Курсовой проект-Стальной каркас одноэтажного производственного здания - файл n1.doc

Курсовой проект-Стальной каркас одноэтажного производственного здания
скачать (1489.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1490kb.03.11.2012 02:26скачать

n1.doc

  1   2   3
Министерство образования РФ
ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет – УПИ
Кафедра «Строительные конструкции»

Курсовой проект

по курсу «Металлические конструкции»



Стальной каркас одноэтажного производственного здания



Студент:

Группа: ПГС-5 ЗФИ
Преподаватель: Шерстобитова И.А.



Екатеринбург

2004

Содержание


1.

Компоновка конструктивной схемы здания


2.

Выбор схемы и определение основных размеров поперечной рамы.

3.

Расчет поперечной рамы здания

4.

Определение приближенных жесткостей элементов рамы.

5.
Таблица расчетных усилий в сечениях левой стойки рамы.

6.

Таблица сочетания усилий.

7.

Конструктивный расчет ступенчатой колонны

8.

Узлы колонны

9.

Расчет фермы

10.

Таблица проверки сечений фермы

11.

Расчет опорного узла фермы.

12.

Литература


I. Компоновка конструктивной схемы здания


Рис.1 План колонн однопролетного промышленного здания

1. Выбор схемы и определение основных размеров поперечной рамы.

Исходные данные: цех однопролетный, пролетом 24м, оборудован двумя мостовыми кранами грузоподъемностью Qk = 80 т. Длина здания 144м, отметка головки рельса - 12м. Шаг колон 6м.

  1. Определение вертикальных размеров.

h2=(hk+100+a)=3150+100+350=3600мм

H0=h1+h2=12000+3600=15600мм

Ближайший больший размер кратный 1800мм (т.к. H0 >10,8м.) - 16200мм. Принимаем H0 =16200мм. Отметку подкранового рельса можно увеличить на

H0 – h2 =16200-3550=12650мм ?12600мм.

Определим размер верхней части колонны:

hв= (hб+hр)+h2 =(1200+200)+3600=5000мм.

При заглублении базы колонны на 600мм ниже отметки пола

hн= H0 -hв+600=16200-5000+600=11800мм.

Полная высота колонны: H=hв+hн =5000+11800=16800мм.

Высота части колонны в пределах ригеля Нф=3150мм.

  1. Определение горизонтальных размеров.

Так как, 20 т < Qk < 100 т, следовательно, привязка колонны b0=250мм, ширина верхней части колонны bв=450мм, ширина нижней части колонны bн=250+?=250+750=1000 мм.

Условия жесткости выполняются:

bв /hв ? 1/12 450/5000=0,09 > 1/12

bн /H ? 1/20 1000/16800=0,06 > 1/20

Сечение верхней части колонны назначаем сплошностенчатым двутавровым, нижней – сквозным.




Рис.2 Схема поперечной рамы однопролетного здания

3) Назначение связей.

Компоновка конструктивной схемы каркаса включает постановку системы связей по шатру здания и по колоннам.

По шатру покрытия ставим горизонтальные связи по верхним и нижним поясам и вертикальные связи между фермами.

Горизонтальные связи по верхним поясам устанавливают в поперечном направлении, которые обеспечивают устойчивость сжатых элементов верхнего пояса ферм от вертикальных нагрузок. Горизонтальные связи по нижним поясам ферм устанавливают как в поперечном, так и в продольном направлениях.

Поперечные связи по нижним поясам устраивают в торцах зданий и середине температурного отсека, которые служат ветровыми фермами от воздействия горизон­тальных ветровых нагрузок.

Продольные связи по нижним поясам служат глав­ным образом для вовлечения в пространственную рабо­ту всего покрытия при действии местных крановых или других нагрузок.

Вертикальные связи между фермами устанавливают между опорными стойками ферм и в промежутке между фермами с шагом не менее 12 м. Их основное назначе­ние — создать жесткий неизменяемый пространствен­ный блок, состоящий из двух стропильных ферм и поперечных связей по верхним и нижним поясам.

Кроме связей по шатру устраивают вертикальные связи между колоннами каркаса в продольном направлении, которые обеспечивают жесткость и неизменяемость каркаса здания в продольном направлении от воздействия продольных ветровых нагрузок, продольных тормозных сил от воздействия мостовых кранов, а также увеличивают устойчивость колонн из плоскости.

Рис.3. Схема расположения связей.

II. Расчет поперечной рамы здания

Требуется провести статический расчет и определить усилия в элементах рамы данного здания. Место строительства - г. Тюмень. Здание - отапливаемое.


1. Расчетная схема рамы.

В соответствии с конструктивной схемой выбираем ее расчетную схему и основную систему. Расстояние между центрами тяжести верхнего и нижнего участков ко­лонн:

ео=0,5(bн-bв)=0,5(1000-450)=275 мм.
Сопряжение ригеля с колонной назначаем шарнирным. Защемление колонны в фундаменте жесткое.


Рис.4 Расчетная схема рамы.


2. Нагрузки на поперечную раму.

Все нагрузки подсчитываем с учетом коэффициентом надежности по назначению н=0,95.

  1. Постоянная нагрузка


Таблица 1. Сбор постоянных нагрузок на 1м2



Наименование нагрузки

Нормативная

нагрузка

кН/м2

f

Расчетная нагрузка

кН/м2

1

Защитный слой из гравия, втопленного в мастику 0 = 21 кН/м3 t = 20 мм

0,42

1,3

0,546

2

Гидроизоляция – 3-х слойный ковер из рубемаста

0,12

1,3

0,156

3

Минплита повышенной жесткости

0 = 2 кН/м3 t = 150 мм

0,3

1,3

0,390

4

Пароизоляция – 1 слой рубемаста

0,04

1,3

0,052

5

Стальной профнастил

0,15

1,05

0,158

6

Прогоны

0,15

1,05

0,158

7

Собственный вес конструкций покрытия (фермы, связи)

0,35

1,05

0,368

ИТОГО:

1,53




1,828


Р
асчетная погонная постоянная нагрузка, действующая на ригель рамы:

gi – суммарная расчетная постоянная нагрузка, приходящаяся на 1 м2

В – шаг ферм

n – коэффициент надежности по назначению

q = 1,828 6 0,95 = 10,4 кН/м

Моменты, возникающие в местах уступа правой и левой колонны:

М = ql/2 e = (10,4 24)/2  0,275 = 34,3 кН м


  1. Снеговая нагрузка.

Место строительства - г. Тюмень. По карте №1 СНиП 2.01.07-85 относится к III снеговому району.

S0 – нормативная снеговая нагрузка, приходящаяся на 1м2 горизонтальной поверхности (S0 = 1,8 кН/м2)

Sн – нормативная снеговая нагрузка

Sн = S0  

 - коэффициент, учитывающий конфигурацию кровли ( = 1)

Sн = 1,8 кН/м2

S – расчетная снеговая нагрузка, приходящаяся на 1м2

S = Sн  f


f - коэффициент надежности по снеговой нагрузке

S = 1,8 ·1,4 = 2,52 кН/м2

Расчетная погонная снеговая нагрузка:

P = S B n

P = 2,52 6 0,95 = 14,4 кН/м

Моменты, возникающие в местах уступа правой и левой колонны:

М = Рl/2 e = (14,4 24)/2  0,275 = 47,5 кН м

3) Вертикальные усилия от мостовых кранов.

База крана – 5,25 м.

Расстояние между колесами двух кранов – 1,51 м.

Максимальное давление колеса крана - Fк=500 кН (по ГОСТ 25711-83).




Рис. 5. Схема линий влияния


Сумма ординат линии влияния: y=0,563+1+0,937+0,5=3.

Максимальное давление кранов на колонну, когда тележка максимально приближена к ней:

Dmax=n·(?f ·?·y·Fk+Gп.б.)=0,95·(1,1·0,85·500·3+45)=1375 кН.

f =1,1; n= 0,95;

? – коэффициент сочетаний для крановой нагрузки (?= 0,85);

Gп.б. – вес подкрановой балки (Gп.б. = 0,25·12·15=45 кН).

Н
айдем минимальное давление колеса крана:

Gкр – вес крана с тележкой

п0 – количество колес крана с одной стороны





Dmin=n·(?f ·?·y·Fk+Gп.б.)=0,95·(1,1·0,85·140·3+45)=416 кН.

Сосредоточенные моменты от вертикальных усилий Dmax , Dmin:

ек=0,5·bн=0,5·1,0=0,5 м;

Мmax= ек · Dmax =0,5·1375=688 кНм;

Мmin= ек · Dmin =0,5·824=208 кНм.

  1. Горизонтальные усилия от мостовых кранов.

Расчетная поперечная сила от торможения тележки:

Т
н – нормативная поперечная тормозная сила от тележки

GT – вес тележки;

f – коэффициент трения (гибкий подвес: f=0,1);

пТ’/пТ – отношение тормозных колес тележки к общему количеству колес, принимаем равным 0,5

Тн = (500+180)  0,1 0,5 = 34 кН;

Сила Т – максимальная расчетная поперечная нагрузка, приходящаяся на колонну:

T=n ·?·?fy·Tн=0,95·1,1·0,85·34·3= 91 кН.

Считаем, что сила Т приложена на уровне уступа колонны.

Рис. 6. Схема крановых нагрузок



  1. Ветровая нагрузка.

г. Екатеринбург – II ветровой район

W0=0,3 кН/м2 – нормативное значение ветрового давления.

Расчетная погонная нагрузка от напора:

qi=n·f ·W0·ki·c·B;

Расчетная погонная нагрузка от отсоса:

qi =n·f ·W0·ki·c·B.

ki – зависит от высоты здания (по таблице);

c= 0,8, c= 0,6 – аэродинамические коэффициенты;

n = 0,95;

f = 1,4 – коэффициент надежности по ветровым нагрузкам.

qi = 0,3 1,4 ki 0,8 12 0,95 = 3,8ki

qi‘= 0,3 1,4 ki 0,6 12·0,95 = 2,9ki

Таблица 2. Местность В

k1 = 0,5

k2 = 0,65

k3 = 0,686

k4 = 0,774

k5 = 0,837

h1=5м

h2=10 м

h3=11,8 м

h4=16,2 м

h5=19,35м

q1 = 1,90 кН/м

q2 = 2,47 кН/м

q3 = 2,61 кН/м

q4 = 2,94 кН/м

q5 = 3,18 кН/м

q1’ = 1,45 кН/м

q2’ = 1,89 кН/м

q3’ = 1,99 кН/м

q4’ = 2,24 кН/м

q5’ = 2,43 кН/м
  1   2   3


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации