Расчет точности сборки конструкции одноэтажного промышленного здания

Порядок расчета рассмотрим применительно к промышленным зданиям и, в частности, к конструкциям рамного типа, образуемым при установке ферм и подкрановых балок на колонны. На рисунке 8 показана такая конструкция, где размер l характеризует положение разбивочных осей, а₁ и а₂ — смещение низа колонн с разбивочных осей в процессе монтажа, b₁ и b₂ — проекции наклона колонн, C₁ и C₂ — зазоры, а l₁ — длину фермы.

Рисунок 7 — Схема строительной фермы, свободно опирающейся на колонны.

В качестве исходного звена, служащего началом накопления погрешностей, принимают расстояние l между разбивочными осями. Проекции размеров рассматриваемой цепи приходятся на расстояние l между разбивочными осями, а это позволяет записать следующее условие равенства размера l алгебраической сумме проекций составляющих размеров:

l=l₁+a₁+b₁+C₁+a₂+b₂+C₂

Так как установку фермы часто выполняют с соблюдением равенства зазоров C₁ и C₂ (C₁ = C₂ = C), уравнение размерной цепи относительно зазора C примет вид:

2C=l-l1-a2-b1-b2 .

При одинаковом смещении основания колонн с разбивочной оси (а₁ = а₂ = а) и одинаковом наклоне колонн (b₁=b₂=b) получим:

2C = l-l₁-2a-2b, C = 0.5l- 0.5l₁-a-b.

Для рассматриваемой цепи составим уравнение точности, характеризуемое допусками.

(10).

Отметим, что в правой части уравнения точности допуски всегда суммируются. Для определения допуска Дх_c зазора по формуле (10) необходимо знать точность составляющих элементов, характеризуемую допусками: разбивки осей Дх_l, изготовления фермы Дх_l1, совмещения колонн Дх_a в нижнем сочетании и совмещения колонн Дх_b в верхнем сечении.

Исходя из [1] (стр.143) по таблице выбираем предельные отклонения на изготовление элементов — фермы, колонн, для проектируемого промышленного здания из металлических конструкций:

­ изготовление фермы длиной 30м — дизг = 15 мм;

­ изготовление колонн длиной 18м — дизг = 12 мм.

По предельным отклонениям найдем допуски линейных размеров и установим класс точности изготовления элементов ([1] (стр.38)):

­ ферма — Д =30мм, 5 класс точности;

­ колонны — Д=24мм, 5класс точности.

Найдем величины допусков при высоте конструкции h =18 м, длине фермы l1 =21 м и расстоянием между разбивочными осями l = 21 м. Н Начинаем с изготовления линейного элемента цепи, так как точность всех операций зависит от точности изготовления. Для шестого класса точности Дизг = 30 мм для l = 21 м, д = 15 мм, m = 5 мм. При этом коэффициент к = 1. По к = 1 находим другие допуски (ГОСТ 21 779−82):

­ допуск разбивки осей в плане — к = 1, l = 21 м, Д = 16 мм, д = 8 мм, m = 3 мм, четвертый класс точности;

­ допуск совмещения ориентиров колонны в верхнем сеченииh = 18 м, к=1, Д = 45 мм, д = 22 мм, m = 7 мм, четвертый класс точности;

­ допуск совмещения ориентиров колонны в нижнем сечении — к=1, L=50мм (расстояние между риской на фундаменте и риской на колонне), Д =6 мм, m =1 мм, д =3 мм, четвертый класс точности.

Типовые фермы в месте крепления с колонной имеют отверстия во флажке (рисунок 8) 50×23 мм под болты М20. Таким образом, величина зазора С составит 30 мм, которая является функциональным допуском. Поэтому С₁=С₂=С=30 мм.

Рисунок 8 — Регулируемый зазор между конструкциями.

Учитывая, что геометрическая точность нормируется предельными отклонениями, расчеты рекомендуется вести с заменой уравнения (10) уравнением точности, характеризуемой предельными отклонениями.

(10').

По формуле (10') будем иметь.

Из расчетов видно, что на суммарную погрешность регулируемого зазора наибольшее количественное влияние оказывает допуск наклона колонн. Поэтому повышение точности сопряжения (зазора) рассматриваемой конструкции следует начинать с мер по уменьшению погрешностей установки верха колонн путем применения эффективной монтажной оснастки, приемов монтажа и методов измерений.