Курсовая работа - Проектирование металлического каркаса одноэтажного промышленного здания - файл n1.docx

Курсовая работа - Проектирование металлического каркаса одноэтажного промышленного здания
скачать (2007.7 kb.)
Доступные файлы (2):
n1.docx1645kb.22.12.2008 23:01скачать
n2.dwg

n1.docx

  1   2   3   4   5   6

Содержание:


1. Исходные данные …………………………………………………...……………….3

2. Компоновка каркаса…… ………………………………………...………………….3

3. Расчет поперечной рамы………..……………………………...…………………….6

3.1. Сбор нагрузок на раму ………………………………………...……………….......6

3.2. Составление расчетной схемы рамы ………………………………………………10

3.3. Подготовка исходных данных для программы «mk2» …………………………...10

4. Расчет стропильной фермы………..………………………………………………..13

4.1. Составление расчетной схемы с нагрузками. Определение расчетных усилий в стержнях фермы ……………………………………………………………………………13

5. Расчет и конструирование колонны………..………………………………………21

5.1. Определение расчетных длин частей колонны …………………………………...21

5.2. Проверка сечения колонны …………………………………………………….…..21

5.3. Подбор сечения надкрановой части колонны …………………………..………...24

5.4. Подбор сечения подкрановой части сквозной колонны …………………………28

6. Расчет связей………..……………………………………………………………….32

6.1. Расчет связей в шатре …………………………………...………………………….32

6.2. Расчет связей по колоннам …………………………………………………….…..32

7. Расчет стойки торцового фахверка………..……………………………………….34

Литература ………………………………………………………………………………….37




















Лист
















2

Изм.

Лист

докум.

Подп.

Дата

  1. Исходные данные


Вариант №11

Таблица 1

Место строительства




г. Тамбов




Длина здания

D

96

м

Пролет здания

L

30

м

Шаг рам

B

12

м

Грузоподъемность крана

Qкр

50/12.5

т

Количество кранов




2

шт

Режим работы кранов




средний




Отметка верха головки рельса

Hг.р.

+16.400

м

Сечение поясов фермы




прокатный двутавр




Сечение решетки фермы




гнуто-сварная труба




Решение конструкций кровли




прогонное







  1. Компоновка каркаса



Рис. 1. Схема компоновочных размеров поперечной рамы



















Лист
















3

Изм.

Лист

докум.

Подп.

Дата



Рис. 2. Схема мостового опорного крана
Характеристики крана (рис. 2.):
Lcr – пролет крана, (28.5 м);

Hcr – высота крана, (3150 мм);

B = 6860 мм;

Acr = 5600 мм;

B1 = 300 мм.

F1 = 380 кН;

mТ– масса тележки, (13.5 т);

mК– масса крана, (59.5 т);

рельс – КР80.
Вертикальные размеры (рис. 1.):
Н2 = Нcr + 100 + c,

где Нcr – высота крана от головки рельса до верха тележки;

100 мм – допуск на изготовление крана;

c – зазор, учитывающий прогиб фермы и провисание связей по нижним поясам ферм (принимаем: с = 400 мм, т.к. L = 30 м),

Н2 = 3150 + 100 + 400 = 3650 мм.

Н2 должно быть кратно «высотному» модулю 200 мм. Принимаем: Н2 = 3800 мм.

Н0 = Н1 + Н2 ,

где Н1 = Нг.р (отметка головки рельса, равная 16400 мм);

Н0 = 16400 + 3800 = 20200 мм.

Н0 должно быть кратно 600 мм. Принимаем Н0 = 20400 мм. При этом необходимо скорректировать Н1. Принимаем:

Н1 = Н0 – Н2 = 20400 – 3800 = 16600 мм.

Длина верхней (надкрановой) части колонны:

Нv = Н2 + hb + hrs ,

где hb – высота подкрановой балки (1200 мм, т.к. шаг рам 12 м);

hrs – высота рельса (150 мм).

Нv = 3800 + 1200 + 150 = 5150 мм.



















Лист
















4

Изм.

Лист

докум.

Подп.

Дата

Длина нижней (подкрановой) части колонны:

Нn = Н0 + HbHv = 20400 + 800 – 5150 = 16050 мм,

где Hb – заглубление базы колонны (принимаем Hb = 800 мм, при Q = 50/12.5 т).

Полная длина колонны:

H = Нn + Hv = 16050 + 5150 = 21200 мм.

Высота фермы на опоре (по наружным граням поясов):

hrо = 3150 мм (при L = 30 м).

Отметка парапетной панели:

Нпс = Н0 + hrо +150 + 600,

где 150 мм – приблизительное расстояние от нижней грани нижнего пояса фермы до опорной плиты оголовка колонны;

600 мм – высота парапетной панели,

Нпс = 20400 + 3150 +150 + 600 = 24300 мм.
Горизонтальные размеры (рис. 1, рис. 3):
L1 = B1 + (hv a) + 75,

где hv – высота сечения верхней части колонны (принимается hv ? 1/12 Hv , кратно 50 мм), hv = 450 мм;

75 мм – минимальный зазор между краном и колонной;

a – привязка наружной колонны к буквенной разбивочной оси (250 мм),

L1 = 300 + (450 – 250) + 75 = 575 мм.

Высота сечения нижней части колонны:

hn = L1 + a = 575 + 250 = 825 мм < 1/20 H = 1060 мм.

Условие не выполнено, принимаем: L1 = 1000 мм (кратно 250 мм).

hn = 1000 + 250 = 1250 мм < 1/20 H = 1060 мм,

Пролёт крана:

Lcr = L – 2 · L1 = 30000 – 2 · 1000 = 28000 мм.
Эксцентриситеты:

Е0 = 0.4 · hn = 0.4 · 1250 = 500 мм;

Ек = 0.6 · hn – 0.5 · hv = 0.6 · 1250 – 0.5 · 450 = 525 мм.


Рис. 3. Схема мостового опорного крана




















Лист
















5

Изм.

Лист

докум.

Подп.

Дата

  1. Расчет поперечной рамы


3.1. Сбор нагрузок на раму

Таблица 2

п/п

Наименование нагрузки

Нормативная нагрузка, кН/м2



Расчетная нагрузка, кН/м2

Постоянная нагрузка

1

Кровельные сэндвич панели:

0.300

1.1

0.330

t=




мм










=




кН/м3










2

Решетчатые прогоны (12 м):

0.100

1.05

0.105

t=




мм










=




кН/м3










3

Стропильные фермы:

0.200

1.05

0.210

t=




мм










=




кН/м3










Итого:

0.600




q0 = 0.645


Расчётная погонная нагрузка на ригель составит:

q = q0 B = 0.645 ∙ 12 = 7.74 кН/м.
Таблица 3

п/п

Наименование нагрузки

Нормативная нагрузка, кН/м2



Расчетная нагрузка, кН/м2

Постоянная нагрузка

1

Стеновые сэндвич панели:

0.170

1.1

0.187

t=




мм










=




кН/м3










2

Ригель фахверка:

0.065

1.05

0.068

t=




мм










=




кН/м3










Итого:

0.235




qс = 0.255

Нормативные нагрузки от собственного веса колонн и подкрановых конструкций с мостовыми опорными кранами грузоподъёмностью Q = 50 т, составляет 0.390 кН/м2.

Грузовая площадь одной колонны:

А = L/2 В = 30/2 ∙ 12 = 180 м2.

Расчётная нагрузка от собственного веса колонны:

Gк = 0.390 ∙ 180 ∙ 1.05 = 73.71 кН.

Такая же нагрузка на колонну и от собственного веса подкрановых конструкций: Gпб = 73.71 кН.




















Лист
















6

Изм.

Лист

докум.

Подп.

Дата

Вес надкрановой части колонны:

Gкв = Gк / 4 = 73.71/4 = 18.43 кН.

Вес подкрановой части колонны:

Gкн = Gк · 0.75 = 73.71 · 0.75 = 55.28 кН.

Нагрузка от стен для нижней части колонны:

Gнс = qс (Hn Hb – 0,6) · В = 0.255 ∙ (16.05 – 0.8 – 0.6) ∙ 12 = 44.89 кН,

где 0.6 – высота цоколя.

Нагрузка от стен для верхней части колонны:

Gвс= qс (Hv + hro) В = 0.255 ∙ (5.15 + 3.15) ∙ 12 = 25.40 кН.

Постоянная расчётная нагрузка на верх колонны:

Pв = q0 L/2 B + Gвс + Gкв = 0.645 ∙ 30/2 ∙ 12 + 25.40 + 18.41 = 159.91 кН.

Постоянная расчётная нагрузка на низ колонны (на уровне уступа):

Pн = Gкн + Gнс + Gпб = 55.28 + 44.89 + 73.71 = 173.88 кН.

Ригель опирается на верх колонны с эксцентриситетом:

er = hнк hv / 2 = 0.3 – 0.45/2 = 0.075 м,

где hнк – высота сечения надколонной стойки.

Момент на верх колонны от постоянной нагрузки:

Мр= q0 L/2 Ber = 0.645 ∙ 30/2 ∙ 12 ∙ 0.075 = 8.71 кНм.

Момент на уступе колонны от постоянной нагрузки:

Мн = Gпб Eo = Gпб 0,4 hn = 73.71 ∙ 0.4 ∙ 1.25 = 36.86 кНм.
Временные нагрузки:
Временная нагрузка включает снеговую, ветровую, крановую.

Снеговая нагрузка:

Снеговая расчётная нагрузка зависит от снегового района и определяется по СНиП 2.01.07.85*. Тамбов относится к III снеговому району (sg = 1.8 кПа). Снеговая расчётная нагрузка на верх колонны:

Sв = sg L/2 B = 1.8 ∙ 30/2 ∙ 12 = 324 кН.

Момент на верх колонны от снеговой нагрузки:

Мs= Sв er = 324 ∙ 0.075 = 24.43 кНм.

Ветровая нагрузка:

Ветровая нормативная нагрузка зависит от ветрового района и определяется по СНиП 2.01.07.85*. Тамбов относится к II ветровому району (w0 = 0.30 кПа).

Неравномерную по высоте здания нагрузку до отметки расчётной оси ригеля ( до верха колонны) заменяют эквивалентной (по величине момента в базе колонны) равномерно распределённой нагрузкой интенсивностью:

qeq = weq B,

weq = w0 keq c ∙ ?f ,

где keq = 0.716 (Н0 = 20.20 м);

?f = 1.4 для ветровой нагрузки;

с – для прямоугольного здания для наветренной стороны (активное давление) са = 0.8, для подветренной стороны (пассивное давление или отсос) со = 0.6.

Активная нагрузка:

qeq = w0 keq са ∙ ?fB = 0.30∙ 0.716 ∙ 0.8 ∙ 1.4 ∙ 12 = 2.89 кН/м.

Пассивная нагрузка:

qeq = w0 keq со ∙ ?fB = 0.30∙ 0.716 ∙ 0.6 ∙ 1.4 ∙ 12 = 2.17 кН/м.




















Лист
















7

Изм.

Лист

докум.

Подп.

Дата

Ветровую нагрузку от верха колонны до верха парапета заменяем сосредоточенной горизонтальной силой:

W = [(wHпс + wH0) / 2 (Hпс H0)] В,

где wHпс, wH0 – расчётное давление ветра на отметке Нпс и Н0 соответственно;

k = 0.716 (Н0 = 20.20 м);

k = 0.786 (Hпс = 24.30 м).

Wа = [(0.30 ∙ 0.786 ∙ 0.8 ∙ 1.4 + 0.30 ∙ 0.716 ∙ 0.8 ∙ 1.4) / 2 ∙ (24.3 – 20.20)] ∙ 12 = 12.41 кН;

Wо = [(0.30 ∙ 0.786 ∙ 0.6 ∙ 1.4 + 0.30 ∙ 0.716 ∙ 0.6 ∙ 1.4) / 2 ∙ (24.3 – 20.20)] ∙ 12 = 9.31 кН.
Крановая нагрузка:
Вертикальная крановая нагрузка передаётся одновременно на обе колонны рамы на уровне уступа по оси подкрановой части колонны. При этом, если на одну колонну действует максимальное давление, то на другую – минимальное. Расчётные давления:

Dmax = ?f ,

Dmin = ?f ,

где – максимальное (минимальное) нормативное давление на колесо крана; yi – ордината линии влияния опорной реакции колонны;

n – число колёс кранов, передающих нагрузку на рассматриваемую колонну;

 – коэффициент сочетаний при учёте двух кранов с режимами работы 1К…6К (0.85);

? – коэффициент надёжности по нагрузке для крановых нагрузок (1.1);

= 380 кН.

,

где Q – грузоподъёмность крана (50/12.5);

G – вес крана с тележкой (730 кН);

n0 – число колёс с одной стороны моста крана (2).



Вертикальное давление на колонну передается через подкрановые балки, установленные с эксцентриситетом по отношению к оси колонны, вследствие чего возникают крановые моменты, на которые рассчитывают раму:

Mmax = Dmax · Е0 ,

Mmin = Dmin · Е0 .

Горизонтальная крановая нагрузка, возникающая при торможении крановых тележек, передается от подкрановых балок через тормозные конструкции только на одну из колонн рамы и может быть направлена в любую сторону.

Горизонтальные нагрузки можно учитывать только в совокупности с вертикальными, так как они не могут возникать при отсутствии кранов.

Расчетная горизонтальная сила на колонну Т, приложенная к раме в уровне верхнего пояса подкрановой балки, имеет место при том же положении кранов, что Dmax и Dmin:

Т = ?f .




















Лист
















8

Изм.

Лист

докум.

Подп.

Дата

Нормативное значение горизонтальной силы, приходящееся на одно колесо с одной стороны крана (рис. 4.):

Tkn = · (Q + GT) / n0 ,

где – для кранов с гибким подвесом груза (0.05);

GT – вес тележки крана (135 кН).

Tkn = 0.05 · (500 + 135) / 2 = 15.88 кН.

Вертикальная крановая нагрузка на раму:

Dmax = 1.1 ∙ 0.85 · 380 ∙ (1 + 0.533 + 0.895 + 0.428) = 1014.74 кН;

Dmin = 1.1 ∙ 0.85 · 235 ∙ (1 + 0.533 + 0.895 + 0.428) = 627.53 кН.

Крановые моменты:

Mmax = 1014.74 ∙ 0.5 = 507.37 кНм;

Mmin = 627.53 ∙ 0.5 = 313.77 кНм;

Горизонтальная крановая нагрузка:

Т = 1.1 ∙ 0.85 · 15.88 ∙ (1 + 0.533 + 0.895 + 0.428) = 42.41 кН,


Рис. 4. Схема расположения нагрузок от двух кранов Q = 50/12.5 на линии влияния для колонны



















Лист
















9

Изм.

Лист

докум.

Подп.

Дата
  1   2   3   4   5   6


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации