77 + 2,48)
𝑏усл = 𝑏св + 2 ⋅ Н ⋅ 𝑡𝑔𝛼 = 1,6 + 2 ⋅ 6,9 ⋅ 𝑡𝑔 6,07° = 3,07 м;
(373)
𝑙усл = 𝑙св + 2 ⋅ Н ⋅ 𝑡𝑔𝛼 = 1,9 + 2 ⋅ 6,9 ⋅ 𝑡𝑔 6,07° = 3,37м;
(374)
𝐴усл = 𝑙усл ⋅ 𝑏усл = 3,07 ⋅ 3,37 = 10,35 м2;
(375)
𝑑усл = 𝑑р + 𝐻 = 1,95 + 6,9 = 8,85 м;
(376)
𝑉усл = 𝐴усл ⋅ 𝑑усл = 10,35 ⋅ 8,85 = 91,56 м3;
(377)
𝐺 = 𝑉усл ⋅ 𝛾ср = 91,56 ⋅ 20 = 1831,22 кН;
(378)
Проверку давления под нижним концом сваи осуществляем по
формуле:
𝑝ср =
𝑅усл =
𝛾𝑐1 ⋅𝛾с2
к
𝑁+𝐺
𝐴усл
< 𝑅усл ,
⋅ (𝑀𝛾 ⋅ 𝑏усл ⋅ 𝛾𝐼𝐼 ⋅ 𝑘𝑧 + 𝑀𝑞 ⋅ 𝑑усл ⋅ 𝛾′𝐼𝐼 + 𝑀𝑐 ⋅ 𝑐𝑙𝑙 )
(379)
(380)
где 𝛾𝑐1 , 𝛾с2 - коэффициенты условий работы оснований (𝛾𝑐1 ) и сооружений (𝛾с2 ) принимаются по [40, с. 48 по таблице 5.4]; 𝛾𝑐1 = 1,25; 𝛾𝑐2 = 1,0
К – коэффициент, принимаемый равным 1,1, если и С приняты по [40,
с. 72 по приложению А, таблице А.1];
𝑀𝛾 , 𝑀𝑔 , 𝑀𝑐 - коэффициенты, принимаемые по [40, с. 49 по таблице 5.5]
𝑀𝛾 = 0,782; 𝑀𝑞 = 3,918; 𝑀𝑐 = 6,494;
kz – коэффициент влияния площади фундамента. Для фундаментов
шириной
b < 10 м,
кz = 1;
CII = 32,2 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта,
залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
𝛾𝐼𝐼 - расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже
подошвы фундамента:
245
𝛾𝐼𝐼 =
ℎ4 ⋅𝛾4
ℎ4
= 𝛾4 = 19,7 кН/м3,
(381)
𝛾𝐼𝐼 ′- расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше
подошвы фундамента:
𝛾𝐼𝐼 ′ =
=
ℎ1 ⋅𝛾1 +ℎ2 ⋅𝛾2 +ℎ3 ⋅𝛾3 +ℎ4 ⋅𝛾4
ℎ1 +ℎ2 +ℎ3 +ℎ4
(382)
0,91 ⋅ 16,4 + 3,69 ⋅ 16,3 + 1,77 ⋅ 18,9 + 2,48 ⋅ 19,7
=
0,91 + 3,69 + 1,77 + 2,48
= 17,78 кН/м3,
где 𝛾1 , 𝛾2 , 𝛾3 , 𝛾4 - удельные весы грунтов, залегающих выше условной
подошвы фундамента (смотри рисунок 71)
𝑅усл =
1,25 ⋅ 1,0
⋅ (0,782 ⋅ 3,07 ⋅ 20 ⋅ 1 + 3,918 ⋅ 8,85 ⋅ 17,78 + 6,494 ⋅ 32,2) =
1,1
= 992,76 кПа.
𝑝ср =
1287,75+148,469
10,35
(383)
= 138,77 кПа
(384)
рср = 138,77 кПа < Rусл = 992,76 кПа, условие выполняется.
2.9.2.4.9 Расчет осадки методом послойного суммирования
Среднее давление подошвы фундамента рср = 138,77 кПа
Вычисляем и строим эпюру естественного давления 𝜎𝑧𝑔0 = ∑𝑛𝑖=1 𝛾𝑖 ⋅ ℎ𝑖
Рассчитываем дополнительную вертикальную нагрузку 𝑝0 = 𝑝ср − 𝜎𝑧𝑔0
Высота рассчитываемых слоёв hi = 0,2 · bусл = 0,2 · 3,07= 0,614 м
Вычисляем и строим эпюру 𝜎𝑧𝑝 = 𝛼 ⋅ 𝑝0 ,
где α – коэффициент затухания напряжений. Зависит от соотношения
сторон фундамента и относительной глубины.
𝛼 =𝑓(
𝑙усл
𝑏усл
246
;𝜉 =
2⋅𝑧
𝑏усл
)
(385)
Таблица 35 – Расчет осадки
z,
ξ
м
0
0
α
P0,
кПа
кПа
0,2·
σzg0 ,
кПа
σzpi,
σzg0ср,
Е,
S,
кПа
кПа
кПа
м
157,38 159,94
31,48
159,94
0,614 0,4 0,963 169,48 147,84
33,90
142,37 151,16 23000 0,0032
1,228 0,8 0,812 181,57 135,75
36,31
110,23 126,30 23000 0,0054
1,842 1,2 0,625 193,67 123,65
38,73
77,28
93,76
23000 0,0060
2,456 1,6 0,469 205,76 111,56
41,15
52,32
64,80
23000 0,0055
3,07
43,57
38,49
45,41
23000 0,0048
2
1
σzg0,
0,387 217,86
99,46
23000
0,0250
Находим нижнюю границу сжимаемой толщи:
0,2 ⋅ 𝜎𝑧𝑔0 ≥ 𝜎𝑧𝑝
(386)
В нашем случае 43,57 кПа > 38,49 кПа, условие выполняется.
ср
Считаем суммарную осадку по всем слоям: 𝑆 = ∑𝑛𝑖=1 𝑆𝑖 = ∑𝑛𝑖=1
0,8⋅ℎ𝑖 ⋅𝜎𝑧𝑝𝑖
𝐸𝑖
Проверяем выполнение условия S < Su . В нашем случае 2,5 см < 12 см,
где Su = 12 см – предельное значение осадки для промышленных зданий
c металлическим каркасом.
Условие выполняется.
247
Рисунок 77 – Эпюры σzg0 и σzpi
248
3 ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Разработка
проекта
проводится
по
вопросам
организации
и
планирования строительного производства на стадиях проекта организации
строительства и проекта производства работ. Принимаемые решения
направлены на сокращение продолжительности строительства; сокращение
трудоёмкости, материалоёмкости и стоимости строительно-монтажных работ;
рост производительности труда; рациональное использование ресурсов и
охрану окружающей среды.
В соответствии с заданием на учебный дипломный проект в данной
части рассмотрена только стадия проекта производства работ (ППР).
3.1 Разбивка здания на захватки
Разбивка здания на захватки производится в зависимости от
конструктивной и объёмно-планировочной схемы здания, последовательности
сдачи частей здания под монтаж технологического оборудования.
Рисунок 78 – Схемы разбиения строительной площадки на захватки
249
3.2 Определение номенклатуры и объемов строительномонтажных работ
Номенклатура строительно-монтажных работ должна охватывать все
основные работы по возведению здания. Все работы необходимо разбить на
отдельные циклы:
нулевой;
монтажный;
работы завершающего цикла.
Таблица 36 – Спецификация сборных железобетонных и металлических
конструкций
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Колонны ряда
A крайние, К1
Колонны ряда
Б крайние, К2
Колонны ряда
В крайние, К5
Колонны ряда
Г крайние, К7
250
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
3,38
25
- / 84,5
-
3,38
6
- / 20,28
-
4,07
7
- / 28,49
-
2,8
13
- / 36,4
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Колонны ряда
Г1 крайние, К8
Колонны ряда
Д крайние, К9
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
2,8
10
- / 28
-
3,38
5
- / 16,9
-
3,38
12
- / 40,56
-
3,95
17
- / 67,15
-
5,36
4
- / 21,44
-
3,95
11
- / 43,45
-
3,27
10
- / 32,7
-
3,95
2
- / 7,9
Колонны ряда
Е крайние,
К10
Колонны ряда
Б, К2
Колонны ряда
Б
(особые), К3
Колонны ряда
Б1, К4
Колонны ряда
В
средние, К4
Колонны ряда
В
(особые), К4
251
Продолжение таблицы 36
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
0,735
28
- / 20,58
-
5,76
47
- / 391,68
-
5,8
39
- / 226,2
-
4,3
46
- / 197,8
Сплошная
одноветвивая колонна
высотой 18 м
Фахверковые
колонны,
ФК1
следующим сечением
(20К1 по ГОСТ Р 578372017):
Фермы
стропильные
36 м, Ф1
Фермы
стропильные
36 м с
креплен. для
фонаря, Ф2
Фермы
стропильные
30 м с
креплениями
для фонаря,
Ф3
252
Продолжение таблицы 36
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
8,4
42
- / 352,8
-
3,14
72
- / 226,08
-
3,43
52
- / 178,36
8,4
1
- / 8,4
15,1
2
- / 30,2
Фермы
стропильные
24 м, Ф4
Подстропильн
ые фермы 12
м, крайние,
ФП1
Подстропильн
ые фермы 12
м, средние,
ФП2
Подстропильн
ые фермы 24
м, особые,
ФП3
Подстропильн
ые фермы 36
-
м, особые,
ФП4
253
Продолжение таблицы 36
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
2,58
46
- / 118,68
-
2,312
30
- / 69,36
-
1,893
22
- / 41,65
-
1,893
20
- / 37,86
-
1,893
20
- / 37,86
-
1,893
20
- / 37,86
Подкрановые
балки 12 м
(пролет A-Б),
ПБ1
Подкрановые
балки 12 м
(пролет Б-В),
ПБ2
Подкрановые
балки 12 м
(пролет В-Г),
ПБ3
Подкрановые
балки 12 м
(пролет Б-Б1),
ПБ4
Подкрановые
балки 12 м
(пролет Б1-В1),
ПБ5
Подкрановые
балки 12 м
(пролет В1-Г1)
ПБ6
254
Продолжение таблицы 36
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
2,58
20
- / 51,6
-
7,651
1
- / 7,651
-
18,089
2
- / 36,18
Подкрановые
балки 12 м
(пролет Д-Е)
ПБ7
Подкрановые
балки 24 м
(оси 18-20,
ряд В),
ПБ8
Подкрановые
балки 36 м
(оси 2-5, 1619, ряд Б),
ПБ9
255
Продолжение таблицы 36
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Прогоны
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
0,103
1964
- / 202,292
-
0,126
11784
- / 1484,784
-
0,3
48
- / 14,4
-
0,037
88
- / 3,26
-
0,02
550
- / 11
Плиты
покрытия
навесные
вентелируемые
(1 х 6)
Светоаэрацион
ный фонарь
(3 х 3)
Оконные
переплёты
светоаэрационн
ых фонарей
Стеновые
навесные
вентелируемые панели
1 x 1,2
256
Продолжение таблицы 36
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
0,04
550
- / 22
-
0,06
696
- / 41,76
-
0,08
568
- / 45,44
-
0,1
693
- / 69,3
Стеновые
навесные
вентелируемые панели
1 x 2,4
Стеновые
навесные
вентелируемые панели
1 x 3,6
Стеновые
навесные
вентелируемые панели
1 x 4,8
Стеновые
навесные
вентелируемые панели
1x6
257
Продолжение таблицы 36
Объём
Наименование
конструкций
эле-
Эскиз
мента,
Масса Кол-во
эле-
эле-
мента, ментов,
Общий
объём
(м3)/масса
м3
т
шт
(т)
-
0,4
400
- / 160
-
0,9
4
3,6
-
3,9
8
- / 31,2
6,6
-
28
184,8 / -
0,94
2,44
34
31,96 / 82,96
2,05
5,1
78
159,9 / 397,8
Переплёты
оконные
двойные
(1,2 х 12)
Ворота
Связи
вертикальные
по колоннам
Фундаменты
сборные под
фахверковые
колонны
Фундаментные балки 6
м
Фундаментные балки 12
м
258
Таблица 37 – Объём строительно-монтажных работ по среднесортному
прокатному стану.
№
Наименован
ие работ
Схематическ
ий план,
разрез
Еди
Объ
н.
Формула подсчета
изме
р.
ем
рабо
т
Работы нулевого цикла
V=
Срезка
1
1000 (36∙228+36∙276+36∙120+24∙120+20
растительно
м3
го слоя
∙120+30∙120+(116+276)∙2∙24+(74+
10,9
72)∙2∙6+(120+30)∙2∙10)∙0,2
S=
2
Планировка
1000 (36∙228+36∙276+36∙120+24∙120+20
площадки
м2
∙120+30∙120+(116+276)∙2∙24+(74+
54,9
72)∙2∙6+(120+30)∙2∙10)∙
3
Разработка
Vобщ = Vкр∙nкр+ Vср∙nср+ Vср∙nфахв = 21∙40 + 24,1∙29 + 37,44∙14 =
грунта:
2,063 тыс.м3
- на
1000
транспорт
м3
- в отвал
Vт = Vр∙nкр +Vр∙nср+(Vф+Vп) ∙nфахв =
= 7,34∙40 +8,874∙29+(6,6+0,6) ∙14
Vот = Vобщ - Vтр = 2,063 - 0,652
Подчистка
0.000
дна
отдельных
1,41
Vподч = Vподч∙nфахв + nф1∙Vп1 +
300
4
0,65
2100
- 3.150
100
nф2∙Vп2 + nф3∙Vп3 + nф4∙Vп4 =
м3
3,39∙14 + 40∙4,43 + 22∙5 + 2∙5,6 +
котлованов
4∙6,55
259
3,72
Продолжение таблицы 37
№
Наименован
ие работ
Схематическ
ий план,
разрез
Еди
Объ
н.
Формула подсчета
изме
р.
ем
рабо
т
Работы нулевого цикла
Устройство
подготовки
под
отдельные
сборные
600
5
2100
0.000
100
- 3.150
м3
Vподг = Vподч∙Nфахв = 0,6∙14
0,08
фундамент
ы
Монтаж
6
фундаменто
в
100
0,14
шт.
Гидроизоля
7
ция
100
фундаменто
м2
Sг/из = Sгидр∙Nфахв = 11,3•14
1,58
в
Гидроизоля
ция
монолитны
х
100
10,8
м3
ростверков
Обратная
8
засыпка
грунта
1000
Vзас = Vот
м3
260
1,41
Продолжение таблицы 37
№
Наименован
ие работ
Схематическ
ий план,
разрез
Еди
Объ
н.
Формула подсчета
изме
р.
ем
рабо
т
Работы нулевого цикла
9
Уплотнение
100
грунта
м3
Забивка
свай
Vупл = Vзас
м3
Vсв = l•a•b • nсв = 7•0,3•0,3 • 248
100
V = nф1 • Vф1 + nф2 • Vф2 =40•7,344
м3
+ 22•8,874
100
V = 2•Vф3 + 4• Vф4 = 2•10,65 +
м3
4•13,31
14,1
156,
24
Устройство
монолитны
х
ростверков
4,89
до 10 м3
Устройство
монолитны
х
ростверков
до 25 м3
261
0,75
Продолжение таблицы 37
№
Наименован
ие работ
Схематическ
ий план,
разрез
Еди
Объ
н.
Формула подсчета
изме
р.
ем
рабо
т
Монтажный цикл
Монтаж
колонн
- крайнего
0,40
ряда
10
- среднего
ряда
-
100
0,29
шт
фахверковы
0,14
х
Монтаж
11
вертикальн
ых связей
100
0,08
шт
Подкранов
12
ые
237,
т.
43
балки
Монтаж
13
подстропил
120,
т.
92
ьных ферм
Монтаж
14 стропильны
558,
т.
34
х ферм
262
Продолжение таблицы 37
№
Наименован
ие работ
Схематическ
ий план,
разрез
Еди
Объ
н.
Формула подсчета
изме
р.
ем
рабо
т
Монтажный цикл
Монтаж
15
рам
т
14,4
фонарей
Монтаж
фонарных
17
переплетов
100
с
м2
13,8
остекление
м
Монтаж
фундаментн
ых балок
Монтаж
прогонов
100
0,55
шт.
т
90,3
Монтаж
18
сэндвич-
100
панелей
шт
34,5
покрытия
Монтаж
20
стеновых
100
сэндвич-
шт
20,2
панелей
263
Продолжение таблицы 37
№
Наименован
ие работ
Схематическ
ий план,
разрез
Еди
Объ
н.
Формула подсчета
изме
р.
ем
рабо
т
Монтажный цикл
Монтаж
21
оконных
105,
т
6
переплетов
22
Навеска
ворот
т
m = Мв • nв = 1,5 • 3
4,5
Отделочные работы
Остекление
28
фонарных
переплетов
Остекление
29
оконных
переплетов
Устройство
30
оснований
под полы
31
34
13,8
м2
4
100
2,14
м2
2
100
V = Sпол • 0,3 = 20736•0,3
м3
62,2
1
Устройство
100
207,
полов
м2
36
Наружная
100
окраска
м2
Внутренняя
35
100
масляная
покраска
Sокр = Sвор•nвор = 4•4,8•3
0,58
Sмасл = Sкол •nкол + SПБ•nПБ + SФ• nф
100
+ SПФ•nПФ + Sвор•nвор =
216,
м2
= 81,42•69 + 3510,72 + 11207,7 +
15
1221,2 + 57,6
264
Продолжение таблицы 37
№
Наименован
Еди
Схематическ
ие работ
ий план,
разрез
Объ
н.
ем
Формула подсчета
изме
рабо
р.
т
Монтажный цикл
Устройство
36
подготовки
100
под
м3
Vпод = (Р- lвор•12)•bотм•tпод =
(2•276+102+14+30∙2+120+28 4•3)•0,1•1
отмостку
37
0,54
Vотм = (Р- lвор•12)•bотм•tотм =
Устройство
м3
отмостки
(2•(276+102+14+30∙2+120+28) -
81,9
4•3))•0,15•1
3.3 Выбор метода производства работ
Выбор метода производства работ производится с учетом их объема,
заданных сроков ввода в эксплуатацию объекта строительства, возможности
применения тех или иных механизмов, трудоемкости и себестоимости работ,
возможности поточной их организации.
Поточным методом будет называть такой метод организации работ, при
котором постоянные составы бригад оснащенными специальными машинами
и механизмами, выполняют последовательно одни и те же работы на разных
захватках, при этом работы различных бригад максимально совмещаются со
временем.
Организация
поточного
метода
строительства
на
объекте
осуществляется следующим образом:
1. Весь фронт работ разбивается на отдельные участки или захватки
примерно с одинаковым строительством.
265
2. Разбивается сложный производственный процесс на простые
операции и поручается их выполнение отдельным бригадам или звеньям.
3. Бригады или звенья равномерно передвигаются по фронту работ и
переходят с захватки на захватку.
4. Первая бригада все время начинает технологические процессы, а
последняя завершает.
3.4 Выбор комплекта машин и механизмов
3.4.1 Выбор комплекта машин для земляных работ
Комплект машин и механизмов для производства земляных работ
определяется объёмами и характером земляных работ, сроками их
выполнения,
размерами
земляного
сооружения,
группой
грунтов,
себестоимостью работ и др. С учетом этого определяются наименование,
марки и необходимое количество машин для земляных работ, марки и
количества автосамосвалов для транспортирования грунта.
3.4.1.1 Выбор землеройных машин
Принимаем бульдозеры:
ДЗ-17, базовая машина Т-100, мощность двигателя 79кВт;
ДЗ-104, базовая машина Т-4А, мощность двигателя 96 кВт.
Принимаем экскаватор обратная лопата ТЭ-ЗМ:
емкость ковша 0,65 м3;
наибольшая глубина копания котлована 9 м;
мощность двигателя 80 кВт.
266
3.4.1.2 Выбор автомобилей-самосвалов
Требуемое количество автосамосвалов в смену:
𝑛=
𝑉об ⋅𝑡ц
;
(387)
𝑉𝑘 ⋅8,2
где 𝑡ц = 𝑡𝑛 + 𝑡𝑝 + 𝑡тр =
𝑉𝑘
П𝑝
+ 𝑡𝑝 +
2⋅𝐿
𝑉ср
,
(388)
где Voб - объём грунта, который нужно вывезти за смену, мЗ;
Vк = 6,5 мЗ - ёмкость кузовов используемых самосвалов;
tц - время одного полного цикла работы автосамосвала, час;
tп - время погрузки одного автосамосвала в час;
tp = 0,033 ч - время на разгрузку и манёвры;
L = 2000 м - расстояние транспортировки грунта;
Пр = 6,2 мЗ/ч - часовая производительность экскаватора;
Vcp = 60 км/ч - средняя скорость автосамосвала в оба конца.
Объём грунта, который необходимо вывезти в смену, определяется
следующим образом:
𝑉об =
𝑉гр
𝑡⋅𝑛см
=
652
3⋅2
= 108,7 м3
(389)
где Vгр – объём грунта, который разрабатывается на транспорт, м3;
t – продолжительность разработки грунта, дней;
nсм – количество смен.
𝑡ц =
6,5
62
+ 0,033 +
2⋅2
60
= 0,2 часа
(390)
Тогда:
𝑁=
108,7⋅0,2
6,5⋅8,2
≈ 1 шт.
(391)
Принимаем 1 самосвал КрАЗ – 256 со следующими характеристиками:
ёмкость кузова – 6,5 м3;
грузоподъемность – 11 т;
мощность двигателя – 176,5 кВт;
максимальная скорость с подъёмной нагрузкой – 65 км/ч.
267
3.4.2 Выбор комплекта машин для монтажных работ
3.4.2.1 Технико-экономическое сравнение механизации монтажа
Производится по себестоимости единицы продукции.
Для определения себестоимости единицы продукции необходимо знать
стоимость маш-см каждого крана, которая определяется по формуле:
См.см. = Вэ.п. +
Вп
Тс.пл
+ Вэ.пер,
(392)
где Вэ.п. – постоянные эксплуатационные затраты, руб., равны для гусеничных
и пневмоколёсных кранов 13,25 и 20,27 соответственно;
Вп – затраты, связанные с перебазировкой механизма, руб., равны для
гусеничных
и
пневмоколёсных
кранов
22,72
и
29,4
соответственно;
Вэ.пер. – переменные эксплуатационные затраты, руб., равны для
гусеничных и пневмоколёсных кранов 107,55 и 137,52
соответственно;
Тс.пл. – количество смен работы крана на стройплощадке.
Для гусеничного монтажного крана:
См.см. = Вэ.п. +
Вп
Тс.пл
+ Вэ.пер = 13,25 +
22,72
2
+ 107,55 = 132,15 руб. (393)
Для пневмоколёсного крана:
См.см. = Вэ.п. +
Вп
Тс.пл
+ Вэ.пер = 20,27 +
29,4
2
+ 137,52 = 172,49 руб. (394)
Себестоимость единицы продукции определяется по формуле:
Сед.пр. =
1,08⋅∑ Тсм ⋅См−см +1,7⋅∑ Зп +∑ Спут
𝑉к
,
(395)
где 1,08 – коэффициент накладных расходов на эксплуатацию машин и
единовременные затраты;
1,7 – коэффициент накладных расходов на заработную плату;
∑Зп – сумма заработной платы рабочих;
268
Спут – сумма затрат на устройство дорог самоходных кранов (для
гусеничных кранов 2,23 руб/м, для пневмоколесных – 22,7
руб/м);
Vк – объём монтажных работ в т.
Для гусеничного монтажного крана:
Сед.пр. =
1,08⋅6,8⋅132,15+1,7⋅17238+0,4⋅1160
3023,1
= 55,2 руб/т.
(396)
Для пневмоколёсного крана:
Сед.пр. =
1,08⋅6,8⋅172,49+1,7⋅17238+4,07⋅1160
3023.1
= 63,1 руб/т.
(397)
По минимальной себестоимости единицы продукции выбираем
гусеничные монтажные краны.
3.4.2.2 Выбор грузоподъемных механизмов для монтажа конструкций
Выбор
грузоподъёмных
механизмов
для
монтажа
сборных
фундаментов, фундаментных балок и стеновых панелей.
Грузоподъёмность крана.
Определяется по формуле:
𝑄кр = 𝑄эл + 𝑄ос = 2,2 + 0,046 = 2,246 т,
(398)
где Qэл – масса самого тяжёлого элемента (в данном случае – масса
сборного фундамента, Qфундам. = 2,2 т), т;
Qос – масса монтажной оснастки, т (выбираем при заданной массе
конструкции траверсу массой 46 кг высотой 5 м).
Высота подъёма крюка.
Определяется по формуле:
Нкр = h0 + hз + hгр + hос = 18 + 0,5 + 3,6 + 5 = 27,1 м,
(399)
где h0 – превышение опоры монтируемого элемента над уровнем
стоянки крана, м;
269
hз – запас по высоте, необходимый по условиям монтажа для заводки
конструкции на монтаж или переноса её через смонтированные конструкции,
м;
hгр – высота элемента в монтажном положении (высота верхней стеновой
панели), м;
hос – высота оснастки (высота от верха монтируемого элемента до низа
крюка в рабочем положении), м.
Вылет стрелы.
Для стрелового оборудования определяется по формуле:
Lс = l1 + l2 ,
(400)
где l1 – половина колеи крана, м;
l2 – расстояние от ближайшей опоры крана до оси монтируемой
конструкции, м.
Определяется по формуле:
𝑙2 =
𝐻кр +ℎп +ℎш
tg𝛼
=
27,1+1,79−2
3,732
≈ 7,21м,
(401)
где hп - высота полиспаста, м;
hш - высота шарнира крепления стрелы от уровня стоянки крана, м.
Lс = 1,5 + 7,21= 8,71 м
(402)
По рассчитанным параметрам выбираем монтажный кран МКГ-25 со
следующими характеристиками:
Ширина колеи – 4,3 м;
Высота крана– 3,9 м;
Грузоподъёмность – 5 т;
Вылет стрелы – 20 м;
Высота подъёма крюка – 30 м.
Выбор грузоподъёмных механизмов для монтажа
270
конструкций каркаса.
Так как самой тяжёлой из данных конструкций является подкрановая
балка, то выбираем кран исходя из обеспечения ее монтажа.
Грузоподъёмность крана.
Определяется по формуле:
𝑄кр = 𝑄эл + 𝑄ос = 3,43 + 0,551 = 3,981т,
(403)
где Qэл – масса самого тяжёлого элемента (в данном случае – масса
рядовой подкрановой балки QПБ = 3,43 т), т;
Qос – масса монтажной оснастки, т (выбираем при заданной массе
конструкции траверсу массой 0,551 т высотой 5 м).
Высота подъёма крюка.
Определяется по формуле:
Нкр = h0 + hз + hгр + hос = 14,5 + 0,5 + 1,1 + 0,8 = 16,9 м,
(404)
где h0 – превышение опоры монтируемого элемента над уровнем
стоянки крана, м;
hз – запас по высоте, необходимый по условиям монтажа для заводки
конструкции на монтаж или переноса её через смонтированные конструкции,
м;
hгр – высота элемента в монтажном положении, м;
hос – высота оснастки, высота от верха монтируемого элемента до низа
крюка в рабочем положении, м.
Вылет стрелы.
Для стрелового оборудования определяется по формуле:
Lс = l1 + l2 ,
(405)
где l1 – половина колеи крана, м;
l2 – расстояние от ближайшей опоры крана до оси монтируемой
конструкции, м.
271
Определяется по формуле:
𝑙2 =
𝐻кр +ℎп +ℎш
tg𝛼
=
16,9+1,79−2
3,732
≈ 4,47м,
(406)
где hп - высота полиспаста, м;
hш - высота шарнира крепления стрелы от уровня стоянки крана, м.
Lс = 1,5 + 4,47 = 5,97 м
(407)
По рассчитанным параметрам выбираем монтажный кран МКГ-16 со
следующими характеристиками:
Ширина колеи – 3,8 м;
Высота – 3,9 м;
Грузоподъёмность – 11 т;
Вылет стрелы – 16 м;
Высота подъёма крюка – 18 м.
Выбор грузоподъёмных механизмов для монтажа
конструкций покрытия.
Так как самой тяжёлой из данных конструкций является ферма, то
выбираем кран исходя из обеспечения ее монтажа.
Грузоподъёмность крана.
Определяется по формуле:
𝑄кр = 𝑄эл + 𝑄ос = 5,8 + 1,1 = 6,9 т,
(408)
где Qэл – масса самого тяжёлого элемента (в данном случае – масса
фермы 36 м, Qфермы = 5,8 т), т;
Qос – масса монтажной оснастки, т (выбираем при заданной массе
конструкции траверсу массой 1,1 т высотой 0,8 м).
Высота подъёма крюка.
Определяется по формуле:
272
Нкр = h0 + hз + hгр + hос = 17,7 + 0,5 + 3,862 + 0,8 = 22,862 м,
(409)
где h0 – превышение опоры монтируемого элемента над уровнем
стоянки крана, м;
hз – запас по высоте, необходимый по условиям монтажа для заводки
конструкции на монтаж или переноса её через смонтированные конструкции,
м;
hгр – высота элемента в монтажном положении, м;
hос – высота оснастки, высота от верха монтируемого элемента до низа
крюка в рабочем положении, м.
Вылет стрелы.
Для стрелового оборудования определяется по формуле:
Lс = l1 + l2 ,
(410)
где l1 – половина колеи крана, м;
l2 – расстояние от ближайшей опоры крана до оси монтируемой
конструкции, м.
Определяется по формуле:
𝑙2 =
𝐻кр +ℎп +ℎш
tg𝛼
=
22,862+1,79−2
3,732
≈ 6,07м,
(411)
где hп - высота полиспаста, м;
hш - высота шарнира крепления стрелы от уровня стоянки крана, м.
Lс = 1,5 + 6,07 = 7,57 м
(412)
По рассчитанным параметрам выбираем монтажный кран ДЭК-251 со
следующими характеристиками:
Ширина колеи – 4,4 м;
Высота – 4,3 м;
Грузоподъёмность – 11 т;
Вылет стрелы – 20 м;
Высота подъёма крюка – 24 м.
273
3.5 Определяем продолжительность выполнения работ
Для определения продолжительности строительно-монтажных работ
разрабатывается карточка-определитель работ, которая является основным
документом для разработки сетевого графика строительства. Трудоёмкость,
машиноёмкость и продолжительность работ определяется на основе ДБН
Д.2.2-99 «Ресурсные элементные сметные нормы».
Все механизированные работы, выполняемые с использованием
крупных строительных машин, выполняются, как правило, в две смены.
Исключением может быть небольшая машиноёмкость процесса.
В зависимости от вида работ, требований технологии их выполнения и
продолжительности строительства, сменность других работ может быть
принята равной 2 или 1.
При
определении
продолжительности
отдельных
строительных
процессов различают механизированные и немеханизированные процессы.
Проектные трудоёмкость и машиноёмкость работ должны равняться или
быть меньше нормативных.
Карточка-определитель работ приведена в приложении Б (таблица Б.1).
Сетевой график строительства среднесортного прокатного стана
представлен на рисунке 79.
274
Рисунок 79 – Сетевой график строительства среднесортного прокатного стан
275
3.6 Объектный стройгенплан
Объектный стройгенплан даёт детальные решения по организации
строительства объекта и примыкающей к нему территории (смотри лист 10).
3.6.1 Расчет временных административно-бытовых зданий
Наименование и количество временных зданий зависит от количества
работающих. Максимальное количество работающих определяется из расчёта
сетевого графика. При этом условно принимается, что в наиболее
загруженную смену работают 70% рабочих и 80% ИТР, служащих и МОП.
Расчёт приведён в таблице 38
Таблица 38 – Расчётное количество работающих
К-во рабочих в
максимально
загруженную
смену,
R
R = 0,7 · Rmax
0,7 · 220 = 154
Рабочие
неосновн
ого
ИТР,
Служащие,
производ
МОП и
охрана,
Расчетное
количество
работающих,
ства,
R1
R1 = 0,1 ·
R
0,1 · 154 =
15
R2
R3
R2 =
0,12·(R1
+R)
0,12 ·
(154 +
R3 =
0,02·(R1+R2)
0,02 · (16 +
21) = 1
16) = 20
R4
R4 =
0,1·(R+R1+R2
+R3)
0,1 · (154 +
16 + 21 + 1) =
19
Расчёт временных зданий выполняется в таблице 39.
276
Rрас
Rpac =
R+R1+R2+R3+R4
154 + 16 + 21 + 1
+ 20 = 209
Таблица 39 – Расчёт временных зданий и сооружений
№
п/п
1
2
3
Нормы
Расчет
Тип
Разме
на 1-го
ная
принима
ры
работаю площад
емого
здани
щего, м2
ь, м2
здания
я, м
40
4
160
Контейн
6,9 х
ерный
12
3
7
21
Гардеробная
154
0,6
92,4
Контейн
Душевая
77
3
231
ерный
77
1
77
Наименование
временных
Rрас
зданий
Контора
строительства
Диспетчерская
Контейн
ерный
К-во
зданий,
шт.
Приня
тая
площа
дь, м2
2
166
2,7 х 6
2
32
27 х 6
2
324
2,7 х 9
5
122
1
76
2
53
16
43
4
85
Помещения
для обогрева
4
рабочих
Помещения
для сушки
5
Комната
приема пищи
Контейн
ерный
154
0,25
38,5
77
1
77
6
Умывальная
24
1,5
36
7
Туалет
220
3
44
8
Мед. комната
220
-
70
277
Передви
12,1 x
жной
6,3
Передви
3,1 х
жной
8,5
Контейн
2,7 х
ерный
1,0
Передви
2,7 х
жной
7,9
3.6.2 Расчет складов строительных материалов и конструкций
Тип и размеры складов определяются наименованием и количеством
складируемых материалов, изделий и конструкций, нормами запаса и
методами складирования.
Потребность
(Qоб)
определяется
с
учётом
принятых
объёмно-
планировочных решений. Время использования (Т) рассматриваемых
материалов и конструкций определяется по сетевому графику строительства
объекта. Норма запаса материала (Тн) зависит от вида транспорта и расстояния
перевозки.
Количество материалов и конструкций, подлежащих складированию,
определяется по формуле:
𝑄ск =
𝑄об
𝑇
⋅ 𝑇н ⋅ 𝐾1 ⋅ 𝐾2 ,
(413)
где К1 = 1,1 – коэффициент неравномерности поступления материалов;
К2
=
1,3
–
коэффициент
неравномерности
производственного
потребления материалов.
Отсюда:
𝐹ск =
𝑄ск
𝑞⋅𝐾3
,
(414)
где q – норма складирования материалов и конструкций на 1 м 2 склада;
К3 – коэффициент использования склада, принимается в зависимости от
складируемых материалов и конструкций.
Расчёт временных складов приведён в таблице 40.
В данных условиях строительства целесообразно частично использовать
построенный склад валков, как временный склад, что отображено на
стройгенплане (смотри лист 10)
278
Вентилируемыепанели
13,84
51
12
1,1
1,3
4,66
43
0,5
21,66
100 м2
282,67
215
12
1,1
1,3
22,56
13
0,6
2,89
3
Стекло
100 м2
13,84
4
12
1,1
1,3
59,37
4
0,8
18,55
4
Цемент
т
750,00
17
12
1,1
1,3
757,06
1,7
0,7
318,09
т
1460
215
12
1,1
1,3
116,53
0,3
0,8
485,53
5
Металлические
конструкции
279
Тип склада
склада, Fскл
Расчётная площадь
склада, k3
складирования на 1
К-тм2,
использования
q
Норма
складированию, Qск
ций, подлежащих
К-во материалов и к-
100 м2
неотапливаемый
2
потребления, k2
Блоки оконные
Qоб
К-т неравномерности
1
Ед. изм потребность,
поступления, k1
материалов
К-т неравномерности
п/п
Общая
Норма запаса, Тн, дн
Наименование
Время
№
использования, Т, дн
Таблица 40 – Расчёт складов строительных материалов и конструкций
3.6.3 Расчет временного водоснабжения
Расчёт временного водоснабжения на стадии ППР сводится к
определению потребности воды для производственных (Qпр), хозяйственных
(Qхоз) и пожарных (Qпож) целей, а также определению диаметра водопроводной
напорной сети.
Расход воды для производственных целей:
𝑄пр = 1,2 ⋅ ∑
𝑄ср ⋅𝑘1
8,2⋅3600
,
(415)
где 1,2 – коэффициент на неучтённые расходы;
Qср – средний производственный расход воды в смену, л;
k1 = 1,6 – коэффициент сменной неравномерности расхода воды.
Таблица 41 – Производственный расход воды
№
Наименование
п/п
потребителя
1
2
3
6
7
8
9
Приготовление
бетона
Приготовление
раствора
Поливка
бетона
Малярные
работы
Работа
экскаваторов
Посадка
саженцев
Посадка
кустов
Удельный
Кол-
Расчётный
расход, л
во
расход, л
м3
300
130
39000
м3
300
4,80
1440
м3
300
65
19500
м2
1
216,73
217
маш-ч
15
56,00
840
место
300
100
30000
куст
300
100
30000
Ед. изм
Суммарный расход
280
120997
𝑄пр = 1,2 ⋅ ∑
120997⋅1,6
8,2⋅3600
= 6,6 л/с.
(416)
Расход воды для хозяйственно-бытовых целей:
𝑄хоз =
𝑅𝑚𝑎𝑥
𝑛1 ⋅𝑘1
220 12,5⋅1,6
3600∙( 8,2 +𝑛2 ⋅𝑘2 )∙3600∙( 8,2 +30⋅0,35)
л/с,
(417)
где Rmax – наибольшее количество рабочих в смену;
n1 = 12,5 л – норма потребления воды на 1 человека в смену для
площадок без канализации;
n2 = 30 л – норма потребления воды на приём одного душа;
k1 = 0,35 – коэффициент, учитывающий отношение пользующихся
душем, к наибольшему количеству рабочих в смену.
Расход воды для противопожарных целей определяется из расчёта
одновременного действия не менее двух пожарных гидрантов с расходом воды
5 л/сек на каждую струю:
Qпож = 2 · 5 = 10 л/сек.
(418)
Такой расход воды принимается дл объектов с площадью до 10 га.
Общий расход воды:
Qобщ = Qпр + Qхоз + Qпож = 6,6 + 0,78 + 10 = 17,38 л/с.
(419)
Т.к. расход воды на противопожарные цели превышает потребности на
производственные и хозяйственно-бытовые, то расчёт диаметра трубопровода
производим
только
исходя
их пожарных нужд,
которые
являются
определяющими.
Диаметр временного водопровода на вводе:
𝐷=√
4⋅𝑄пож
𝜋⋅𝑉⋅1000
=√
4⋅10
3,14⋅1,75⋅1000
= 0,085 м,
(420)
где V = 1,75 м/с – скорость движения воды по трубам малого диаметра.
Принимаем диаметр водопровода равным 100 мм.
281
3.6.4 Расчет временного электроснабжения
Расчёт электрических нагрузок (Рп) производится по установленной
мощности электроприёмников и коэффициентам спроса с дифференциацией
по видам потребителей.
𝑃𝑛 = 𝛼 ⋅ (∑
𝑘1 ⋅𝑃𝑐
𝑐𝑜𝑠 𝜙𝑐
+∑
𝑘2 ⋅𝑃т
𝑐𝑜𝑠 𝜙т
+ ∑ 𝑘3 ⋅ 𝑃ов + ∑ 𝑃он ),
(421)
где α = 1,05 – коэффициент, учитывающий потери в сети;
k1, k2, k3 – коэффициенты спроса;
Рс – мощность силовых потребителей, кВт;
Рт – мощность для технологических нужд, кВт;
Ров – мощность устройств освещения внутреннего, кВт;
Рнв – мощность устройств освещения наружного, кВт.
Расчёт электрических нагрузок приведён в таблице 42
Таблица 42 – Расчёт электрических нагрузок
Наименование
Ед.
потребителя
изм.
Расход
эл.энергии,
кВт
Расчётный
расход
эл.энергии,
кВт
Коэф-т
Коэф-т
спроса, мощности,
k
cos φ
Силовые
Экскаватор
шт.
80
80,00
0,50
0,60
шт.
45
90,00
0,40
0,70
шт.
30
120,00
0,50
0,60
шт.
22
110,00
0,50
0,40
Вибраторы
шт.
1
8,00
0,10
0,40
Бетоносмесители
шт.
9
27,00
0,50
0,60
Краскопульты
шт.
0,50
5,00
0,10
0,40
Краны
самоходные
Бетононасосы
Электросварочные
аппараты
282
Продолжение таблицы 42
Расход
Наименование
Ед.
потребителя
изм.
эл.энергии,
кВт
Расчётный
расход
эл.энергии,
кВт
Коэф-т
Коэф-т
спроса, мощности,
k
cos φ
0,50
0,85
Технологические
Установка
электропрогрева
шт.
2
10,50
Внутреннее освещение
Контора,
диспетчерская,
бытовые
м2
0,015
4,80
0,80
м2
0,003
0,13
0,80
м2
0,015
25,01
0,35
помещения
Душевые и
уборные
Склады закрытые
Наружное освещение
Территория
100
строительства
м2
Основные дороги
и проезды
Площадки
земляных и
бетонных работ
Аварийное
освещение
км
100
м2
км
Площадки
100
монтажных работ
м2
0,015
77,00
5
0,00
0,08
4,03
3,50
0,00
0,30
15,12
1,00
Потребная мощность 521,18 кВа
283
Определив потребную мощность, выбираем источник питания трансформаторная подстанция СКТП-560 мощностью 560 кВА и габаритными
размерами 2,27 х 3,4 м.
Необходимое количество прожекторов для освещения строительной
площадки рассчитывается по следующей формуле:
𝑛=
где
𝑝⋅𝐸⋅𝑆
𝑃л
,
(422)
p – удельная мощность (при освещении прожекторами ПЗС-45 – p
= 0,3 Вт/м2•лк);
E – освещённость (2 лк), лк;
S – размер площадке, подлежащей освещению, м;
Pл – мощность лампы прожектора, Вт (Pл = 1500 Вт)
𝑛=
0,3⋅2⋅20736
1500
≈ 9 шт
(423)
3.6.5 Теплоснабжение площадки строительства
Так как строительные работы по возведению здания среднесортного
прокатного
цеха
производят
на
территории
Абинского
электрометаллургического завода, то для обогрева площадки строительства
будет использована местная стационарная котельная.
3.6.6 Технико-экономические показатели
1. Сметная стоимость здания – С = 173564 тыс. руб.
2. Строительный объем здания – V = 417830,4 м3.
3. Производительная площадь здания - F = 20736 м2.
4. Стоимость 1м3 здания – 310 руб.
5. Стоимость 1м2 здания – 6244 руб.
6. Продолжительность строительства:
- по нормам - Тн = 3,88 лет.
284
- по проекту - Тпр = 1,11 лет.
7. Выработка одного рабочего в день - Свыр = 4003 руб
8. Коэффициент неравномерности использования рабочих - αр = 0,55
Общестроительный стройгенплан представлен на рисунке 80.
285
Рисунок 80 – Общеплощадочный стройгенплан
286
4 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
4.1 Локальная смета
Таблица 43 – Локальная смета на общестроительные работы
Локальная смета № 1
На общестроительные работы по строительству среднесортного прокатного стана
Сметная стоимость
61039,5
тыс. руб.
Сметная трудоёмкость
152,099
тыс. чел.ч.
Сметная заработная плата
2835,2
тыс. руб.
№
пп
1
1
2
Шифр и №
пози-ции
норматива
Наименование работ и затрат,
единица измерения
Количество
Составлена в ценах по состоянию на «01» января 2001 г. Переведена в цены по состоянию на «01» января 2020 г.
2
3
4
Е1-24-5
Разработка грунта бульдозерами
мощностью 79 кВт [108 л.с.] при
перемещении грунта до 10 м,
группа грунтов: 1, 1000м3
30,52
Разработка грунта бульдозерами
мощностью 96 кВт [130 л.с.] при
перемещении грунта до 10 м,
группа грунтов: 1, 1000м3
155,92
Е1-25-1
Стоимость единицы, руб
заработной
платы
5
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
6
1663,43
1663,43
Всего
0,00
220,8
3253,94
3253,94
Общая стоимость, руб
Всего
7
8
50767,7
0,00
507354
0,00
358,32
287
заработ-ной
платы
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
9
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин
обслуж. машины чел.час.
на един.
Всего
10
11
50767,7
0,00
0,00
6738,6
12,34
376,62
507354
0,00
0,00
55868,94
14,96
2332,56
0,00
№
пп
1
3
4
5
Шифр и №
пози-ции
норматива
Наименование работ и
затрат, единица измерения
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
Общая стоимость, руб
заработной
платы
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
Всего
Всего
заработ-ной
платы
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин
обслуж. машины чел.час.
на един.
Всего
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Е1-17-7
Разработка грунта с
погрузкой на автомобилисамосвалы экскаваторами с
ковшом вместимостью 0,65
[0,5-1] м3, группа грунтов:1,
1000м3
0,652
7594,2
7436,73
4951,39
98,75
4848,74
13,16
8,58
151,5
974,3
635,26
39,44
25,71
5129,86
4996,74
7050,23
11,95
16,86
133,12
651,97
919,94
26,01
36,70
4413,22
0,00
0,00
379,10
15,92
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
Е1-12-7
Е1-163-7
Разработка грунта в отвал
экскаваторами "драглайн"
или "обратная лопата" с
ковшом вместимостью 0,65
[0,5-1] м3, группа грунтов:1,
1000м3
Разработка грунта вручную
в траншеях шириной более
2 м и котлованах площадью
сечения до 5 м2 с
креплениями, глубина
траншей и котлованов до 3
м, группа грунтов:1,
100м3
1,411
0,04
288
7238,2
185,37
187,82
0,00
№
пп
1
6
7
8
Шифр и №
пози-ции
норматива
Наименование работ и
затрат, единица измерения
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
Общая стоимость, руб
заработной
платы
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
Всего
Всего
заработ-ной
платы
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин
обслуж. машины чел.час.
на един.
Всего
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Е1-27-1
Засыпка траншей и
котлованов бульдозерами
мощностью 59 кВт [80 л.с.]
при перемещении грунта до
5 м, группа грунтов:1,
1000м3
1,411
1647,99
1647,99
2325,31
0,00
2325,31
0,00
0,00
0,00
224,14
316,26
11,75
16,58
622
399,1
5631,16
18,36
259,06
222,9
60,99
860,56
4,45
62,79
5886,76
2038
215213,5
128,48
13567,49
1867,79
294
31050,64
8,84
933,50
Е1-134-1
Е9-44-1*
Уплотнение грунта
пневматическими
трамбовками, группа
грунтов:1,
100м3 уплотнённого грунта
Монтаж оконных блоков
стальных с нащельниками
из стали при высоте здания
до 50 м,
1т rонструкций
14,11
106
289
8776,4
621642,47
3145,27
197238,4
№
пп
1
8
9
Шифр и №
пози-ции
норматива
2
Е9-44-1*
Е9-17-6*
Наименование работ и
затрат, единица измерения
3
Элементы крепления
наличников и деталей
обрамления
[самонарезающие винты,
заклепки и т.д.], т
Теплоизоляционные
материалы, м3
Стальные конструкции
оконных блоков, т
Стальные конструкции
наличников и деталей
обрамления, т
Монтаж колонн
одноэтажных и
многоэтажных зданий и
крановых эстакад высотой
до 25 м составного сечения,
масса колонн: до 15т,
1т конструкций
Стальные конструкции, 1т
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
Общая стоимость, руб
заработной
платы
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
Всего
4
5
6
7
0,4
84942,5
33977
7,2
38990
282728
105,6
13847,02
1462245,3
0,31
46231
14331,6
119,12
785,37
552,38
157,85
89,79
119,2
Всего
13847
16844,3
296326,2
290
заработ-ной
платы
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
8
3384,4
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин
обслуж. машины чел.час.
на един.
Всего
9
10
11
11842,94
12,00
257,28
1925,05
5,70
122,21
№
пп
1
10
11
12
Шифр и №
пози-ции
норматива
Наименование работ и
затрат, единица измерения
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
Всего
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
6
2
3
4
заработной
платы
5
Е9-17-5*
Монтаж колонн
одноэтажных и
многоэтажных зданий и
крановых эстакад высотой
до 25 м составного сечения,
масса колонн: до 5т,
1т конструкций
189,5
975,25
684,72
213,61
114,63
Е9-18-4*
Е9-18-5*
Стальные конструкции, 1т
Монтаж блоков
подкрановых балок полной
заводской готовности на
отметке до 25 м пролетом
до 12 м, массой:: до 2т,
1т конструкций
Стальные конструкции, 1т
Монтаж блоков
подкрановых балок полной
заводской готовности на
отметке до 25 м пролетом
до 12 м, массой:: до 3т,
1т конструкций
Стальные конструкции, 1т
189,48
13847
42
284,97
1197,72
339,27
196,18
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин обслуж.
машины чел.- час.
7
8
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
9
184790,6
40474,74
129740,78
16,32
3092,31
21720,2
4,02
761,71
49884,9
25,92
1079,57
8170,59
12,70
528,96
144710,83
20,16
3063,31
24857,63
10,55
1603,07
Всего
заработ-ной
платы
на един.
Всего
10
11
2623733,35
41,65
13847
152
1347,7
952,36
263,91
163,6
151,95
Общая стоимость, руб
67402,5
14130,5
576728,4
13847
204785,6
2104054,7
291
40100,6
№
пп
Шифр и №
пози-ции
норматива
1
2
13
Е9-18-10*
14
15
Е9-18-11*
Е9-24-3*
Наименование работ и
затрат, единица измерения
3
Монтаж блоков
подкрановых балок,
укрупняемых на монтаже,
на отметке до 25 м
пролетом: до 24 м,
1т конструкций
Стальные конструкции, 1т
Монтаж блоков
подкрановых балок,
укрупняемых на монтаже,
на отметке до 25 м
пролетом: до 36 м,
1т конструкций
Стальные конструкции, 1т
Монтаж связок и распорок
из одиночных и парных
уголков, гнутосварных
профилей для пролетов:
более 24 м при высоте
здания до 25 м,
1т конструкций
Стальные конструкции, 1т
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
4
заработной
платы
5
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
6
8
1095,45
806,98
187,04
137,08
Всего
7,651
13847
36
1302,54
1030,3
173,1
174,4
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин обслуж.
машины чел.- час.
7
8
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
9
8381,29
1431,04
6174,23
14,29
109,33
1048,77
8,96
68,55
37275,6
13,22
478,30
6309,7
11,25
407,03
39836,5
90,40
2820,48
6348,35
12,47
389,06
Всего
заработ-ной
платы
на един.
Всего
10
11
105943,6
36,18
13847
31,20
2474,3
1276,8
1127,93
203,47
3,12
Общая стоимость, руб
47126
6261,3
500985,18
13847
77198,3
43202,7
292
35191,26
№
пп
1
16
17
18
Шифр и №
пози-ции
норматива
Наименование работ и
затрат, единица измерения
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
Общая стоимость, руб
заработной
платы
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
Всего
Всего
заработ-ной
платы
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин
обслуж. машины чел.час.
на един.
Всего
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Е9-22-2*
Монтаж стропильных и
подстропильных ферм на
высоте до 25 м пролетом до
24 м, массой: до 5т,
1т конструкций
202
1338,14
945,4
269821,88
62794,45
190629,68
24,96
5032,93
1734,55
907,92
31840,8
10,33
2082,94
145041,63
19,04
3839,23
24124,95
7,80
1572,79
131269,5
28,48
3061,60
2136,3
12,72
1367,40
Е9-22-3*
Е9-22-4*
Стальные конструкции, 1т
Монтаж стропильных и
подстропильных ферм на
высоте до 25 м пролетом до
24 м, массой: более 5т,
1т конструкций
Стальные конструкции, 1т
Монтаж стропильных и
подстропильных ферм на
высоте до 25 м пролетом до
36 м, массой: до 5т,
1т конструкций
Стальные конструкции, 1т
201,64
13847
2792113
202
1041,37
719,3
240,74
119,64
201,64
13847
108
1706,7
1221,1
360,1
198,7
107,5
209981,16
48541,88
2792113
13847
183470,7
1488554,65
293
38710,8
№
пп
1
19
20
21
Шифр и №
пози-ции
норматива
Наименование работ и
затрат, единица измерения
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
Общая стоимость, руб
заработной
платы
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
Всего
Всего
заработ-ной
платы
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин
обслуж. машины чел.час.
на един.
Всего
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Е9-22-5*
Монтаж стропильных и
подстропильных ферм на
высоте до 25 м пролетом до
36 м, массой: до 8т,
1т конструкций
451
1243,22
873,5
560495
116744,7
393828
20,48
9233,20
258,95
141,65
63859,3
4,62
2082,88
18022,46
14,27
430,95
2903,37
6,10
184,22
48778,1
22,56
2037,17
7896,64
2,86
258,26
Е9-22-7*
Е9-25-1*
Стальные конструкции, 1т
Монтаж стропильных и
подстропильных ферм на
высоте до 25 м пролетом до
36 м, массой: более 10т,
1т конструкций
Стальные конструкции, 1т
Монтаж прогонов при шаге
ферм до 12 м, высота
здания: до 25м,
1т конструкций
Стальные конструкции, 1т
450,84
13847
6242790,5
30
874,82
596,77
182,03
96,14
30,2
13847
90,30
889,64
540,18
281,45
87,449
90,3
26419,7
5007,1
418180
13849
80334,55
1250385,9
294
25415,13
№
пп
1
22
23
Шифр и №
пози-ции
норматива
Наименование работ и
затрат, единица измерения
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
Общая стоимость, руб
заработной
платы
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
Всего
Всего
заработ-ной
платы
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин
обслуж. машины чел.час.
на един.
Всего
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Е9-26-1*
Монтаж каркасов фонарей
аэрационных и
светоаэрационных для
зданий высотой до 25 м с
шагом ферм: до 6 м,
1т конструкций
14,40
2585,54
2040,24
37231,8
6787,2
29379,4
34,40
495,36
471,33
342,3
4928,78
20,83
299,95
93652,87
216,00
2989,44
15025,35
66,21
916,35
Е9-27-1*
Стальные конструкции, 1т
Болты строительные с
гайками и шайбами, т
Монтаж оконных фонарных
панелей: одноярусных,
100 м2
Стальные конструкции, 1т
Болты строительные с
гайками и шайбами, т
14,4
13847
199397,1
0,11
84942,5
933,7
13,84
9746,9
6766,82
282599,5
1085,65
134896,9
3,26
13847
45141,3
0,17
84942,5
14440,2
295
39130,25
№
пп
1
24
25
Шифр и №
пози-ции
норматива
Наименование работ и
затрат, единица измерения
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
Общая стоимость, руб
заработной
платы
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
Всего
Всего
заработ-ной
платы
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин
обслуж. машины чел.час.
на един.
Всего
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Е9-42-3*
Монтаж кровельного
покрытия и стенового
ограждения из трёхслойных
панелей при высоте здания:
до 25м,
100м2 покрытия
282,7
3740,1
2532,3
1057210,6
233777,6
715802,15
64,00
18090,88
827
437,25
123596,1
28,24
7982,60
17615,7
66,24
298,08
2125
13,04
58,68
Е9-46-1*
Теплоизоляционные
материалы, м3
Многослойные стеновые
панели с обшивкой из
профилированного листа,
м2
Монтаж каркасов ворот
большепролетных зданий,
ангаров и др. без
механизмов открывания,
1т конструкции
Болты строительные с
гайками и шайбами, т
Стальные конструкции, т
0,34
38990
13256,6
28267
780
2204260,7
4,50
5645,9
3915,6
948,24
472,2
25406,4
0,01
84942,5
845
4,5
13847
62311,6
296
23767,6
№
пп
1
26
27
28
Шифр и №
пози-ции
норматива
Наименование работ и
затрат, единица измерения
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
Общая стоимость, руб
заработной
платы
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
Всего
Всего
заработ-ной
платы
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин обслуж.
машины чел.- час.
на един.
Всего
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Е9-17-4*
Монтаж колонн
одноэтажных и
многоэтажных зданий и
крановых эстакад высотой
до 25 м составного сечения,
масса колонн до 3т,
1т конструкции
36,4
1249,4
912,14
45476,4
9529,2
33213,1
20,00
728,00
261,8
152,8
5561,4
5,39
196,20
138727,6
4,68
731,20
10660,6
3,97
620,27
53951,35
485,75
2375,32
9514,
88,24
431,49
Е5-2-3*
Е6-1-7*
Стальные конструкции, 1т
Погружение дизельмолотом на экскаваторе
железобетонных свай
длиной до 8 м в грунты
группы:1,
1м3 свай
Сваи железобетонные, 1,01 м3
Устройство
железобетонных
фундаментов общего
назначения под колонны,
объем: до 10м3,
100м3 ж.б. в деле
Арматура, 3,3 т
36,4
13847
504031,5
156,24
987,7
887,9
63,33
68,23
154,69
2534,35
4,89
160469,4
11033
5898,3
1945,76
0,694
1546822,6
9894,8
57838,6
15384,3
520635,5
10676,74
297
28842,68
№
пп
Шифр и №
пози-ции
норматива
Наименование работ и
затрат, единица измерения
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
Общая стоимость, руб
заработной
платы
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
Всего
Всего
заработ-ной
платы
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин обслуж.
машины чел.- час.
на един.
Всего
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
29
Е6-1-1
Устройство бетонной
подготовки,
100м3 бетона в деле
62,840
83203
2278,6
5228475,4
137032,4
143189,2
195,75
12300,93
2180,65
2180,65
24791,85
17,66
1109,75
Е6-1-8
Устройство
железобетонных
фундаментов общего
назначения под колонны,
объем: до 25 м3,
100м3 бетона в деле
98972,2
8514,13
6385,6
340,75
255,56
4137,4
1482,1
1111,5
93,96
70,47
32742,9
27601,24
15180,7
403,10
221,71
5141,67
4791,7
2635,44
190,00
104,50
38664,19
403,10
56,43
670,85
190,00
26,60
30
31
32
Е7-1-16*
Е7-1-7*
Укладка балок
фундаментных длиной:
более 6 м, 100шт
Сборные железобетонные
конструкции, 100 шт
Укладка фундаментов под
колонны при глубине
котлована до 4 м, масса
конструкций: более 3,5т,
100шт. конструкций
Сборные железобетонные
конструкции, 100 шт
0,750
0,55
0,55
40950
0,14
228,091,5
27601,24
5141,67
4791,7
0,14
74229,16
18008,6
3103,2
2827,9
22522,50
228091,5
4583,83
31932,8
298
719,8
№
пп
1
33
34
35
36
Шифр и №
пози-ции
норматива
Наименование работ и
затрат, единица измерения
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
Общая стоимость, руб
заработной
платы
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
Всего
Всего
заработ-ной
платы
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин
обслуж. машины чел.час.
на един.
Всего
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Е11-4-5
Устройство гидроизоляции
обмазочной:в один слой,
толщиной 2 мм,
100м2 изолируемой
поверхности
12,380
2259,97
209,54
27978,44
7412,16
2594,2
38,39
475,27
598,7
43,94
544,1
2,72
33,67
Е11-11-3
Устройство стяжек
бетонных толщиной 20 мм,
100м2 стяжки
3251,49
49,29
10221,73
57,83
11991,63
644,22
10,36
2148,3
5,44
1128,04
4270,68
61,6
5045,36
48,11
3940,21
592,2
12,92
1058,36
0,80
65,52
11232,35
37,32
79,93
71,77
153,73
871,48
11,1
23,73
0,78
1,67
Е11-19-1
Е15-208-1
Устройство покрытий
асфальтобетонных литых
толщиной 25 мм,
100м2 покрытия
Остекление стеклом
оконным стальных
переплетов промышленных
зданий стеновых,
100м2 стальных переплетов
207,4
81,90
2,14
299
674228,45
349769,2
24059,67
133586,76
48501,34
1866,73
№
пп
1
37
38
Шифр и №
пози-ции
норматива
Наименование работ и
затрат, единица измерения
Количество
Продолжение таблицы 43
Стоимость единицы, руб
Общая стоимость, руб
заработной
платы
Эксплуатация
машин
в т.ч. зар.
платы
Всего
Всего
заработ-ной
платы
Эксплуатация
машин
в т. ч. зар.
платы
Затраты труда рабочих
не занятых
обслуживанием
машин
обслуж. машины чел.час.
на един.
Всего
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Е15-155-1
Окраска фасадов с лесов с
подготовкой поверхности
известковая,
100м2 фасада
0,58
198,13
12,25
114,9
67,4
7,1
9,57
5,55
116,2
3,67
2,1
0,26
0,15
Е15-163-8
Простая окраска колером
масляным разбеленным по
штукатурке и сборным
конструкциям,
подготовленным под
окраску стен,
100м2 окрашиваемой
поверхности
1429,65
19,77
4274,03
31,68
6847,63
384,66
5,96
1288,23
0,42
90,78
216,15
300
309019,25
83147,45
№
п
п
1
Шифр и
№ позиции
норматива
2
Наименование работ и
затрат, единица измерения
3
Количество
Продолжение таблицы 43
4
Стоимость единицы, руб
Общая стоимость, руб
заработной
платы
Эксплуатаци
я машин
в т.ч. зар.
платы
Всего
5
6
Всего
Итого прямые затраты
в том числе
- стоимость материалов,
изделий и конструкций
- всего заработная плата
Общепроизводственные
расходы
Затраты труда
рабочих не занятых
обслуживанием
машин
обслуж. машины
чел.- час.
заработ-ной
платы
Эксплуатаци
я машин
в т. ч. зар.
платы
на
един.
Всего
7
8
9
10
11
58303810,5
1389840
3413399,43
110360,51
524440,62
28350,25
53500571,04
1914280,7
2735717,36
Трудоемкость в Общепроизводственных расходах
13388,10
Заработная плата в Общепроизводственных расходах
920960,4
Всего по смете
61039527,9
Сметная трудоемкость
152098,86
Сметная заработная плата
2835241,1
ОПР =
4,69
%
Тр =
1,39
%
Зп =
4,64
%
средняя зар. плата
13,8
руб. ч-час.
301
4.2 Локальный сметный расчет
Таблица 44 – Локальный сметный расчет 1
Локальный сметный расчет № 1
на общестроительные работы
по строительству среднесортного прокатного стана
(наименование объекта)
Сметная стоимость, тыс. руб.
№
п/п
Наименование
конструктивных элементов и
видов работ по разделам
1
2
Прямые
затраты
Общепроизводственные
расходы
3
В том числе
Всего
Сметная
зарплата,
тыс.руб.
Сметная
трудоемкость,
тыс.ч-час.
4
5
6
7
704
33
737
34,25
1,84
1
Земляные работы
2
Фундаменты
5240,2
245,86
5486
254,83
13,67
3
Стены
8681,5
407,33
9088,8
422,15
22,65
4
Каркас
26983
1266,12
28250
1312,13
70,39
5
Лестницы
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
6
Проемы
3754,18
31,63
705,62
32,78
9,79
7
Полы
1642,87
77,09
1719,95
79,89
23,87
8
Перегородки
519,54
24,38
543,92
25,26
7,55
9
Кровля
2288,78
107,39
2396,17
111,30
33,26
10
Фонари
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
11
Отделочные работы
3754,18
22
491,3
22,84
1,22
12
Прочие работы
23464
110,12
2456,4
114,1
6,12
72971,5
3423,94
76395,5
3548,5
190,36
Итого в ценах 2020г.
302
Таблица 45 – Локальный сметный расчет 2
Локальный сметный расчет № 2
на внутренние санитарно-технические работы
по строительству среднесортного прокатного стана
(наименование объекта)
Составлен в ценах 2020 г.
Объем здания:
433382,40 м3
№
п/п
Наименование работ
Сметные прямые
затраты единицы,
руб.
1
Отопление
6,96
3017,4
2
Вентиляция
8,0
3476,1
3
Водопровод
4,1
4
Канализация
9,7
4200
5
Горячее водоснабжение
-
-
6
Паро- и газоснабжение
2,1
893,15
Объем здания,
тыс.м3
Сумма прямых
затрат, тыс.руб.
1786,3
433,38
Итого по сметному расчету прямых затрат:
Общепроизводственные расходы:
Сметная стоимость:
Сметная заработная плата:
Сметная трудоемкость:
13373,23
627,52
14000
621,2
185,6
тыс.руб.
тыс.руб.
тыс.руб.
тыс.руб.
тыс.чел-ч.
Таблица 46 – Локальный сметный расчет 3
Локальный сметный расчет № 3
на внутренние электромонтажные работы
по строительству среднесортного прокатного стана
(наименование объекта)
Составлен в ценах 2020 г.
№
п/п
1
Наименование работ
Объем здания:
Сметная стоимость
единицы, руб.
Электромонтажные работы
433382,40 м3
Объем
здания,
тыс. м3
11,7
Общая сметная
стоимость,
тыс.руб.
5070
433,38
2
Слаботочные сети и устройства
9,6
Сметная стоимость:
Сметная заработная плата:
Сметная трудоемкость:
4152
9221,2
428,3
128
303
тыс.руб.
тыс.руб.
тыс.чел-ч.
Локальный сметный расчет №4
На приобретение и монтаж производственно-технологического
оборудования
Составлен в ценах 2020 г.
Сметная стоимость оборудования определяется по формуле:
Соборуд2020 = Ссмр2020 · К1 = 73438,3 · 0,6 = 44063 тыс. руб.
(424)
где Ссмр2020 – сметная стоимость СМР по локальному сметному расчету
№1, тыс. руб.;
К1 - % от сметной стоимости СМР.
Сметная стоимость монтажа оборудования определяется по формуле:
Смонтажа2020 = Соборуд2020 · К2 = 44063 · 0,15 = 6610 тыс. руб.
(425)
где К2 - % от стоимости оборудования.
Сметные прочие затраты по монтажу оборудования определяются по
формуле:
Спроч2020 = Ссмр2020 · К3 = 13184,61 · 0,02 = 263,69 тыс. руб.
(426)
где К3 - % от сметной стоимости СМР.
Сметная заработная плата определяется по формуле:
ЗПсм = Смонтажа2020 · Зп = 6610 · 0,0464 = 306,7 тыс. руб.
(427)
где Зп – процентный показатель сметной заработной платы.
Сметная трудоемкость определяется по формуле:
Трсм = Смонтажа2020 · Тр = 6610 · 0,0139 = 92 тыс. ч-час.
где Тр – процентный показатель сметной трудоемкости.
304
(428)
4.3 Объектная смета
Таблица 47 – Объектная смета
Объектная смета
Сметная трудоемкость
1373,9
тыс. руб.
4598
тыс. руб.
руб.
Сметная заработная плата
Измеритель единичной стоимости
Составлена в ценах 2020 г.
Сметная стоимость, тыс. руб.
Сметная
трудоемкость,
тыс. чел-ч
Сметная
заработная
плата, тыс.
руб.
Показатели
единичной
стоимости
8
9
10
11
№
пп
Номера смет и
расчетов
Наименование работ и затрат
строительных работ
монтажных
работ
оборуд,
мебели и
ин-ря
прочих
затрат
всего
1
2
3
4
5
6
7
1.
Локальный
сметный расчет
№1
Общестроительные работы
72971,5
-
-
-
72971,5
190,37
3548,5
30,23
2.
Локальный
сметный расчет
№2
Внутренние санитарнотехнические работы
13373,2
-
-
-
13373,2
33,32
621,2
5,54
3.
Локальный
сметный расчет
№3
Внутренние
электромонтажные работы
-
9221,2
-
-
9221,2
22,98
428,3
3,82
4.
Локальный
сметный расчет
№4
Приобретение и монтаж
производственнотехнологического
оборудования
-
660941,8
44063
1468,75
44063
91,8
55,06
101,65
Итого по смете в ценах 2020 г.
86344,7
9221
44063
0,00
139629
246,66
4598
305
4.4 Сводный сметный расчет
Таблица 48 – Сводный сметный расчет
Сводный сметный расчет в сумме:
364300,5
тыс. руб.
«_____» ___________ 20020 г.
Сводный сметный расчет
стоимости строительства № _______
среднесортного прокатного стана
(наименование стройки)
Составлен в текущих ценах по состоянию на «01» января 2020 г.
Сметная стоимость, тыс.руб.
Строительных работ
Монтажных
работ
Оборудования,
мебели и
инвентаря
Прочие
затраты
Общая
сметная
стоимость,
тыс.руб.
4
5
6
7
8
Глава 1. Подготовка территории
строительства
2158,6
230,5
-
-
2389
Итого по главе 1
2158,6
230,5
Глава 2. Основные объекты
строительства
86344,7
9221,2
44063
0,00
139629
Итого по главе 2
86344,7
9221,2
44063
0,00
139629
Глава 3. Объекты подсобного и
обслуживающего назначения
21586,2
2305,3
11015,73
0,00
34907,2
Итого по главе 3
21586,2
2305,3
11015,73
0,00
34907,2
№
п/п
Номера смет
и сметных
расчетов
Наименование глав, объектов,
работ и затрат
1
2
3
1
2
3
Объектная
смета №0201
306
2390
Продолжение таблицы 48
Сметная стоимость, тыс.руб.
№
п/п
Номера
смет и
сметных
расчетов
1
2
4
5
6
7
Наименование глав,
объектов, работ и затрат
3
Глава 4. Объекты
энергетического
хозяйства
Итого по главе 4
Глава 5. Объекты
транспортного хозяйства
и связи
Итого по главе 5
Глава 6. Наружные сети и
сооружения
водоснабжения,
канализации,
теплоснабжения и
газоснабжения
Итого по главе 6
Глава 7. Благоустройство
и озеленение территории
Итого по главе 7
Итого по главам 1-7
Строительных работ
ОборудоМонтажвания,
ных
мебели и
работ
инвентаря
Прочие
затраты
Общая
сметная
стоимость,
тыс.руб.
4
5
6
7
8
5180,7
553,27
2643,8
0,00
8377,7
5180,6
553,3
2643,8
0,00
8377,7
3453,8
368,8
1762,5
0,00
5585,15
3453,8
368,8
1762,5
0,00
5585,15
10793,1
1152,65
5507,9
0,00
17453,6
10793,1
1152,65
5507,9
0,00
17453,6
5180,7
553,3
-
-
5734
5180,7
134698
553,3
14385,2
64992,9
0,00
5734
214075,8
307
Продолжение таблицы 48
№
п/п
Номера
смет и
сметных
расчетов
1
2
8
9
10
11
12
ГСН 8105-02-2007
Сметная стоимость, тыс.руб.
Наименование глав,
объектов, работ и затрат
3
Глава 8. Временные
здания и сооружения
Итого по главе 8
Итого по главам 1-8
Глава 9. Прочие работы и
затраты
- дополнительные
затраты на зимнее
удорожание
- дополнительные
затраты при выполнении
СМР в летний период
Итого по главе 9
Итого по главам 1- 9
Глава 10. Содержание
службы заказчика и
авторский надзор
Итого по главе 10
Глава 11. Подготовка
эксплуатационных кадров
Итого по главе 11
Глава 12. Проектные и
изыскательные работы
Итого по главе 12
Строительных работ
4
ОборудоМонтажвания,
ных
мебели и
работ
инвентаря
5
6
Прочие
затраты
Общая
сметная
стоимость,
тыс.руб.
7
8
2963,35
316,49
-
-
3279,8
2963,35
137661,1
316,49
14701,6
64992,87
0,00
3279,84
217355,6
-
-
-
0,00
0,00
743,37
442,3
-
-
822,7
481,8
51,5
-
-
533,27
1225,17
138886,3
130,84
14832,5
64992,9
0,00
0,00
1356
218711,6
-
-
-
7654,9
7654,9
-
-
-
7654,9
7654,9
-
-
-
4374,2
4374,2
-
-
-
4374,2
4374,2
-
-
-
8748,5
8748,5
-
-
-
8748,5
8748,5
308
Продолжение таблицы 48
№
п/п
Номера
смет и
сметных
расчетов
1
2
Сметная стоимость, тыс.руб.
Наименование глав,
объектов, работ и затрат
3
Итого по главам 1-12
Сметная прибыль (П)
Средства на покрытие
административных
расходов строительномонтажных организаций
(АР)
Средства на покрытие
риска всех участников
стро-ительства (Р)
Средства на покрытие
затрат, связанных с
инфляционными
процессами (И)
Итого (гл.112+П+АР+Р+И)
Строительных работ
4
13886,3
11951,4
ОборудоМонтажвания,
ных
мебели и
работ
инвентаря
5
6
14832,5
64992,9
1276,36
-
Прочие
затраты
Общая
сметная
стоимость,
тыс.руб.
7
20777,6
-
8
239489,2
13227,8
-
-
-
1236,5
1236,5
-
-
-
8621,6
8621,6
-
-
-
40685,7
40685,7
150837,7
16108,83
64992,9
71321,4
303260,8
309
Продолжение таблицы 48
№
п/п
Номера
смет и
сметных
расчетов
1
2
МДС
81.35.2004
Сметная стоимость, тыс.руб.
Наименование глав,
объектов, работ и затрат
3
Налоги, сборы,
обязательные платежи,
установленные
действующим
законодательством и не
учтенные
составляющими
стоимости строительства
(без НДС):
- земельный налог
- коммунальный налог
Итого
Налог на добавленную
стоимость (20%)
Всего по сводному
сметному расчету
Строительных работ
4
ОборудоМонтажвания,
ных
мебели и
работ
инвентаря
5
6
Прочие
затраты
Общая
сметная
стоимость,
тыс.руб.
7
8
-
-
-
-
-
150837,7
16108,83
64992,9
303,3
19,6
71644,3
303,3
19,6
303583,7
5416,08
578,41
2333,68
2572,51
10900,67
30167,6
19330,6
77991,5
85973,1
36227,4
310
5 ЭКОЛОГИЧНОСТЬ И БЕЗОПАСТНОСТЬ
5.1 Задача охраны труда в строительстве
Охрана
труда
является
социально-технической наукой,
которая
выявляет и изучает производственные опасности и профессиональные
вредности и разрабатывает методы их предотвращения или ослабления с
целью
устранения
производственных
несчастных
случаев
и
профессиональных заболеваний рабочих, аварий и пожаров. Главными
объектами
ее
исследования
являются
человек
в
процессе
труда,
производственная среда и обстановка, взаимосвязь человека с промышленным
оборудованием,
технологическими
процессами,
организация
труда
и
актов
и
производства.
Охрана
труда
—
это
система
законодательных
соответствующих им социально-экономических, технических, гигиенических
и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение
здоровья и работоспособности человека в процессе труда.
Отступление от нормального режима работы и нарушение требований
техники безопасности могут привести к ухудшению здоровья работающих.
Задача охраны труда — свести к минимальной вероятность поражения
или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при
максимальной производительности труда и максимальном экономическом
эффекте
выполняемой
работы.
Реальные
производственные
условия
характеризуются, как правило, наличием некоторых опасностей и вредностей.
Производственная опасность — это возможность воздействия на
работающих опасных и вредных производственных факторов.
К опасным производственным факторам относится такие, воздействие
которых на работающего приводит к травме. К вредным производственным
факторам относятся такие, воздействие которых на работающего приводит к
заболеванию.
311
Случай с работающим, связанный с воздействием на него опасного
производственного фактора, называют несчастным случаем на производстве.
Ухудшение здоровья в результате несчастного случая обычно называют
травмой.
Явление, характеризующееся совокупностью производственных травм,
называется производственным травматизмом.
Профессиональное
заболевание
—
это
заболевание,
вызванное
воздействием на работающего вредных условий труда. Явление, характеризующееся совокупностью профессиональных заболеваний, называют
профессиональной заболеваемостью.
Система организационных и технических мероприятий и средств,
предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных
факторов, называют техникой безопасности.
Производственная
санитария
включает
в
себя
комплекс
организационных, гигиенических и саинтарно-технических мероприятий и
средств, предотвращающих воздействие на работающих вредных
Улучшение условий труда, повышение его безопасности и безвредности
имеют большое экономическое значение, что положительно влияет на
экономические результаты производства — производительность труда,
качество и себестоимость создаваемой продукции.
Производительность труда повышается благодаря сохранению здоровья
и работоспособности человека, экономии живого труда путем повышения
уровня использования рабочего времени, продлению периода активной
трудовой деятельности человека, экономии общественного труда путем
повышения качества продукции, улучшению использования основных
производственных фондов, уменьшению числа аварий.
Улучшение условий труда и повышение его безопасности приводят к
снижению производственною травматизма, профессиональных заболеваний,
инвалидности, что сохраняет здоровье трудящихся и одновременно приводит
312
к уменьшению затрат на оплату льгот и компенсаций за работу в
неблагоприятных условиях труда.
5.2 Оформление и эстетика строительной площадки
Общие требования
Улучшение качества строительства неразрывно связано с повышением
общей культуры производства. Небрежное отношение к строительным
материалам и изделиям, отсутствие должного контроля над содержанием
строительных площадок, их захламленность неизбежно ведут к снижению
качественных показателей строительства.
На строительной площадке и во всех временных помещениях
производиться ежедневная уборка мусора, для чего необходимо иметь ящики
или контейнеры с надписью «Для мусора». Ежедневно оценивается чистота
рабочего места, а результаты фиксируются в специальной контрольной
карточке бригадира.
Мусор со строящихся зданий и лесов, на которых производились
работы, опускают по закрытым желобам или в закрытых ящиках
(контейнерах) при помощи кранов и механизмов. Нижний конец желоба
находится не выше 1 м над землей или входит в бункер. Сбрасывать мусор без
желобов или других приспособлений разрешается с высоты не более 3 м.
Места приема мусора или его сбрасывания со строящихся зданий со всех
сторон ограждён и охраняем.
Строительный
объект
(площадка)
оснащен
унифицированным
инвентарем и приспособлениями (подмости, защитные козырьки, лари для
сыпучих материалов и пр). Лари для сыпучих материалов, бункеры емкости и
т. п. имеют надписи с указанием назначения, наименования организации и
инвентарного номера.
На строительной площадке организованы места хранения инструмента в
специально оборудованных передвижных инвентарных складах или ларях.
313
На территории строительства следует также устанавливать в местах,
определенных строй генпланом, указатели проездов, разворотов, направления
движения транспорта, ограничения движения, указатели местонахождения
строящихся объектов, санитарно-бытовых помещений, прорабских, столовой,
медицинского пункта и т. д. Их крепят на столбах или металлических стойках.
Расстояние между краями соседних знаков по вертикали 50 мм.
При въезде в огражденную опасную зону установлены знаки «Въезд» и
ограничения скорости, при выезде – знак «Выезд».
Окраска строительных машин, приспособлений и устройств
В целях повышения внимания работающих и предупреждения их о
возможной опасности на строительных площадках строительные машины,
приспособления и устройства окрашены в сигнальные цвета в соответствии с
ГОСТ 12.4.026—2015 «Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка
сигнальная» [19]. Использованы следующие сигнальные цвета:
Красный – запрещение, непосредственная опасность, средство
пожаротушения
Желтый – предупреждение, возможная опасность
Зеленый – предписание, безопасность
Синий – указание, информация
Для усиления восприятия сигнальные цвета применены на фоне
контрастных поверхностей: черный в сочетании с желтым; белый в сочетании
с красным и зеленым.
Для снижения уровня травматизма и повышения культуры производства
строительно-монтажную оснастку и приспособления окрашены в желтый
сигнальный
цвет.
Элементы
подъемно-транспортного
оборудования,
строительно-дорожных машин, кабин и ограждения кранов, поворотные
кабины, площадки грузоподъемников, бамперы и боковые поверхности
электрокаров, погрузчики, тележки, стрелы нижних частей поворотных
платформ экскаваторов, башенных, монтажных и автомобильных кранов,
314
захваты и площадки автопогрузчиков, наружные части боковых стенок
ковшей экскаваторов и обоймы грузовых крюков окрашены чередующимися,
наклонными под углом 45...60°, полосами шириной от 30 до 200 мм желтого и
черного цветов (соотношение ширины полос 1:1).
В желтый цвет окрашены также емкости, содержащие вещества с
опасными и вредными свойствами.
Внутренняя поверхность открывающихся кожухов окрашена в желтый
цвет. Рукоятки управления строительных машин окрашены в цвет, отличный
от основного цвета машины или стен кабины; внутреннюю поверхность
кабины – в светлые тона.
Знаки безопасности
Знаки
безопасности
предназначены
для
привлечения
внимания
работающих к непосредственной опасности или предупреждения о возможной
опасности, предписания и разрешения определенных действий с целью
обеспечения безопасности, а также для необходимой информации. Они не
должны
подменять
устанавливают
сигнально-предупредительные
согласно
правилам
движения
знаки,
которые
автомобильного,
железнодорожного или морского транспорта.
Знаки безопасности, установленные на воротах и входных дверях
помещений, означают, что зона действия этих знаков распространяется на все
помещения; при въезде на объект или участок – на весь объект или участок в
целом.
Знаки безопасности на строительной площадке контрастно выделится на
окружающем их фоне и находятся в поле зрения людей, для которых они
предназначены.
Форма, размер, цвет и художественное решение знаков безопасности
удовлетворяют требованиям ГОСТ 12.4.026-2015 «Цвета сигнальные, знаки
безопасности и разметка сигнальная» [19].
315
Также применены дополнительные таблички прямоугольной формы с
поясняющими надписями или с указательной стрелкой в некоторых местах.
Эти таблички окрашены в сигнальный цвет знака, вместе с которым они
применяются, и размещены горизонтально под знаком безопасности или
вертикально справа от него. Длина дополнительной таблички не более
диаметра или длины соответствующей стороны знака безопасности.
Таблица – 49 «Характеристика знаков безопасности (ГОСТ 12.4.026—2015)»
Код
Смысловое
знака
значение
Изображение
Место установки
Запрещающие знаки
Р01
Запрещается
Использовать, когда курение может
курить
стать причиной пожара. На дверях и
стенах
помещений,
имеются
участках,
где
горючие
и
легковоспламеняющиеся вещества, или
в помещениях, где курить запрещается
Р02
Запрещается
Использовать, когда открытый огонь и
пользоваться курение могут стать причиной пожара.
открытым
огнем
Р03
На входных дверях, стенах помещений,
и участках, рабочих местах, емкостях,
курить
производственной таре
Проход
У входа в опасные зоны, помещения,
запрещен
участки и др.
316
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
Р04
Изображение
Место установки
Запрещается
В
местах
расположения
тушить
электрооборудования, складах и других
водой
местах, где нельзя применять воду при
тушении горения или пожара
Р06
Доступ
На дверях помещений, у входа на
посторонним объекты, участки и т.п. для обозначения
запрещен
запрета на вход (проход) в опасные зоны
или для обозначения служебного входа
(прохода)
Р07
Запрещается
В
тех
местах,
где
запрещается
движение
применять
средств
транспорта (например, погрузчики или
напольного
напольные транспортеры)
средства
напольного
транспорта
Р08
Запрещается
На оборудовании (узлах оборудования),
прикасаться.
дверцах,
Опасно
поверхностях, прикосновение к которым
щитах
или
других
опасно
Р09
Запрещается
На поверхности корпусов, щитов и т.п.,
прикасаться.
где
Корпус
есть
возможность
поражения
под электрическим током
напряжением
Р10
Не включать! На пультах управления и включения
оборудования
или механизмов, при
ремонтных и пусконаладочных работа
317
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
Р12
Изображение
Место установки
Запрещается
На пути эвакуации, у выходов, в местах
загромождать
размещения средств противопожарной
проходы
защиты, аптечек первой медицинской
и/или
помощи и других местах
складировать
Р21
Запрещение
Применять для обозначения опасности,
(прочие
не
предусмотренной
опасности или стандартом.
Знак
настоящим
необходимо
опасные
использовать вместе с поясняющей
действия)
надписью
или
с
дополнительным
знаком безопасности с поясняющей
надписью
Р27
Запрещается
При входе на объекты, на рабочих
иметь при (на) местах, оборудовании, приборах и т.п.
себе
Область применения знака может быть
металлические расширена
предметы
(часы и т.п.)
Р32
Запрещается
подходить
элементам
На оборудовании и рабочих местах по
к обслуживанию
оборудования
с
элементами, выполняющими маховые
оборудования с движения большой амплитуды
маховыми
движениями
большой
амплитуды
318
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
Р33
Изображение
Запрещается
Место установки
На производственной таре, в складах и
брать руками. иных местах, где используют сыпучие
Сыпучая
материалы
масса
(непрочная
упаковка)
Предупреждающие знаки
W01
Пожароопасно. Использовать
для
привлечения
Легковосплам внимания
к
помещениям
с
легковоспламеняющимися веществами.
еняющиеся
На входных дверях, дверцах шкафов,
вещества
емкостях и т.д.
W02
Взрывоопасно
W04
Использовать
для
привлечения
внимания к взрывоопасным веществам,
а также к помещениям и участкам.
На входных дверях, стенах помещений,
дверцах шкафов и т.д.
Опасно.
В
местах
хранения,
выделения,
Едкие
и производства и применения едких и
коррозионные коррозионных веществ
вещества
W06
Опасно.
Возможно
падение груза
Вблизи опасных зон, где используют
подъемнотранспортное оборудование,
на строительных площадках, участках, в
цехах, мастерских и т.п.
W07
Внимание.
Автопогрузчи
к
В помещениях и участках, где проводят
погрузочно-разгрузочные работы
319
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
W08
Изображение
Место установки
Опасность
На
опорах
линий
электропередачи,
поражения
электрооборудовании
и
электрическим
дверцах
щитков,
током
электротехнических панелях и шкафах, а
силовых
приборах,
на
также на ограждениях токоведущих
частей
оборудования,
механизмов,
приборов
W09
Внимание.
Опасность
(прочие
опасности)
Применять для привлечения внимания к
прочим
видам
опасности,
не
обозначенной настоящим стандартом.
Знак необходимо использовать вместе с
дополнительным знаком безопасности с
поясняющей надписью
W13
Внимание.
Магнитное
поле
На дверях помещений, оборудовании,
приборах и в других местах,
где
действуют магнитные поля
W14
Осторожно.
В тех местах, где имеются малозаметные
Малозаметно
препятствия,
о
которые
можно
е препятствие
споткнуться
W15
Осторожно.
Перед входом на опасные участки и в
Возможность
местах, где возможно падение с высоты
падения
с
высоты
320
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
W18
Изображение
Место установки
Осторожно.
В местах хранения, производства или
Вредные
для
применения вредных для здоровья
здоровья
аллергических (раздражающих) веществ
аллергические
(раздражающие)
вещества
W22
Осторожно.
Режущие
валы
На участках работ и оборудовании,
имеющем
валы,
незащищенные
режущие
например
на
деревообрабатывающем, дорожном или
сельскохозяйственном оборудовании
W23
Внимание.
Опасность
зажима
На дверцах турникетов и шлагбаумах
W24
Осторожно.
Возможно
опрокидыван
ие
На дорогах, рампах, складах, участках,
где
возможно
опрокидывание
внутризаводского транспорта
W25
Внимание.
На рабочих местах, оборудовании или
Автоматическ
отдельных узлах оборудования с
ое включение
(запуск)
автоматическим включением
оборудования
W26
Осторожно.
Горячая
поверхность
На рабочих местах и оборудовании,
имеющем нагретые поверхности
321
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
W27
Изображение
Осторожно.
Возможно
Место установки
На оборудовании, узлах оборудования,
крышках и дверцах, где возможно
травмирование
получить травму рук
рук
W28
Осторожно.
Скользко
На территории и участках, где имеются
скользкие места
W29
Осторожно.
На рабочих местах и оборудовании,
Возможно
имеющем вращающиеся элементы,
затягивание
между
например, на валковых мельницах
вращающими
ся
элементами
Предписывающие знаки
М01
Работать
защитных
очках
в На рабочих местах и участках, где
требуется защита органов зрения
М02
Работать
в На рабочих местах и участках, где
защитной
требуется защита головы
каске (шлеме)
М03
Работать
в На рабочих местах и участках
защитных
повышенным уровнем шума
наушниках
322
с
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
М05
Изображение
Работать
Место установки
в На рабочих местах и участках, где
защитной обуви необходимо
применять
средства
индивидуальной защиты
М06
Работать
в На рабочих местах и участках работ, где
защитных
требуется защита рук от воздействия
перчатках
вредных или агрессивных сред, защита
от
возможного
поражения
электрическим током
М07
М08
М10
Работать
в На рабочих местах и участках, где
защитной
необходимо
одежде
индивидуальной защиты
Работать
применять
средства
в На рабочих местах и участках, где
защитном
необходима защита лица и органов
щитке
зрения
Проход здесь
На
территориях
и
участках,
где
разрешается проход
М11
Общий
Для
предписаний,
предписывающ настоящим
ий знак (прочие необходимо
предписания)
поясняющей
не
обозначенных
стандартом.
применять
Знак
вместе
надписью
дополнительном знаке безопасности
323
с
на
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
М13
Изображение
Место установки
Отключить
На рабочих местах и оборудовании, где
штепсельную
требуется отключение от электросети
вилку
при
наладке
или
остановке
электрооборудования и в других случаях
М14
Отключить
На рабочих местах и оборудовании при
перед работой
проведении
ремонтных
или
пусконаладочных работ
Обязательные
F 01-01
Направляющая Использовать только вместе с другими
стрелка
знаками пожарной безопасности для
указания направления движения к месту
нахождения
(размещения)
средства
противопожарной защиты
F 01-02
Направляющая Использовать только вместе с другими
стрелка
углом 45°
под знаками пожарной безопасности для
указания направления движения к месту
нахождения
(размещения)
средства
противопожарной защиты
F02
Пожарный кран В
местах
нахождения
комплекта
пожарного крана с пожарным рукавом и
стволом
F03
Пожарная
В
лестница
лестницы
324
местах
нахождения
пожарной
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
Изображение
F04
Огнетушитель
F05
Телефон
Место установки
В местах размещения огнетушителя
для В местах размещения телефона, по
использования
которому можно вызвать пожарную
при пожаре (в охрану
том
числе
телефон прямой
связи
с
пожарной
охраной)
F06
Место
В местах одновременного нахождения
размещения
(размещения)
нескольких
противопожарной защиты
нескольких
средств
средств
противопожарн
ой защиты
F07
F08
Пожарный
В
водоисточник
водоема или пирса для пожарных машин
Пожарный
В
сухотрубный
сухотрубного стояка
стояк
325
местах
местах
нахождения
нахождения
пожарного
пожарного
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
F09
Изображение
Место установки
Пожарный
У
мест
нахождения
подземных
гидрант
пожарных гидрантов. Нa знаке должны
быть цифры, обозначающие расстояние
от знака до гидранта, м.
Расстояние от знака до края проезда
пожарных автомобилей должно быть не
более расстояния опознавания знака
F10
F11
Кнопка
В местах ручного пуска установок
включения
пожарной
установок
пожаротушения
(систем)
противодымной защиты.
пожарной
В местах (пунктах) подачи сигнала
автоматики
пожарной тревоги
Звуковой
В
оповещатель
оповещателя или совместно со знаком
пожарной
F10
тревоги
(систем) пожарной автоматики»
местах
«Кнопка
сигнализации,
и
(или)
нахождения
включения
систем
звукового
установок
Эвакуационные
Е01-01
Выход
здесь Над
дверями (или на
дверях)
эвакуационных
выходов,
(левосторонний)
открывающихся с левой стороны.
На стенах помещений вместе с
направляющей стрелкой для указания
направления
движения
эвакуационному выходу
326
к
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
Е01-02
Изображение
Выход
Место установки
здесь Над
дверями
(или
на
дверях)
(правосторонн эвакуационных
ий)
выходов,
открывающихся с правой стороны.
На
стенах
помещений
вместе
с
направляющей стрелкой для указания
направления
движения
к
эвакуационному выходу
Е02-01
Направляюща
Использовать только вместе с другими
я стрелка
эвакуационными знаками для указания
направления движения
Е02-02
Направляюща
Использовать только вместе с другими
я стрелка под эвакуационными знаками для указания
углом 45°
Е03
направления движения
Направление к На стенах помещений для указания
эвакуационно
му
направления
движения
к
выходу эвакуационному выходу
направо
Е04
Направление к На стенах помещений для указания
эвакуационно
му
направления
движения
к
выходу эвакуационному выходу
налево
Е05
Направление к На стенах помещений для указания
эвакуационно
му
направления
движения
к
выходу эвакуационному выходу по наклонной
направо вверх
плоскости
327
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
Е06
Изображение
Направление
Место установки
к На стенах помещений для указания
эвакуационному
выходу
движения
к
налево эвакуационному выходу по наклонной
вверх
Е07
направления
плоскости
Направление
к На стенах помещений для указания
эвакуационному
направления
движения
к
выходу направо эвакуационному выходу по наклонной
вниз
Е08
плоскости
Направление
к На стенах помещений для указания
эвакуационному
выходу
движения
к
налево эвакуационному выходу по наклонной
вниз
Е09
направления
плоскости
Указатель двери Над дверями эвакуационных выходов
эвакуационного
выхода
(правосторонний)
Е10
Указатель двери Над дверями эвакуационных выходов
эвакуационного
выхода
(левосторонний)
Е11
Направление
к Над
проходами,
проемами,
большой
в
эвакуационному
помещениях
выходу прямо
Размещается на верхнем уровне или
подвешивается к потолку
328
площади.
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
Е12
Изображение
Направление
Место установки
к Над
проходами,
проемами,
большой
в
эвакуационному
помещениях
площади.
выходу прямо
Размещается на верхнем уровне или
подвешивается к потолку
Е13
Направление
к На лестничных площадках и стенах,
эвакуационному
выходу
прилегающих к лестничному маршу
по
лестнице вниз
Е14
Направление
к На лестничных площадках и стенах,
эвакуационному
выходу
прилегающих к лестничному маршу
по
лестнице вниз
Е15
Направление
к На лестничных площадках и стенах,
эвакуационному
выходу
прилегающих к лестничному маршу
по
лестнице вверх
Е16
Направление
к На лестничных площадках и стенах,
эвакуационному
выходу
прилегающих к лестничному маршу
по
лестнице вверх
Е17
Для
доступа На дверях, стенах помещений и в
вскрыть здесь
других местах, где для доступа в
помещение или выхода необходимо
вскрыть определенную конструкцию,
например разбить стеклянную панель
и т.п.
329
Продолжение таблицы 49
Код
Смысловое
знака
значение
Е18
Изображение
Открывать
движением
Место установки
На дверях помещений для указания
от направления открывания дверей
себя
Е19
Открывать
движением
На дверях помещений для указания
на направления открывания дверей
себя
Е20
Для открывания На
сдвинуть
дверях
помещений
для
обозначения действий по открыванию
сдвижных дверей
Е21
Пункт
(место) На дверях, стенах помещений и в
сбора
других
местах
для
заранее
предусмотренных
(мест)
сбора
людей
обозначения
пунктов
в
случае
возникновения пожара, аварии или
другой чрезвычайной ситуации
Е22
Указатель
Над дверями эвакуационного выхода
выхода
или
в
составе
комбинированных
знаков безопасности для указания
направления
движения
эвакуационному выходу
Е23
Указатель
Над дверями аварийного выхода
аварийного
выхода
330
к
Знаки запрещения открытого огня устанавливаются, когда необходимо
запретить работы с применением открытого огня, если это может привести к
пожару или взрыву (при устройстве наплавляемых слоёв кровли). В
поясняющей надписи всегда имеется слово «Запрещено», например,
«Запрещено применение открытого огня»; «Запрещено разведение костров»;
«Запрещено курить»; «Запрещена варка битума»; «Запрещен обогрев
открытым огнем».
Знаки электробезопасности используются для запрещения работ или
действия вблизи кабельных линий либо линий электропередачи, а также работ
с электрооборудованием, которые могут привести к авариям или к
электротравматизму.
Эти знаки не
подменяют специальных знаков,
применяемых при обслуживании электроустановок.
Поясняющие надписи начинаются со слова «Стой» и могут быть
следующими: «Стой! Охранная зона ЛЭП. Работы запрещены»; «Стой!
Электрокабель. Копать запрещено»; «Стой! Электропрогрев. Вход запрещен»;
«Стой! 2500 В. Не подходить»; «Стой! Обрыв проводов. Не подходить»;
«Стой! В грозу не подходить».
Предупреждающие
знаки
предназначены
для
предупреждения
работающих о возможной опасности.
Знаки опасных зон предупреждают о расположении на строительной
площадке зон хранения горячего битума, падающих предметов и т. п. В знаке
может быть поясняющая запись, которая зависит от конкретных условий.
Примеры надписей: «Опасная зона. Работает кран»; «Опасная зона. Падающие
предметы»; «Опасная зона. Горячий битум»; «Опасная зона. Работает
гидромонитор»; «Опасная зона. Погрузочно-разгрузочные работы»; «Опасная
зона. Тихий ход».
Знаки опасности падения
установлены при открытых или не
ограждённых ямах, котлованах, траншеях, приямках и т. п. Основное слово на
этих знаках «Берегись».
331
Знаки опасности ранения предупреждают об опасности, связанной с
выступающими острыми предметами, арматурой, низкими балками и т. п.
Типовое символическое изображение — контур головы человека и
преграждающий шлагбаум. Основное слово — «Осторожно!» Примеры
надписей:
«Осторожно!
Низкая
балка»;
«Осторожно!
Выступающая
арматура»; «Осторожно! Острые предметы»; «Осторожно! Перемещающиеся
грузы».
Знаки опасности движения предупреждают об опасности, связанной с
движением транспорта, строительных машин, механизмов и т. п. Примеры
надписей:
«Берегись! Интенсивное
движение»;
«Берегись! Движение
транспорта»; «Берегись! Электрокары».
Предписывающие знаки предназначены для разрешения определенных
действий работающих только при выполнении конкретных требований
безопасности труда
(обязательное
применение
работающими средств
индивидуальной защиты, принятие мер по обеспечению безопасности труда),
требований пожарной безопасности.
Знаки ограничительных нагрузок содержат требования об ограничении
нагрузок на настилы лесов, подмостей, грузоприёмных площадок и т. п., а
также об ограничении массы поднимаемых и перемещаемых грузов. Примеры
надписей: «Нагрузка на подмости (леса, площадки, перекрытия и т. п.) не
более... кг»; «Ставить груз не более... кг»; «Поднимать груз не более... кг»; «Не
загружать более... кг».
Знаки ограничения высоты штабелей требуются при складировании
строительных материалов, изделий, оборудования и т. п. Примеры надписей:
«Плиты перекрытия. Высота штабеля не более... м», «Блоки фундаментные.
Высота укладки не более 4-х рядов».
Знаки ограничения времени содержат предписание о допустимой
продолжительности работ или действий, а также пребывания людей в
просушиваемых помещениях, емкостях.
332
Знаки с
указанием
средств индивидуальной защиты содержат
предписания об обязательном применении предохранительных поясов, касок,
защитных очков и т. п. при производстве отдельных операций или видов работ.
На каждом знаке имеется символическое изображение соответствующего
средства индивидуальной защиты. Примеры надписей: «Здесь работать в
предохранительном поясе» (каске, защитных очках, респираторе, противогазе,
щитке, спецодежде, диэлектрических перчатках, рукавицах и т.д.).
Указательные знаки использованы для указания местонахождения
различных объектов и устройств, пунктов медицинской помощи, питьевых
пунктов, пожарных постов, пожарных кранов, гидрантов, огнетушителей,
пунктов извещения о пожаре, складов, мастерских.
На знаках безопасных проходов могут быть такие поясняющие надписи:
«Переход с этажа на этаж прямо (налево, направо, здесь)»; «Безопасный
проход прямо (налево, направо, здесь)»; «Безопасный проход налево,... м»;
«Переход через траншею (с этажа на этаж, в другое здание и т. п.) налево,...
м»; «Выход налево, за углом»; «Запасной выход».
Знаки
средств
первой
помощи
пострадавшему
и
санитарно-
гигиенического обслуживания информируют о "местонахождении пунктов
первой помощи, источников питьевой воды и т. п. Примеры надписей:
«Аптечка направо, 30 м», «Медпункт налево (направо, прямо), ... м»;
«Питьевая вода прямо (налево, направо, здесь)» и т. д.
С помощью знаков аварийной связи информируют работающих о
местонахождении телефонов и других средств связи для вызова аварийных,
пожарных и медицинских служб. Надпись на таком знаке может быть,
например, такая: «Телефон в конторе прораба».
Знаки безопасности изготовлены из листового металла толщиной
0,5...1,5 мм. Знаки безопасности имеют плоскую конструкцию.
Знаки окрашены водоотталкивающими и атмосферостойкими красками,
чтобы не допустить отслоение окрасочного покрытия.
333
Для продления срока службы и обеспечения ясной видимости знаков
безопасности их периодически очищают и восстанавливают в соответствии с
требованиями ГОСТ 12.4.026—2015.
5.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов на
строительной площадке
В соответствии с системой стандартов безопасности труда (ССБТ),
которая является основной нормативно-технической базой охраны труда,
условия труда характеризуются отсутствием или наличием опасных и вредных
производственных факторов.
Опасным считается производственный фактор, воздействие которого на
работающего приводит к травме. Вредным считается производственный фактор,
воздействие которого на работающего приводит к заболеванию.
Согласно ГОСТ 12.0.003—2015 (СТ СЭВ 790—77) опасные и вредные
производственные факторы подразделяются на физические, химические,
биологические и психофизиологические.
К группе физических факторов относятся:
1. Повышенная или пониженная температура, относительная влажность и
скорость движения воздуха, вызывающие тепловой или солнечный удар,
бронхиты, обморожения и т. п. Уровни этих факторов регулируемы в
закрытых производственных помещениях и нерегулируемы — на открытых
строительных площадках. Характерны для строительно-монтажных работ,
выполняемых в холодный и переходный периоды года, процессов со
значительным выделением тепловой энергии, работ на кранах, экскаваторах и
др.
2. Повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей
зоне,
вызывающее
кессонную болезнь или наружное
Характерно для работ в горных условиях или кессонах.
334
кровоизлияние.
3. Повышенные запыленность и загазованность воздушной среды (дли
тельное вдыхание пыли, содержащей двуокись кремния в свободном или
связанном состоянии, угольной, электросварочной пыли, хромовой аэрозоли;
загазованность окисью углерода, марганца, двуокисью азота и др.), вызывающие
поражения органов дыхания (пневмокониозы, острые и хронические отравления,
пневмосклерозы, поражения слизистых оболочек, опухоли на коже). Возникают
при дроблении и транспортировке сыпучих материалов, буровзрывных работах,
применении пескоструйных агрегатов, добыче камня, асбеста, радиоактивных
руд, электросварочных работах.
4. Повышенный уровень шума на рабочем месте, вызывающий притупление слуха (профессиональная глухота), ларингиты. Характерно для работ в
формовочных цехах заводов сборного железобетона, при использовании
пневматического
инструмента,
механической
деревообработке,
вибропогружении свай и шпунтовых ограждений, а также при работе вблизи
вибрационных машин и др.
5. Повышенный уровень вибрации, вызывающий неврозы, вибрационную
болезнь с необратимыми патологическими изменениями. Характерно для
работ по виброуплотнению бетонной смеси на стационарных виброплощадках
и
с
использованием
ручного
виброинструмента,
при
обслуживании
технологического оборудования бетоносмесительных узлов, применении
пневматического и электрического вибрирующего инструмента и т. д.
6. Повышенный уровень ионизирующих излучений в рабочей зоне,
вызывающий острые и хронические заболевания кожи, (дерматиты, экземы,
язвы, лучевая болезнь). Возникает при работах по гамма-дефектоскопии и
металлорентгеноскопии различных конструкций и узлов их соединения.
7. Повышенный уровень лучистой энергии, электромагнитных излуче
ний, напряженности магнитного и электрического полей, вызывающий болезни
глаз (катаракты, коньюктивиты и др.). Встречается при электро- и
газосварочных работах, работах с применением токов высокой частоты
(магнитодефектоскопия).
335
8. Отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная
освещенность рабочей зоны, повышенная яркость света, пониженная
контрастность, прямая и отраженная блесткость, вызывающие ослабление
зрения,
прогрессирующую
близорукость,
повышение
вероятности
травмирования, раздражение слизистых оболочек глаз. Возможны при
выполнении любых видов строительно-монтажных работ.
Группа химических факторов подразделяется по характеру воздействия
на организм человека на общетоксические, раздражающие, концерогенные и
др. По пути проникновения в организм человека они делятся на действующие
через дыхательные пути, пищеварительную систему, кожный покров. К группе
химических факторов относится повышенная концентрация токсических
веществ и материалов, вызывающая острые и хронические отравления,
пневмосклерозы,
опухоли
на
коже.
Характерно
для
отделочных,
изоляционных, кровельных работ и др.
К группе психофизиологических факторов по характеру воздействия на
работающих относятся:
1. Физические перегрузки (статические, динамические, гиподинамия),
вызывающие
расширение
вен,
тромбофлебиты,
невралгию,
невриты,
хронические артриты, грыжу. Возможны при выполнении погрузочноразгрузочных, кровельных, каменных, буровзрывных работ; на ручных
кузнечных, паркетных, обмуровочных процессах; облицовке мостов штучным
камнем и др.
2.
Нервно-психические
перегрузки
(умственное
перенапряжение,
монотонность труда, перенапряжение анализаторов, эмоциональные пере
грузки), вызывающие расстройства нервной системы и другие сопутствующие
заболевания.
К опасным производственным факторам относятся:
- технические (несовершенство технологии, конструктивные недостатки
защитных и ограждающих устройств и приспособлений, поломки машин,
механизмов и инструмента, обрушение конструкций, падение с высоты в виду
336
отсутствия защитных устройств и др.); организационные (некачественная
проектно-технологической
документация,
допуск
к
работе
непроинструктированных и необученных рабочих, использование рабочих не по
специальности и квалификации, нарушение трудового распорядка и др.);
- персональные (нарушение требований безопасности, пренебрежение
личной
безопасностью,
неиспользование
средств
индивидуальной
и
коллективной защиты работающими и т. п.).
При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких
вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений фактических
концентраций каждого из них (С1, С2......Сп) в воздухе помещений к их ПДК ее
должна превышать единицы:
𝐶1
𝐶2
𝐶𝑛
+
+. . . +
≤1
ПДК1 ПДК2
ПДК𝑛
Т а б л и ц а 5 0 – «Перечень приборов, применяемых для санитарногигиенической оценки вредных производственных факторов»
Вредные
производственные
факторы
Температура воздуха
Относительная
влажность воздуха
Единица
Прибор
измерения
Аспирационный
К (°C)
психрометр
Термоанемометр ЭА-2М
%
Аспирационный
психрометр
Электроанемометр
Скорость движения
воздуха
м/с
Интервалы
измерения
238...323
(—35...50)
283...333
(10...60)
10...100
0...5
Термоанемометр ЭА-2М
0,003...5
Крыльчатый анемометр
1...10
Чашечный анемометр
1...30
337
Продолжение таблицы 50
Вредные
производственные
факторы
Освещенность
рабочего места
Единица
Прибор
измерения
Лк
Объективный люксметр
Ю-16М
Низкочастотная
Вибрация
Гц (дБ)
виброизмерительная
аппаратура НВА-1
Анализатор спектра шума
Шум
Гц (дБ)
АШ-2М, ПФ-1, 0-34
Шумометр Ш-63 (ИРПА),
Интервалы
измерения
25...500
1,4...350
(70...130)
63...10000
(40... 10000)
(30...140)
Ш-3М, ИШВ
Кассеты и аллонжи для
отбора проб на фильтры из
Пыль
мг/м2
ткани ФПП типа АФА;
0,5...30
прибор для измерения
загрязненности ИЗВ-1
Газы
мг/м3
Газоанализатор АУХ-2 с
индикаторными трубками
Для определения содержания вредных веществ в воздухе пробы отбирают
в зоне дыхания при характерных производственных условиях с учетом основных
технологических процессов, источников выделения вредных веществ и
функционирования технологического оборудования.
Опасные производственные факторы выявляются и оцениваются путем
натурных обследований состояния охраны труда.
Замеры уровней вредных производственных факторов с помощью
приборов осуществляются согласно действующим нормативным требованиям
(ГОСТ Р ИСО 9612-2016, ГОСТ 31319-2006, ГОСТ 12.1.014—84, ГОСТ 24940 —
338
2016). По условиям эксплуатации все приборы должны соответствовать
второй группе (ГОСТ 22261-94).
Фактические уровни вредных производственных факторов сравнивают с
их нормативными значениями: уровень вибрации — ГОСТ 12.1.012-2004;
уровень шума—ГОСТ 12.1.003—2014, температура, относительная
влажность, скорость движения воздуха, наличие пыли, газа — ГОСТ
12.1.005—88, освещенность — СП 52.13330.2016 [38]. Эти уровни не должны
превышать предельной минимально допустимых нормативных значений.
В соответствии с Постановлением Президиума ВЦСПС с целью принятия
оперативных решений по оптимизации условий труда и планирования
перспективных мероприятий в комплексных планах улучшения условий,
охраны труда и санитарно-оздоровительных мероприятий ежегодно проводится
паспортизация вредных производственных факторов на строящихся объектах и
в цехах предприятий строительной индустрии.
Результаты паспортизации вносятся в паспорта санитарно-технического
состояния цехов пли участков работ.
5.4 Техника безопасности при монтаже металлических
конструкций здания среднесортного прокатного стана
На участке (захватке), где ведутся монтажные работы, не допускается
выполнение других работ и нахождение посторонних лиц.
При возведении зданий и сооружений не выполняются работы,
связанные с нахождением людей в одной секции (захватке, участке) на этажах
(ярусах), над которыми производятся перемещение, установка и временное
закрепление элементов сборных конструкций или оборудования.
При возведении односекционных частей здания среднесортного
прокатного
стана
одновременное
выполнение
монтажных
и
других
строительных работ на разных этажах (ярусах) допускается при наличии
между ними надежных (обоснованных соответствующим расчетом на
339
действие ударных нагрузок) междуэтажных перекрытий по письменному
распоряжению главного инженера после осуществления мероприятий,
обеспечивающих безопасное производство работ, и при условии пребывания
непосредственно на месте работ специально назначенных лиц, ответственных
за безопасное производство монтажа и перемещение грузов кранами, а также
за осуществление контроля за выполнением крановщиком, стропальщиком и
сигнальщиком производственных инструкций по охране труда.
Способы
строповки
элементов
конструкций
и
оборудования
обеспечивают их подачу к месту установки в положении, близком к
проектному.
Очистка подлежащих монтажу элементов конструкций от грязи и наледи
производится до их подъема.
Строповка конструкций производится грузозахватными средствами,
удовлетворяющими требованиям СП 12.135.2003 [39] и обеспечивающими
возможность дистанционной расстроповки с рабочего горизонта в случаях,
когда высота до замка грузозахватного средства превышает 2 м.
Элементы
монтируемых
конструкций
во
время
перемещения
удерживаются от раскачивания и вращения гибкими оттяжками.
Не допускается пребывание людей на элементах конструкций во время
их подъема или перемещения.
Во время перерывов в работе не допускается оставлять поднятые
элементы конструкций и оборудования на весу.
Расчалки для временного закрепления монтируемых конструкций как
правило прикрепляют к надежным опорам (фундаментам, якорям и т.п.).
Количество расчалок, их материалы и сечение, способы натяжения и места
закрепления
установлены
проектом
производства
работ.
Расчалки
расположены за пределами габаритов движения транспорта и строительных
машин. Расчалки не касаются острых углов других конструкций. Перегибание
расчалок в местах соприкосновения их с элементами других конструкций
допускается лишь после проверки прочности и устойчивости этих элементов
340
под воздействием усилий от расчалок.
Для перехода монтажников с одной конструкции на другую применяются инвентарные лестницы, переходные мостики и трапы, имеющие
ограждение.
Ответственными лицами не допускается переход монтажников по
установленным конструкциям и их элементам (фермам, ригелям и т.п.), на
которых невозможно установить ограждение, обеспечивающее ширину
прохода в соответствии с СП 12.135.2003 [39], без применения специальных
предохранительных приспособлений (надежно натянутого вдоль фермы или
ригеля каната для закрепления карабина предохранительного пояса и др.).
Установленные в проектное положение элементы конструкций или
оборудования закрепляются так, чтобы обеспечивалась их устойчивость и
геометрическая неизменяемость.
Расстроповка элементов конструкций, установленных в проектное
положение, производится после постоянного или временного надежного их
закрепления. Перемещение установленные элементы конструкций после их
расстроповки, за исключением случаев, обоснованных ППР, не допускается.
Не допускается выполнять монтажные работы на высоте в открытых
местах при скорости ветра 15 м/с и более при гололедице, грозе или тумане,
исключающем видимость в пределах фронта работ. Работы по перемещению
и установке вертикальных панелей и подобных им конструкций с большой
парусностью следует прекращать при скорости ветра 10 м/с и более.
Не допускается нахождение людей под монтируемыми элементами
конструкций и оборудования до установки их в проектное положение и
закрепления.
При необходимости нахождения работающих под монтируемым
конструкциями,
а
также
на
конструкциях
должны
осуществляться
специальные мероприятия, обеспечивающие безопасность работающих.
Навесные монтажные площадки, лестницы и другие приспособления,
необходимые для работы монтажников на высоте, устанавливают и
341
закрепляют на монтируемых конструкциях до их подъема.
При производстве монтажных работ не допускается использовать для
закрепления технологической и монтажной оснастки оборудование и
трубопроводы, а также технологические и строительные конструкции без
согласования с лицами, ответственными за правильную их эксплуатацию.
До выполнения монтажных работ
установлен порядок обмена
условными сигналами между лицом, руководящим монтажом, и машинистом
(мотористом). Все сигналы подаются только одним лицом (бригадиром
монтажной бригады, звеньевым, такелажником-стропальщиком), кроме
сигнала "Стоп", который может быть подан любым работником, заметившим
явную опасность.
Грузоподъемность тормозных лебедок и полиспастов, применяемых при
надвижке (передвижке) конструкций и оборудования, установлена равной
грузоподъемности тяговых.
Монтаж конструкций каждого последующего яруса (участка) здания или
сооружения производится только после надежного закрепления всех элементов предыдущего яруса (участка) согласно проекту.
Навесный металлические лестницы высотой более 5 м удовлетворяют
требованиям СП 12.135.2003 [39] или, в некоторых местах, ограждены
металлическими дугами с вертикальными связями и надежно прикреплены к
конструкции или к оборудованию. Подъем рабочих по навесным лестницам на
высоту более 10 м допускается в том случае, если лестницы оборудованы
площадками отдыха не реже чем через каждые 10 м по высоте.
При монтаже участков здания с несколькими ярусами, каждый последующий ярус каркаса монтируют только после установки ограждающих
конструкций или временных ограждений на предыдущем ярусе.
В процессе монтажа конструкций или сооружений монтажники
находятся на ранее установленных и надежно закрепленных конструкциях или
средствах подмащивания.
Монтаж лестничных маршей и площадок здания среднесортного
342
прокатного цеха осуществляют одновременно с монтажом конструкций
здания.
На
смонтированных
лестничных
маршах
незамедлительно
устанавливают ограждения.
На захватке, в которой ведется монтаж конструкции здания, не
допускается пользоваться грузопассажирским подъемником непосредственно
во время перемещения элементов конструкций.
Окраску и антикоррозионную защиту конструкций и оборудования в
случаях, когда они выполняются на строительной площадке, производят, как
правило, до их подъема на проектную отметку. После подъема окраску или
антикоррозионную защиту производят только в местах стыков или
соединений конструкций.
Распаковка и расконсервация подлежащего монтажу оборудования
производится в зоне, отведенной в соответствии с проектом производства
работ, и осуществляется на специальных стеллажах или подкладках высотой
не менее 100 мм.
Укрупнительная сборка и до изготовление подлежащих монтажу конструкций и оборудования (нарезка резьбы на трубах, гнутье труб, подгонка
стыков и тому подобные работы) выполняются, как правило, на специально
предназначенных для этого местах.
В процессе выполнения сборочных операций совмещение отверстий и
проверка их совпадения в монтируемых деталях должны производиться с
использованием специального инструмента (конусных оправок, сборочных
пробок и др.). Проверять совпадение отверстий в монтируемых деталях
пальцами рук не допускается.
При
монтаже
применяется
оборудования
инструмент,
в
условиях взрывоопасной
приспособления
и
оснастка,
среды
исключающие
возможность искрообразования.
При монтаже оборудования применены меры для исключения
возможность самопроизвольного или случайного его включения.
При перемещении конструкций или оборудования несколькими
343
подъемными или тяговыми средствами исключена возможность перегруза
любого из этих средств по средством запаса мощности используемого
механизма.
При перемещении конструкций или оборудования расстояние между
ними и выступающими частями смонтированного оборудования или других
конструкций по горизонтали не менее 1 м, по вертикали - 0,5 м.
Углы отклонения от вертикали грузовых канатов и полиспастов грузоподъемных средств в процессе монтажа не превышают величину, указанную
в паспорте, утвержденном в проекте или технических условиях на это
грузоподъемное средство.
Монтаж
узлов
оборудования
и
звеньев
трубопроводов
и
воздухопроводов вблизи электрических проводов (в пределах расстояния,
равного наибольшей длине монтируемого узла или звена) производится при
снятом напряжении.
5.5 Техника безопасности при устройстве кровли
Допуск рабочих к выполнению кровельных работ разрешается после
осмотра прорабом или мастером совместно с бригадиром исправности
несущих конструкций крыши и ограждений.
При производстве кровельных работ необходимо выполнять требования
безопасности.
Для прохода рабочих, выполняющих работы на крыше с уклоном более
20°, а также на крыше с покрытием, не рассчитанным на нагрузки от веса
работающих, устроены трапы шириной не менее 0,3 м с поперечными планками для упора ног. Трапы на время работы закреплены.
Материалы размещать на крыше только в местах, предусмотренных
проектом производства работ, с принятием мер против их падения, в том числе
от воздействия ветра.
Во время перерывов в работе технологические приспособления,
344
инструмент и материалы закрепляют или убирают с крыши.
Не допускается выполнение кровельных работ во время гололеда,
тумана, исключающего видимость в пределах фронта работ, грозы и ветра
скоростью 15 м/с и более.
Элементы и детали кровель, в том числе компенсаторы в швах,
защитные фартуки, звенья водосточных труб, сливы, свесы и т.п. подают на
рабочие места в заготовленном виде.
Заготовка указанных элементов и деталей непосредственно на крыше не
допускается.
При производстве работ по устройству кровли с применением битумных
мастик соблюдаются следующие требования:
При
выполнении
теплоизоляционных,
изоляционных
антикоррозионных)
работ
с
(гидроизоляционных,
применением
огнеопасных
материалов, а также выделяющих вредные вещества следует обеспечить
защиту работающих от воздействия вредных веществ, а также от термических
и химических ожогов.
Битумную мастику следует доставлять к рабочим местам, как правило,
по
битумопроводу или
при
помощи
грузоподъемных машин.
При
необходимости перемещения горячего битума на рабочих местах вручную
следует применять металлические бачки, имеющие форму усеченного конуса,
обращенного широкой частью вниз, с плотно закрывающимися крышками и
запорными устройствами.
В работе не используются битумные мастики температурой выше 180
°С.
Котлы для варки и разогрева битумных мастик должны быть
оборудованы приборами для замера температуры мастики и плотно
закрывающимися крышками. Загружаемый в котел наполнитель должен быть
сухим. Недопустимо попадание в котел льда и снега. Возле варочного котла
должны быть средства пожаротушения.
345
Для подогрева битумных составов внутри помещений не допускается
применять устройства с открытым огнем.
Перед началом изоляционных работ в аппаратах и других закрытых
емкостях все электродвигатели следует отключить, а на подводящих
технологических трубопроводах поставить заглушки и в соответствующих
местах вывесить плакаты (надписи), предупреждающие о проведении работ
внутри аппаратов.
При выполнении работ с применением горячего битума несколькими рабочими звеньями расстояние между ними должно быть не менее 10 м.
Стекловату и шлаковату следует подавать к месту работы в контейнерах
или пакетах, соблюдая условия, исключающие распыление.
На поверхностях конструкций или оборудования после покрытия их теплоизоляционными материалами, закрепленными вязальной проволокой с
целью подготовки под обмазочную изоляцию, не должно быть выступающих
концов проволоки.
Теплоизоляционные работы на технологическом оборудовании и трубопроводах должны выполняться согласно нормам и правилам и, как правило,
до их установки или после постоянного закрепления в соответствии с
проектом.
При приготовлении грунтовки, состоящей из растворителя и битума,
следует расправленный битум вливать в растворитель.
Не допускается вливать растворитель в расплавленный битум.
Так как на строительной площадке выполняют кровельные работы с
применением битумных мастик, помещения для отдыха, обогрева людей,
хранения и приема пищи размещены на расстоянии, превышающем 10 м от
рабочих мест.
346
5.6 Расчет траверсы для монтажа металлической фермы
пролетом 36 м
Рисунок 81 – Расчетная схема траверсы, работающей на изгиб
Определяем нагрузку, действующую на траверсу:
P Q гр k п k д ,
(429)
где Q гр - вес поднимаемого груза – фермы 36 м, равный 5800 кг = 56900 Н;
k п - коэффициент перегрузки, равный 1,1;
k д - коэффициент динамичности, равный 1,2
P 56900 1,1 1,2 75110 Н
Вычисляем максимальный изгибающий момент:
M max 0,5 P l ,
(430)
где l – плечо траверсы, м (смотри рисунок 59),
M max 0,5 75110 8 300440 Нм
Необходимый момент сопротивления поперечного сечения траверсы,
см3, определяют по формуле
𝑊тр =
𝑀𝑚𝑎𝑥
𝛾𝑐 ⋅𝜙𝑏 ⋅𝑅𝑢
(431)
где 𝜙𝑏 - коэффициент устойчивости при изгибе определяемы по требованиям
СП 16.13330.2017 [34], равный в данном случае 0,9;
𝛾𝑐 - коэффициент условий роботы, равный 0,85, [35, с. 10, таблица 7.1]
𝑅𝑢 - расчетное сопротивление металла изгибу, равное 230 МПа, [34,
с.106, таблица В.2];
347
𝑊тр =
300440
⋅ (106 ) = 1750,53 см3
6
(
)
0,85 ⋅ 0,9 ⋅ 230 ⋅ 10
Подбираем сечение траверсы, состоящее из двух двутавров (смотри
разрез 1-1 на рисунке 59) по сортаменту 2 I 40Б1 / ГОСТ Р 57837-2017 [2].
Проверяем:
𝑊2𝐼 = 2 ⋅ 1011,1 = 2022,2 см3 < 𝑊т = 1750,53 см3
Подбираем гибкие канаты при следующей схеме строповки фермы:
Рисунок 82 – Расчетная схема страповки гибкими канатами
Разрывное усилие в одном канате рассчитываем по формуле:
𝑆=
𝑄гр
𝛼
4⋅𝑐𝑜𝑠 2
=
56900
4⋅𝑐𝑜𝑠
90°
2
= 20116 Н
(433)
По ГОСТ 3069-80* [29] выбираем канат типа ЛК-Р 6 х 19 с пределом
прочности 1470 Н/мм2 и диаметром d = 6,8 мм.
348
Заключение
В рамках данной работы выполнен проект производственного корпуса
электрометаллургического завода в г. Абинске Краснодарского края.
Конструктивная схема данного производственного корпуса – каркасная
пролетного
типа,
выполненная
по
рамно-связевой
схеме.
Каркас
промышленного здания – металлический.
В результате выполненной выпускной квалификационной работы
решены следующие задачи:
разработано
объемно-планировочное
решение
производственного
здания, произведен выбор конструктивного решения в соответствии с
действующими
нагрузками
и
технологии
производства,
разработаны
основные архитектурные узлы.
- разработана архитектурная часть проекта в составе пояснительной
записки, основные архитектурные решения здания;
- в расчетно-конструктивном разделе выполнен сбор нагрузок на
поперечную раму, произведена компоновка поперечной рамы, выполнен
статический расчет с использованием программного комплекса RAMA F 2.0,
разработаны чертежи КМД стропильной фермы, подкрановой балки,
колонный, а также конструктивный расчет свайного фундамента;
- разработан проект производства работ в составе календарного плана и
стройгенплана;
- определена сметная стоимость строительства объекта и сроки его
возведения, а также заработная плата рабочим ресурсным методом;
- разработаны мероприятия по безопасности и экологичности проекта.
349
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1
ГОСТ Р 54560-2015. Трубы и детали трубопроводов из реактопластов,
армированных стекловолокном, для водоснабжения, водоотведения,
дренажа и канализации. – Взамен ГОСТ Р 54560-2011 ; введ. 2017-01-01.
– Москва: Изд-во стандартов, 2016. – 5с
2
ГОСТ
Р
57837-2017.
Двутавры
стальные
горячекатаные
с
параллельными гранями полок; введ. 2018-05-01. – Москва: Изд-во
стандартинформ, 2019. – 5с
3
ГОСТ 8240-97. Швеллеры стальные горячекатаные. – Взамен ГОСТ
8240-89; введ. 2002-01-01. – Москва: Изд-во стандартов, 2003. – 5с
4
ГОСТ 8509-93. Уголки стальные горячекатаные равнополочные. –
Взамен
ГОСТ
8509-86;
введ.
1997-01-01.
–
Москва:
Изд-во
стандартинформ, 2012. – 5с
5
ГОСТ
Р
54851-2011.
Конструкции
стальные
ограждающие
неоднородные; введ. 2012-05-01. – Москва: Изд-во стандартинформ,
2012. – 5с
6
ГОСТ 9573-2012. Плиты из минеральной ваты на синтетическом
связующем теплоизоляционные. – Взамен ГОСТ 9573-96; введ. 2013-0701. – Москва: Изд-во стандартинформ, 2013. – 4с
7
ГОСТ 12.1.005-88. Система стандартов безопасности труда (ССБТ)
Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. –
Взамен ГОСТ 12.1.005-76; введ. 1989-01-01. – Москва: Изд-во
стандартинформ, 2008. – 4с
8
ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия.
Исполнения для различных климатических районов. Категории,
условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части
воздействия климатических факторов внешней среды; введ. 1971-01-01.
– Москва: Изд-во стандартинформ, 2010. – 4с
350
9
ГОСТ 23119-78. Фермы стропильные стальные сварные с элементами
для парных уголков для производственных зданий; введ. 1979-01-01. –
Москва: Изд-во стандартов, 1982. – 4с
10
ГОСТ 34017-2016. Краны грузоподъемные. Классификация режимов
работы. – Взамен ГОСТ 25546-82, ГОСТ 25835-83; введ. 2018-01-01. –
Москва: Изд-во стандартинформ, 2017. – 5с
11
ГОСТ Р 53866-2010. Рельсы крановые; введ. 2011-04-01. – Москва: Издво стандартинформ, 2019. – 5с
12
ГОСТ 534-78. Краны мостовые опорные; введ. 1978-08-17. – Москва:
Изд-во стандартов, 2002. – 5с
13
ГОСТ 27772-2015. Прокат для строительных стальных конструкций. –
Взамен
ГОСТ
27772-88;
введ.
2016-09-01.
–
Москва:
Изд-во
стандартинформ, 2015. – 6с
14
ГОСТ 27751-2014. Надежность стальных конструкций и оснований;
введ. 2015-07-01. – Москва: Изд-во стандартинформ, 2016. – 5с
15
ГОСТ 19904-90. Прокат листовой холоднокатаный. – Взамен ГОСТ
19904-74; введ. 1991-01-01. – Москва: Изд-во Госстрой СССР, 1990. —
4с.
16
ГОСТ 82-70. Прокат листовой холоднокатаный. – Взамен ГОСТ 82-57;
введ. 1972-01-01. – Москва: Изд-во стандартинформ, 2012. — 4с.
17
ГОСТ
16350-80.
Районирование
и
статистические
параметры
климатических факторов для технических целей. – Взамен ГОСТ 1635070; введ. 1981-07-01. – Москва: Изд-во стандартов, 1986. — 5с.
18
ГОСТ 9467-75. Электроды покрытые металлические для ручной
дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. – Взамен
ГОСТ 9467-60; введ. 1977-01-01. – Москва: Изд-во стандартинформ,
2008. — 4с.
19
ГОСТ 12.4.026-2015 Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная.
351
Назначение и правила применения. Общие технические требования и
характеристики. — Москва: Изд-во стандартинформ, 01.03.2017. — 5с.
20
ГОСТ 12.0.003-2015 Система стандартов по безопасности труда.
Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. —
Взамен ГОСТ 12.0.003-74; введ. 01.03.2017. — Москва: Изд-во
стандартинформ, 18.07.2016. — 4с.
21
ГОСТ ISO 9612-2016 Акустика. Измерения шума для оценки его
воздействия на человека. Метод измерений на рабочих местах. —
Взамен ГОСТ 12.1.050-86*; введ. 01.09.2017. — Москва: Изд-во
стандартинформ, 18.07.2016. — 4с.
22
ГОСТ 31319-2006 (ЕН 14253:2003) Вибрация. Измерение общей
вибрации и оценка ее воздействия на человека. Требования к
проведению измерений на рабочих местах. — Москва: Изд-во
стандартинформ, 2008. — 7с.
23
ГОСТ 12.1.014-84 Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Воздух рабочей зоны. Метод измерения концентраций вредных веществ
индикаторными трубками.
— Взамен ГОСТ 12.1.014-79; введ.
01.01.1986. — Москва: Изд-во стандартинформ, 2010. — 1с.
24
ГОСТ
24940-2016
Здания
и
сооружения.
Методы
измерения
освещенности. — Москва: Изд-во стандартинформ, 2019. — 4с.
25
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных
величин. Общие технические условия. — Взамен ГОСТ 22261-82; введ.
01.01.1996. — Москва: Изд-во стандартинформ, 2007. — 10с.
26
ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Вибрационная безопасность. Общие требования. — Взамен ГОСТ
12.1.012-90; введ. 01.07.2008. — Москва: Изд-во стандартинформ, 2010.
— 8с.
352
27
ГОСТ 12.1.003-2014 Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Шум. Общие требования безопасности. — Взамен ГОСТ 12.1.003-83,
ГОСТ 12.1.023-80; введ. 01.11.2015. — Москва: Изд-во стандартинформ,
2019. — 6с.
28
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. —
Взамен ГОСТ 12.1.005-76; введ. 01.01.1989. — Москва: Изд-во
стандартинформ, 2008. — 1с.
29
ГОСТ 3069-80 Канат двойной свивки типа ЛК-О конструкции
6х7(1+6)+1 о.с. Сортамент. — Взамен ГОСТ 3069-69; введ. 01.01.1982.
— Москва: Изд-во стандартинформ, 2011. — 1с.
30
ГОСТ 24379.1-2012 Болты фундаментные. Конструкция и размеры. —
Взамен ГОСТ 24379.1-80; введ. 01.07.2013. — Москва: Изд-во
стандартинформ, 2013. — 4с.
31
СП 131.13330.2018. «СниП 23-01-99* Строительная климотология»;
введ. 2019-05-29. – Москва: Изд-во стандартинформ, 2019. – 1с
32
СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная
редакция СниП 23-02-2003; введ. 2013-07-01. – Москва: Изд-во
стандартинформ, 2019. – 1с
33
СП 60.13330.2016. Отопление, вентиляция и кондиционирование
воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003; введ. 2017-0617. — Москва: Изд-во Стандартинформ, 2017. — 1с
34
СП 363.1325800.2017. Покрытия светопрозрачные и фонари зданий и
сооружений; введ. 2018-06-23. — Москва: Изд-во Стандартинформ,
2018. — 1с.
35
СП
16.13330.2017.
"Стальные
конструкции.
Актуализированная
редакция СНиП II-23-81*"; введ. 2017-08-28. — Москва: Изд-во
Стандартинформ, 2017. — 1с
353
36
СП 20.13330.2017. Нагрузки и воздействия. Актуализированная
редакция СНиП 2.01.07-85*; введ. 2017-06-04. — Москва: Изд-во
Стандартинформ, 2019. — 1с.
37
СП
14.13330.2018.
Строительство
в
сейсмических
районах.
Актуализированная редакция СНиП II-7-81*; введ. 2018-11-25. —
Москва: Изд-во Стандартинформ, 2018. — 1с.
38
СП
52.13330.2016
Естественное
и
искусственное
освещение.
Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*. — Москва: Изд-во
стандартинформ, 2018. — 1с.
39
СП 12-135-2003 Безопасность труда в строительстве. — Москва: Изд-во
стандартинформ, 2003. — 1с.
40
СП 22-13330-2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная
редакция СНиП 2.02.01-83*; введ. 2017-07-01. — Москва: Изд-во
Стандартинформ, 2019. — 1с.
41
СанПиН 2.1.2.2645-10. Санитарно-эпидемиологические требования к
условиям проживания в жилых зданиях и помещениях; введ. 2010-15-08.
— Москва: Изд-во Роспотребнадзор, 2010. — 1с.
42
СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений; введ. 1996-01-10. — Москва: Изд-во
Минздрав России, 2001. — 1с.
43
ИСО 4301/1-86. Краны и подъемные устройства. Классификация.; введ.
1987-01-01. — Москва: Изд-во стандартов, 2012. — 1с.
44
Серия 1.460.2-10/88. Стальные конструкции покрытий одноэтажных
производственных зданий с фермами из парных уголков; введ. 1988-1215. — Москва: Изд-во Госстрой СССР, 1988. — 1с.
45
СНКК
22-301-2000.
Строительство
в
сейсмических
районах
Краснодарского края. — Взамен СНКК 22-301-99; введ. 2001-04-15. —
Москва: Изд-во Краснодаргражданпроект, 2001. — 1с.
354
46
НПБ 105-03 Определение категорий помещений, зданий и наружных
установок по взрывопожарной и пожарной опасности. — Взамен НПБ
105-95, НПБ 107-97; введ. 2003-08-01. — Москва: Изд-во ГУГПС и ФГУ
ВНИИПО МЧС России, 2003. — 1с.
47
Мандриков А.П, Примеры расчёта металлических конструкций:
Учебное пособие для техникумов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:
Стройиздат, 1991. – 431 с.: ил.
Выпускную квалификационную работу выполнил Виеру М.С.
355
Приложение А
Исходные данные используемые при статическом расчете рамы
приведены в таблице А.1.
Таблица А.1 – Исходные данные
Исходные данные
Значение
Ед. изм.
Пролет здания
36,0
м
Длина температурного блока
240,0
м
Шаг колонн
12,0
м
Высота колонны
18,6
м
Привязка колонны к разбивочной оси
0,25
м
Ширина надкрановой части колонны
0,75
м
Ширина подкрановой части колонны
1,25
м
Высота надкрановой части колонны
5,22
м
Постоянная нагрузка: погонная на ригель
20,04
кН/м
15,7
кН
от подкрановой части колонны
63
кН
от веса подкрановых конструкций
63
кН
16,8
кН/м
Вертикальное давление на раму: Dmax
871,07
кН
Вертикальное давление на раму: Dmin
319,55
кН
Горизонтальное давление на колонну: Т
40,69
кН
Грузоподъёмность крана
320/50
кН
Активная сосредоточенная нагрузка от ветра
25,38
кН
Активная погонная нагрузка от ветра
5,44
кН/м
19,035
кН
4,08
кН/м
от надкрановой части колонны
Снеговая погонная нагрузка
Пассивная сосредоточенная нагрузка от ветра
Пассивная погонная нагрузка от ветра
356
Продолжение таблицы А.1
Исходные данные
Значение
Отношение жесткостей подкрановой части колонны к
Ед. изм.
10
надкрановой части
Эксцентриситет опирания ригеля
0,375
м
1,7
м
Давление колеса на рельс
273,5
кН
Эксцентриситет опирания стен: Eнл нижний левый
1,610
м
Евл верхний левый
0,96
м
Енп нижний правый
1,610
м
Евп верхний правый
0,96
м
Нагрузка от веса стен: Pнл нижний левый
7,315
кН
Pвл верхний левый
6,365
кН
Pнп нижний правый
7,315
кН
Pвл верхний правый
6,365
кН
Нагрузка от веса остекления: Pол нижний левый
1,2
кН
Pол верхний левый
2,4
кН
6
м
Низа второго левого остекления
14,4
м
Верха второго левого остекления
16,8
м
Верха первого правого остекления
6
м
Низа второго правого остекления
14,4
м
Верха второго правого остекления
16,8
м
Низа башмака колонны
-0,6
м
Сейсмичность площадки
8
баллы
Категория грунта по сейсмическим свойствам
3
Высота подкрановой балки
Отметка: Верха первого левого остекления
Коэффициент К1 [37, с. 12, таблица 5]
0,25
Коэффициент Кψ [37, с. 13, таблица 6]
1
Момент инерции сечения подкрановой части колонны
357
49,57
м4
Продолжение таблицы А.1
Исходные данные
Нагрузка: от веса части здания, выше нижней отметки
Значение
Ед. изм.
2744,64
кН
139,5
кН
6041,952
кН
408
кН
871,07
кН
ригеля
от веса всех стоек фахверка
от веса участков стен в пределах высоты
колонн и связей
от веса всех мостов пролета
Вертикальное давление на раму Dmax от моста одного
крана (без тележки)
При расчете также учтено:
1. число мостовых кранов - 2;
2. сопряжение колонн и ригеля - шарнирное;
3. сейсмические нагрузки - действуют;
4. пространственная работа каркаса - учитывается;
5. кровля - жесткая;
6. стены - навесные;
358
Внутренние усилия в сечениях рамы приведены в таблице А.2
Таблица А.2 – Расчетные усилия в сечениях рамы
№
Вид
№
Коэф.
Изгиб.
Продол.
Попер.
п/п
нагрузки
сечен
сочетания
момент М,
сила N,
сила Q,
кН*м
кН
кН
ия
1
2
Постоянная
Снеговая
1-1
1
-89.2406
-237.975
-7.46502
2-2
1
-43.0108
-261.24
-7.46502
3-3
1
-18.967
-324.24
-7.46502
4-4
1
92.6921
-394.555
-7.46502
5-5
1
-89.2406
-237.975
7.46502
6-6
1
-41.8588
-262.44
7.46502
7-7
1
-17.815
-325.44
7.46502
8-8
1
93.8441
-395.755
7.46502
9-9
1
0
-7.46502
237.975
10-10
1
0
-7.46502
-237.975
1-1
1
-74.8125
-199.5
-5.50871
2-2
1
-46.057
-199.5
-5.50871
3-3
1
3.81797
-199.5
-5.50871
4-4
1
77.5245
-199.5
-5.50871
5-5
1
-74.8125
-199.5
5.50871
6-6
1
-46.057
-199.5
5.50871
7-7
1
3.81797
-199.5
5.50871
8-8
1
77.5245
-199.5
5.50871
9-9
1
0
-5.50871
199.5
10-10
1
0
-5.50871
-199.5
359
Продолжение таблицы А.2
№
Вид
№
Коэф.
Изгиб.
Продол.
Попер.
п/п
нагрузки
сечен
сочетания
момент М,
сила N,
сила Q,
кН*м
кН
кН
ия
1-1
1
0
0
-38.6907
2-2
1
201.965
0
-38.6907
3-3
1
-342.453
-871.07
-38.6907
ная от
4-4
1
175.228
-871.07
-38.6907
кранов
5-5
1
0
0
38.6907
(Dmax на
6-6
1
38.7355
0
38.6907
левой
7-7
1
-160.983
-319.55
38.6907
стойке)
8-8
1
-61.6958
-319.55
38.6907
9-9
1
0
-23.0556
0
10-10
1
0
-23.0556
0
1-1
1
0
0
-38.6907
2-2
1
38.7355
0
-38.6907
3-3
1
-160.983
-319.55
-38.6907
ная от
4-4
1
-61.6958
-319.55
-38.6907
кранов
5-5
1
0
0
38.6907
(Dmax на
6-6
1
201.965
0
38.6907
правой
7-7
1
-342.453
-871.07
38.6907
стойке)
8-8
1
175.228
-871.07
38.6907
9-9
1
0
-23.0556
0
10-10
1
0
-23.0556
0
Вертикаль3
Вертикаль4
360
Продолжение таблицы А.2
№
Вид
№
Коэф.
Изгиб.
Продол.
Попер.
п/п
нагрузки
сечен
сочетания
момент
сила N,
сила Q,
М, кН*м
кН
кН
ия
1-1
1
0
0
-12.9774
2-2
1
-1.43072
0
27.7126
3-3
1
-1.43072
0
27.7126
ная от
4-4
1
-372.225
0
27.7126
кранов (Т на
5-5
1
0
0
12.9774
левой
6-6
1
64.7247
0
12.9774
стойке)
7-7
1
64.7247
0
12.9774
8-8
1
230.628
0
12.9774
9-9
1
0
-12.6884
0
10-10
1
0
-12.6884
0
1-1
1
0
0
-12.9774
2-2
1
64.7247
0
-12.9774
3-3
1
64.7247
0
-12.9774
ная от
4-4
1
230.628
0
-12.9774
кранов (T на
5-5
1
0
0
12.9774
правой
6-6
1
-1.43072
0
-27.7126
стойке)
7-7
1
-1.43072
0
-27.7126
8-8
1
-372.225
0
-27.7126
9-9
1
0
-12.6884
0
10-10
1
0
-12.6884
0
Горизонталь5
Горизонталь6
361
Продолжение таблицы А.2
№
Вид
№
Коэф.
Изгиб.
Продол.
Попер.
п/п
нагрузки
сечен
сочетания
момент
сила N,
сила Q,
М, кН*м
кН
кН
ия
7
8
1-1
1
0
0
18.0306
2-2
1
-168.236
0
46.4274
3-3
1
-168.236
0
46.4274
Ветровая
4-4
1
-1276.38
0
119.215
(ветер слева
5-5
1
0
0
26.3844
направо)
6-6
1
193.313
0
47.682
7-7
1
193.313
0
47.682
8-8
1
1196.51
0
102.272
9-9
1
0
-7.34937
0
10-10
1
0
-7.34937
0
1-1
1
0
0
-26.3844
2-2
1
193.313
0
-47.682
3-3
1
193.313
0
-47.682
Ветровая
4-4
1
1196.51
0
-102.272
(ветер справа
5-5
1
0
0
-18.0306
налево)
6-6
1
-168.236
0
-46.4274
7-7
1
-168.236
0
-46.4274
8-8
1
-1276.38
0
-119.215
9-9
1
0
-7.34937
0
10-10
1
0
-7.34937
0
362
Продолжение таблицы А.2
№
Вид
№
Коэф.
Изгиб.
Продол.
Попер.
п/п
нагрузки
сечен
сочетания
момент
сила N,
сила Q,
М, кН*м
кН
кН
ия
9
10
1-1
1
0
0
7.94289
2-2
1
-54.1487
0
12.8037
3-3
1
-54.1487
0
19.6295
4-4
1
-400.145
0
32.0889
5-5
1
0
0
7.94289
6-6
1
54.1487
0
12.8037
7-7
1
54.1487
0
19.6295
8-8
1
400.145
0
32.0889
9-9
1
0
-7.94289
0
10-10
1
0
-7.94289
0
1-1
1
0
0
-51.6111
2-2
1
269.41
0
-51.6111
3-3
1
269.41
0
53.2526
Местная
4-4
1
-443.11
0
53.2526
сейсмичес-
5-5
1
0
0
0
кая (на левой
6-6
1
0
0
0
стойке)
7-7
1
0
0
0
8-8
1
0
0
0
9-9
1
0
0
0
10-10
1
0
0
0
Сейсмическая
363
Продолжение таблицы А.2
№
Вид
№
Коэф.
Изгиб.
Продол.
Попер.
п/п
нагрузки
сечен
сочетания
момент
сила N,
сила Q,
М, кН*м
кН
кН
ия
11
12
1-1
1
0
0
0
2-2
1
0
0
0
3-3
1
0
0
0
Местная
4-4
1
0
0
0
сейсмическа
5-5
1
0
0
51.6111
я (на правой
6-6
1
269.41
0
51.6111
стойке)
7-7
1
269.41
0
-53.2526
8-8
1
-443.11
0
-53.2526
9-9
1
0
0
0
10-10
1
0
0
0
1-1
1
0
0
-16.8677
2-2
1
88.0496
0
-16.8677
3-3
1
-456.369
-871.07
-16.8677
Вертикаль-
4-4
1
-230.679
-871.07
-16.8677
ная от
5-5
1
0
0
16.8677
одного крана
6-6
1
88.0496
0
16.8677
(Dmax на
7-7
1
88.0496
0
16.8677
левой
8-8
1
313.74
0
16.8677
стойке)
9-9
1
0
-16.8677
0
10-10
1
0
-16.8677
0
364
Продолжение таблицы А.2
№
Вид
№
Коэф.
Изгиб.
Продол.
Попер.
п/п
нагрузки
сечен
сочетания
момент
сила N,
сила Q,
М, кН*м
кН
кН
ия
13
1-1
1
0
0
-16.8677
2-2
1
88.0496
0
-16.8677
3-3
1
88.0496
0
-16.8677
Вертикаль-
4-4
1
313.74
0
-16.8677
ная от
5-5
1
0
0
16.8677
одного крана
6-6
1
88.0496
0
16.8677
(Dmax на
7-7
1
-456.369
-871.07
16.8677
правой
8-8
1
-230.679
-871.07
16.8677
стойке)
9-9
1
0
-16.8677
0
10-10
1
0
-16.8677
0
Примечание: положительное значение момента - внутри рамы
365
Расчетные сочетания усилий (основные сочетания) приведены в
таблице А.3
Таблица А.3 - Расчетные сочетания усилий (основное сочетание)
№
Экстре-
Экстре-
Изгиба-
Продоль-
Попереч-
Сече
Cочета-
маль-
маль-
ющий
ная
ная
-ния
ния
ное
ный путь
момент
сила N,
сила Q,
М, кН*м
кН
кН
усилие
1-1
Mmax
1
-89.2406
-237.975
-7.46502
Mmin
1,2
-164.053
-437.475
-12.9737
Nmax
1
-89.2406
-237.975
-7.46502
0
0
0
1
-89.2406
-237.975
-7.46502
Qmax
1,7
-89.2406
-237.975
10.5656
Qmin
1,2,3,5,8
-156,572
-417,525
-82,6701
Mmax
1,8,3,6
370.992
-261.24
-96.8801
Mmin
1,2,4,6-,7
-259.264
-440.79
6.2199
Nmax
1
-43.0108
-261.24
-7.46502
Основ-
Nmin,
1,8,3,6
370.992
-261.24
-96.8801
ные
M>0
1,7,4,6-
-217.813
-261.24
11.1777
Qmax
1,7
-211.246
-261.24
38.9624
Qmin
1,2,3,5-,8
272,576
-440,79
-115,1
Основ-
Nmin,
ные
M>0
Nmin,
M<0
2-2
Nmin,
M<0
366
Продолжение таблицы А.3
№
Экстре-
Экстре-
Изгиба-
Продоль-
Попереч-
Сече-
Cочета-
маль-
маль-
ющий
ная
ная
ния
ния
ное
ный путь
момент
сила N,
сила Q,
М, кН*м
кН
кН
усилие
3-3
Mmax
1,8
174.346
-324.24
-55.147
Mmin
1,7,3,6-
-536.839
-1108.2
11.1777
Nmax
1
-18.967
-324.24
-7.46502
Основ-
Nmin,
1,8
174.346
-324.24
-55.147
ные
M>0
1,7,4,6-
-373.516
-611.835
11.1777
Qmax
1,7
-187.203
-324.24
38.9624
Qmin
1,2,3,5-,8
-148,469
-1287,75
-115,1
Mmax
1,2,3,5-,8
1732.03
-1358.07
-164.231
Mmin
1,7,4,5
-1446.58
-682.15
89.9478
Nmax
1
92.6921
-394.555
-7.46502
Основ-
Nmin,
1,8
1289.2
-394.555
-109.737
ные
M>0
1,7,4,5
-1446.58
-682.15
89.9478
Qmax
1,7
-1183.69
-394.555
111.75
Qmin
1,2,3,5-,8
1732,03
-1358,07
-164,231
Nmin,
M<0
4-4
Nmin,
M<0
367
Продолжение таблицы А.3
№
Экстре-
Экстре-
Изгиба-
Продоль-
Попереч-
Сече-
Cочета-
маль-
маль-
ющий
ная
ная
ния
ния
ное
ный путь
момент
сила N,
сила Q,
М, кН*м
кН
кН
усилие
9-9
Mmax
1
0
-7.46502
237.975
Mmin
1
0
-7.46502
237.975
Nmax
1
0
-7.46502
237.975
0
0
0
0
0
0
Основ-
Nmin,
ные
M>0
Nmin,
M<0
10-10
Qmax
1,2
0
-12.9737
437.475
Qmin
1
0
-7.46502
237.975
Mmax
1
0
-7.46502
-237.975
Mmin
1
0
-7.46502
-237.975
Nmax
1
0
-7.46502
-237.975
0
0
0
0
0
0
Основ-
Nmin,
ные
M>0
Nmin,
M<0
Qmax
1
0
-7.46502
-237.975
Qmin
1,2
0
-12.9737
-437.475
368
Расчетные сочетания усилий (особые сочетание) приведены в таблице А.4.
Таблица А.4 - Расчетные сочетания усилий (особые сочетание)
№
Экстре-
Экстремаль-
Изгиба-
Продоль-
Попереч-
ный путь
ющий
ная
ная
Сече-
Cочета-
маль-
ния
ния
ное
момент
сила N,
сила Q,
усилие
М, кН*м
кН
кН
1-1
Особые
Mmax
1,2,9+,10+,12
-108.799
-290.13
-69.2623
Mmin
1,2,9+,10+,12
-108.799
-290.13
-69.2623
Nmax
1,2,9+,10+,12
-108.799
-290.13
-69.2623
0
0
0
1,2,9+,10+,12
-108.799
-290.13
-69.2623
Qmax
1,2,9+,10-,12
-108.799
-290.13
33.9598
Qmin
1,2,9-,10+,12
-108.799
-290.13
-85.1481
Mmax
1,2,9-,10+,12
354.171
-308.742
-90.0089
Mmin
1,2,9+,10-,12
-292.946
-308.742
38.8207
Nmax
1,2,9+,10+,12
245.874
-308.742
-64.4015
Nmin,
1,2,9-,10+,12
354.171
-308.742
-90.0089
1,2,9+,10-,12
-292.946
-308.742
38.8207
Qmax
1,2,9+,10-,12
-292.946
-308.742
38.8207
Qmin
1,2,9-,10+,12
354.171
-308.742
-90.0089
Nmin,
M>0
Nmin,
M<0
2-2
Особые
M>0
Nmin,
M<0
369
Продолжение таблицы А.4
№
Экстре-
Экстре-маль-
Изгиба-
Продоль-
Попереч-
ный путь
ющий
ная
ная
момент
сила N,
сила Q,
М, кН*м
кН
кН
Сече
Cочета-
маль-
-ния
ния
ное усилие
3-3
4-4
Особые
Особые
Mmax
1,2,9-,10+,13
398.343
-359.142
8.02894
Mmin
1,2,9+,10-,12
-793.192
-1230.21
-59.2172
Nmax
1,2,9+,10+,13
290.046
-359.142
47.288
Nmin, M>0
1,2,9-,10+,13
398.343
-359.142
8.02894
Nmin, M<0
1,2,9+,10-,12
-793.192
-1230.21
-59.2172
Qmax
1,2,9+,10+,12 -254.373
-1230.21
47.288
Qmin
1,2,9-,10-,12
-684.895
-1230.21
-98.4763
Mmax
1,2,9-,10-,13
1269.91
-415.394
-110.936
Mmin
1,2,9+,10+,12 -961.018
-1286.46
59.7474
Nmax
1,2,9+,10+,13 -416.599
-415.394
59.7474
1,2,9-,10-,13
1269.91
-415.394
-110.936
Nmin, M<0 1,2,9+,10+,12 -961.018
-1286.46
59.7474
Nmin, M>0
Qmax
1,2,9+,10+,12 -961.018
-1286.46
59.7474
Qmin
1,2,9-,10-,12
-1286.46
-110.936
370
725.493
Продолжение таблицы А.4
№
Экстре-
Экстремаль-
Изгиба-
Продоль-
Попереч-
ный путь
ющий
ная
ная
момент
сила N,
сила Q,
М, кН*м
кН
кН
Сече-
Cочета-
маль-
ния
ния
ное усилие
9-9
10-10
Особые
Особые
Mmax
1,2,9+,10+,12
0
-33.537
290.13
Mmin
1,2,9+,10+,12
0
-33.537
290.13
Nmax
1,2,9-
0
-0.783482
290.13
Nmin, M>0
0
0
0
Nmin, M<0
0
0
0
Qmax
1,2,9+,10+,12
0
-33.537
290.13
Qmin
1,2,9+,10+,12
0
-33.537
290.13
Mmax
1,2,9+,10+,12
0
-33.537
-290.13
Mmin
1,2,9+,10+,12
0
-33.537
-290.13
Nmax
1,2,9-
0
-0.783482
-290.13
Nmin, M>0
0
0
0
Nmin, M<0
0
0
0
Qmax
1,2,9+,10+,12
0
-33.537
-290.13
Qmin
1,2,9+,10+,12
0
-33.537
-290.13
371
Приложение Б
Карточка-определитель приведена в таблице Б.1
Таблица Б.1 – Карточка-определитель
Общая
Код
Объём
Нормат
Норма на
работ
ивный
ед.изм.
Наименован
ие работ
источн
Ед.
изм.
1
2
Срезка
1
растительно
го слоя
2
3
1000
м3
Планировка 1000
площадки
м2
ик
К-во
4
ость и
трудоёмкос
Используемые
механизмы
Сменно
К-во
Продолж Продолжительность
сть
рабочи
ительнос
работ по захваткам,
работ
х в день
ть, дней
дней
ть
мчас
5
машиноёмк
6
ч-ч
7
м-см ч-дн
8
9
Наименов К-
1
2
3
4
14
15
16
17
18
-
7
1
3
3
-
-
1
1
-
-
-
ание
во
10
11
12
13
1
1
1
2
Бульдозер
6,79
Е1-24-5
8,09
-
6,87
-
ДЗ-17,
79 кВт
Бульдозер
33,94 Е1-30-2
0,39
-
1,65
-
ДЗ-17,
79 кВт
372
Продолжение таблицы Б.1
Общая
Код
Объём
Нормат
Норма на
работ
ивный
ед.изм.
Наименован
ие работ
источн
Ед.
изм.
1
2
Разработка
грунта на
транспорт
3
Разработка
грунта в
отвал
Подчистка
4
дна
котлованов
3
1000
м3
ик
К-во
4
ость и
трудоёмкос
Используемые
механизмы
м-
6
ч-ч
7
0,652 Е1-17-7 29,58 13,6
м-см ч-дн
м3
100
м3
1,411 Е1-12-7 26,01
3,72
Е1-1637
К-во
Продолж Продолжительность
сть
рабочи
ительнос
работ по захваткам,
работ
х в день
ть, дней
дней
8
9
2,41
1,11
Наименов К-
-
11,9
5
379,
1
4,59
2,11
7,00
3,22
-
176,
28
373
1
2
3
4
14
15
16
17
18
1
3
1
1
1
-
12
15
5
5
5
-
ание
во
10
11
12
13
1
2
-
2
Экскават.
ТЭ-3М,
1000
Сменно
ть
час
5
машиноёмк
0,65 м3
-
Продолжение таблицы Б.1
Код
Объём
Нормат
Норма на
работ
ивный
ед.изм.
Наименован
ие работ
источн
Ед.
изм.
1
2
3
Погружен.
5
свай дизель-
м3
молотом
К-во
4
156,2
4
ик
мчас
Общая машин.
ость и
трудоёмк.
ч-ч
м-см
ч-дн
5
6
7
8
9
Е5-2-3
1,93
4,68
37,69
91,40
Е6-1-7
48,42
29,60
296,91
Используемые
механизмы
Сменн
ость
работ
К-во
Продол
рабочи
жительн
хв
ость,
день
дней
Наименов К-
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
14
15
16
17
18
5
19
4
5
5
5
20
17
2
5
5
5
ание
во
10
11
12
13
1
2
1
2
Устройство
ж/б
100
фундаменто
м3
4,89
485,
75
в до 10 м3
6
Устройство
ж/б
100
фундаменто
м3
0,75
Е6-1-8
38,78
340,
75
3,64
31,95
33,23
328,86
в до 25 м3
374
Продолжение таблицы Б.1
Норм
Код
Наименовани
Объём работ
ый
е работ
Ед.
изм.
1
2
Устройство
7
подготов.под
фундаменты
ативн
3
100
м3
Норма на
ед.изм.
Общая машин.
ость и
трудоёмк.
источ
сборных
я обмаз. роств.
9
Гидроизол.
обмаз. сбор.
фундамен.
дней
12
13
2,06
-
1
1
1
5
6
7
8
-
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
14
15
16
17
18
3
1
1
1
-
-
1
2
3
1
1
1
-
2
4
15
5
5
5
-
Кран
0,14
Е7-1-7
101,7
403,1
1,78
7,05
7,05
фундаментов
Гидроизоляци
день
11
4
Монтаж
8
ность,
10
ч-дн
75
их в
9
м-см
1
житель
во
ч-ч
195,
работ
рабоч
ние
м-час
-
ость
Продол
К-
ник
Е6-1-
механизмы
К-во
Наименова
К-во
0,084
Используемые
Сменн
гусеничный
МКГ-25
10,8
1,58
2
Е11-4-5
Е11-4-5
-
-
38,39
38,39
-
-
51,83
51,83
7,59
7,59
59,42
375
-
-
-
-
Продолжение таблицы Б.1
Код
Объём
Нормат
Норма на
работ
ивный
ед.изм.
Наименование
работ
источн
Ед.
изм.
1
10
2
3
Обратная
1000
засыпка грунта
м3
Уплотнение
100
грунта
м3
К-во
4
1,411
ик
мчас
5
Е1-27-1
14,11 Е1-134-1
6
11,7
5
-
Общая машин.
ость и
трудоёмк.
ч-ч
м-см
ч-дн
7
8
9
-
11
46,68
Е9-17-4
3,47
18,3
6
20
(К6)
массой до 5 т
(К1,К2,К4,К5,К7)
т
189,4
8
Е9-17-5
2,66
работ
рабоч
житель
их в
ность,
день
дней
К-
ание
во
10
11
12
13
14
2,07
-
1
2
11
3
1
2
14
157
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
15
16
17
18
1
1
-
57
53
-
ДЗ-17,
-
32,38
20,2
5
16,3
63,0
2
0
376
1
Трамбовки
пневматич.
32,38
116,70
Кран
гусеничный
Монтаж колонн
ность
Продол
Наименов
79 кВт
Монтаж колонн
т
механизмы
К-во
Бульдозер
2,07
массой до 3 т
Используемые
Смен
386,54
МКГ-16*
4
7
Продолжение таблицы Б.1
Код
Объём
Нормат
Норма на
работ
ивный
ед.изм.
Наименовани
е работ
источн
Ед.
изм.
1
2
3
К-во
4
ик
мчас
5
6
ч-ч
7
Общая машин.
ость и
трудоёмк.
мсм
ч-дн
8
9
5,49
45,72
Используемые
механизмы
Смен
ность
работ
К-во
Продол
рабоч
житель
их в
ность,
день
дней
Наименован
К-
ие
во
10
11
12
13
1
2
14
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
14
15
16
17
18
157
47
57
53
-
Монтаж
колонн
массой до 15
т
21,44 Е9-17-6
2,05
17,0
6
т (К3)
11
Кран
Монтаж
гусеничный
подкрановых
балок
заводской
т
41,65 Е9-18-4
4,19
25,9
21,8
2
1
МКГ-16*
134,95
готовности
массой до 2 т
377
Продолжение таблицы Б.1
Код
Наименовани
Объём работ
е работ
изм.
2
Норма на
ивный
ед.изм.
источн
Ед.
1
Нормат
К-во
ик
мчас
3
4
5
6
т
151,95
Е9-18-5
3,55
ч-ч
Общая машин.
ость и
трудоёмк.
м-
ч-дн
см
7
8
20,1
67,4
6
3
9
Используемые
механизмы
Смен
ность
работ
К-во
Продол
рабоч
житель
их в
ность,
день
дней
Наименов
К-
ание
во
10
11
12
13
1
2
14
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
14
15
16
17
18
157
47
57
53
-
Монтаж П.Б.
заводской
готовности
382,91
массой до 3 т
Кран
гусеничнй
11
Монтаж П.Б.
МКГ-16*
укрупняемых
при монтаже
длиной до 24
т
7,651
Е9-1810
1,98
14,2
9
1,89
13,67
м
378
Продолжение таблицы Б.1
Код
Объём
Нормат
Норма на
работ
ивный
ед.изм.
Наименовани
е работ
источн
Ед.
изм.
1
2
К-во
3
4
т
36,18
ик
мчас
5
6
ч-ч
Общая машин.
ость и
трудоёмк.
мсм
7
8
13,2
11,9
2
4
ч-дн
9
Используемые
механизмы
Смен
ность
работ
К-во
Продол
рабоч
житель
их в
ность,
день
дней
Наименова
К-
ние
во
10
11
12
13
1
2
14
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
14
15
16
17
18
157
47
57
53
-
Монтаж П.Б.
укруп. при
монтаже
длиной до 36
Е9-1811
2,64
59,79
м
11
Монтаж
связей
т
31,2
Е9-24-3
5,14
90,4
20,0
5
Кран
352,56
МКГ-16*
Монтаж
подстроп.
ферм длиной
до 24 м
т
201,6
4
Е9-22-2
3,62
24,9
91,2
6
4
гусеничнй
629,12
массой до 5 т
379
Продолжение таблицы Б.1
Код
Объём
Нормат
Норма на
Общая машин.
Используемые
работ
ивный
ед.изм.
ость и трудоёмк.
механизмы
Наименование
работ
изм.
1
2
К-во
ик
мчас
3
4
5
6
т
8,4
Е9-22-3
2,78
ч-ч
м-см
ч-дн
7
8
9
2,92
19,99
ность
работ
источн
Ед.
Смен
К-во
Продол
рабоч
житель
их в
ность,
день
дней
Наименова
К-
ние
во
10
11
12
13
1
2
14
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
14
15
16
17
18
157
47
57
53
-
Монтаж
подстропильны
х ферм длиной
до 24 м массой
11
19,
04
Кран
более 5 т
гусеничнй
Монтаж
МКГ-16*
подстропильны
х ферм длиной
до 36 м массой
т
30,2
Е9-22-7
2,19
14,
27
8,27
53,87
314,29
2195,81
более 10 т
380
Продолжение таблицы Б.1
Код
Объём
Нормат
Норма на
работ
ивный
ед.изм.
Наименовани
е работ
источн
Ед.
изм.
1
2
К-во
3
4
шт
3
т
107,5
ик
мчас
5
ч-ч
Общая машин.
ость и
трудоёмк.
мсм
ч-дн
6
7
8
9
-
957
-
358,88
28,4
29,7
8
6
Монтаж мост.
12
кранового
оборудования
Используемые
механизмы
Смен
ность
работ
К-во
Продол
рабоч
житель
их в
ность,
день
дней
Наименова
К-
ние
во
10
11
12
13
-
2
1
2
Кран г.п. 50
т
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
14
15
16
17
18
10
18
6
6
6
-
27
215
69
73
73
-
Монтаж
стропильных
ферм длиной
Е9-22-4
2,215
до 36 м массой
11
382,70
Кран
до 5 т
гусеничный
Монтаж
ДЭК-251
стропильных
ферм длиной
до 36 м массой
т
450,8
4
Е9-22-5
1,59
20,4
89,6
8
0
1154,15
до 8 т
381
Продолжение таблицы Б.1
Код
Объём
Нормат
Норма на
Общая машин.
Используемые
работ
ивный
ед.изм.
ость и трудоёмк.
механизмы
Наименовани
е работ
изм.
1
2
Монтаж рам
фонарей
К-во
ик
мчас
ч-ч
м-см
ч-дн
3
4
5
6
7
8
9
т
14,4
Е9-26-1
3,72
34,4
209,64
1938,61
13,84
Е9-27-1
15,28
216
27,50
388,80
ность
работ
источн
Ед.
Смен
К-во
Продол
рабоч
житель
их в
ность,
день
дней
Наименова
К-
ние
во
10
11
12
13
1
2
27
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
14
15
16
17
18
215
69
73
73
-
Монтаж
11
фонарных
100
оконных
м2
блоков
Монтаж
прогонов
Монтаж кров.
трёхслойных
панелей
Кран
гусеничный
т
90,3
100
207,3
м2
6
Е9-25-1
0,95
Е9-42-3
2,44
22,5
6
64
ДЭК-251
10,72
254,65
63,24
1658,88
430,48
5777,79
382
Продолжение таблицы Б.1
Код
Объём
Нормат
Норма на
Общая машин.
Используемые
работ
ивный
ед.изм.
ость и трудоёмк.
механизмы
Наименовани
е работ
изм.
1
2
Монтаж
фундаментны
х балок
14
3
100
шт.
К-во
4
0,22
ик
мчас
5
6
ч-ч
м-см
ч-дн
7
8
9
2,17
21,53
Е7-1-16 78,88 783
сэндвич-
м2
Продол
рабоч
житель
их в
ность,
день
дней
Наименова
К-
ние
во
10
11
12
13
1
2
26
гусеничны
100
К-во
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
14
15
16
17
18
24
8
8
8
-
Кран
Монтаж
стеновых
ность
работ
источн
Ед.
Смен
75,31 Е9-42-3
4,88
64
45,94
602,48
48,11
624,01
панелей
383
й МКГ-25
Продолжение таблицы Б.1
Код
Объём
Нормат
Норма на
работ
ивный
ед.изм.
Наименовани
е работ
источн
Ед.
изм.
1
2
К-во
ик
мчас
3
4
5
6
т
105,6
Е9-44-1
7,68
т
4,5
Е9-46-1
5,81
Монтаж
15
оконных
преплётов
16
Монтаж ворот
Остекление
17
оконных
переплётов
100
м2
2,142
Е15208-1
-
ч-ч
Общая машин.
ость и
трудоёмк.
м-
житель
их в
ность,
день
дней
во
10
11
12
13
1695,94
1
2
3,27
37,26
1
-
19,22
-
101,
48
38
7
работ
рабоч
ние
см
128,
71,7
ность
Продол
К-
8
4
механизмы
К-во
Наименова
7
66,2
Используемые
Смен
ч-дн
9
384
-
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
14
15
16
17
18
33
51
24
27
-
-
2
19
2
2
-
-
-
1
5
4
2
2
-
-
Продолжение таблицы Б.1
Код
Объём
Нормат
Норма на
работ
ивный
ед.изм.
Наименовани
е работ
источн
Ед.
изм.
1
2
Устройство
18
оснований под
полы
19
20
3
100
м3
К-во
ик
мчас
4
5
6
62,21
Е6-1-1
-
Устройство
100
207,3
Е11-11-
полов
м2
6
3
Наружная
100
покраска
м2
0,58
Е15155-1
-
-
ч-ч
7
195,
75
57,8
3
9,57
Общая машин.
ость и
трудоёмк.
мсм
ч-дн
Используемые
механизмы
Смен
ность
работ
Наименова
К-
ние
во
К-во
Продол
рабоч
житель
их в
ность,
день
дней
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
-
1522,20
-
-
1
15
101
31
35
35
-
-
1498,95
-
-
1
15
100
30
35
35
-
-
0,69
-
-
1
1
1
1
-
-
-
385
Продолжение таблицы Б.1
Код
Объём
Нормат
Норма на
работ
ивный
ед.изм.
Наименовани
е работ
источн
Ед.
изм.
1
2
Устройство
21
подготовки
под отмостку
22
100
м3
Устройство
100
отмостки
м2
Внутренняя
23
3
масляная
покраска
К-во
ик
мчас
4
5
6
0,546
Е6-1-1
-
81,9
Е11-191
100
216,1
Е15-
м2
5
163-8
-
-
ч-ч
7
195,
75
48,1
1
31,6
8
Общая машин.
ость и
трудоёмк.
мсм
ч-дн
Используемые
механизмы
Смен
ность
работ
Наименова
К-
ние
во
К-во
Продол
рабоч
житель
их в
ность,
день
дней
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
-
13,36
-
-
1
2
7
3
1
3
-
-
492,53
-
-
1
10
49
17
15
17
-
-
855,95
-
-
1
20
43
386
Продолжение таблицы Б.1
Код
Наименовани
Объём работ
е работ
изм.
24
25
26
27
Норма на
тивный
ед.изм.
источн
Ед.
1
Норма
К-во
2
3
4
Сантехническ
тыс.
13373,
ие работы
руб
24
Электромонта
тыс.
9221,2
жные работы
руб
5
Монтаж
тыс.
6609,4
оборудования
руб
2
Благоустройст
тыс.
во
руб
553,27
ик
мчас
5
ч-ч
Общая машин.
ость и
трудоёмк.
мсм
ч-дн
Используемые
механизмы
Смен
ность
работ
Наименова
К-
ние
во
К-во
Продол
рабоч
житель
их в
ность,
день
дней
6
7
8
9
10
11
12
13
14
-
0,48
-
5001,96
-
-
1
70
71
-
0,48
-
3449,00
-
-
1
60
57
-
0,43
-
2759,56
-
-
1
35
79
-
0,15
-
662,20
-
-
1
20
33
Продолжительность
работ по захваткам,
дней
1
2
3
4
15
16
17
18
* - для монтажа особых колонн, подкрановых балок и кранового мостового оборудования будет взят кран в аренду для
единичных работ
387
Приложение В
Рисунок В.1 – Фасад 1-30, Е-Д. План на отметки 0.000. План кровли.
388
Рисунок В.2 – Узлы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
389
Рисунок В.3 – Схема расположения связей по нижним поясам стропильных ферм. Схема расположения связей по
верхним поясам стропильных ферм. Узлы 8, 9, 10, 11.
390
Рисунок В.4 – Колонна К2. Узлы 12, 13, 14.
391
Рисунок В.5 – ПБ1. Узлы 15, 16, 17.
392
Рисунок В.6 – Стропильная ферма Ф1.
393
Рисунок В.7 – Стропильная ферма Ф2.
394
Рисунок В.8 – План ростверков. Свайный фундамент Ф1. Свайный фундамент Ф2. Арматурные сетки.
395
Рисунок В.9 –Линейная модель сетевого графика строительства среднесортного прокатного стана.
396
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв