Курсовая работа - Стальной каркас одноэтажного производственного здания - файл n1.doc

Курсовая работа - Стальной каркас одноэтажного производственного здания
скачать (3096 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc3096kb.07.07.2012 02:11скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7
ТЕМА КУРСОВОГО ПРОЕКТА: СТАЛЬНОЙ КАРКАС ОДНОЭТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ.

Исходные данные:
наименование цеха - термический,

район строительства - г. Владивосток;

длина здания -120 м;

пролет здания - 36 м;

количество пролетов - 1 ;

отметка головки кранового рельса -15,2 м;

грузо­подъемность мостовых кранов Q = 30/5 т;

количество мостовых кранов - 2 ;

группа режимов работы кранов - лёгкая;

заводские и укрупнительные соединения - сварные;

монтажные соединения - болтовые;

здание отапливаемое с малоуклон­ной кровлей.
Содержание

1. Компоновка конструктивной схемы каркаса производственного здания.

1.1. Разбивка сетки колонн.

1.2. Определение основных размеров поперечника.

1.3. Устройство связей.

1.4. Выбор ограждающих конструкций.

2. Расчёт поперечной рамы.

2.1. Выбор расчётной схемы рамы.

2.2. Сбор нагрузок.

2.3. Статический расчёт рамы.

2.4. Определение расчётных усилий в стойках рамы.

3. Расчёт и конструирование колонны.

3.1. Подбор сечений стержня колонны.

3.2. Конструкция и расчёт узлов колонны:

а) узел колонны в местах опирания подкрановых балок;

б) база колонны.

4. Расчёт и конструирование сквозного ригеля рамы.

4.1. Статический расчёт.

4.2. Подбор сечений стержней.

4.3. Расчёт и конструирование узлов.

4.4. Расчёт сопряжений ригеля рамы с колонной.



У



1. Компоновка конструктивной схемы каркаса производственного здания.

    1. Разбивка сетки колонн


Вертикальные размеры поперечной рамы (рис. 2).

1. Отметка головки кранового рельса по зданию h1 = 15200 мм.

2. Расстояние от отметки головки кранового рельса до низа стропильной фермы

Н2 = + с + 100 мм = 2750 + 250 + 100 = 3100 мм

где

= 2750 ммгабаритный размер мостового крана по высоте [ГОСТ на краны];

100 ммдопуск на изготовление крана;

с=250 мм – величина, учитывающая прогиб стропильной фермы пролётом 36 м.

3. Полезная высота здания

Н0 = Н1 + Н2 = 15200 + 3100 = 18300 мм.

Для соблюдения условий унификации принимают Н2 кратным 200 мм и Н0 кратным 600 мм. Таким образом, Н2=3200 мм и Н0=18600мм, при этом корректируем размер H1=H0-H2= 18600-3200=15400 мм.

4. Полная длина колонны

,

где - заглубление опорной плиты базы колонны ниже нулевой отметки. Окончательно этот размер можно установить только после расчета базы.

5. Длина верхней (надкрановой) части колонны

.

Подкрановую балку принимаем высотой = 600 мм; вы­сота подкрановой балки

;

где lпролёт балки, равен шагу колонны, подкрановый рельс КР 70 с =120 мм и линейной плотностью 52,77 кг/м (1, рис.2, табл.2 прил.2). Длина нижней (подкрановой) части колонны

.

6. Высота фермы на опоре = 3150 мм, т.к. сопряжение ригеля с колонной шарнирное и пролёт фермы 36 м.

для проектирования отапливаемого производственного здания с малоук­лонной кровлей ( i= 1,5 %) примем унифицированную схему стропильной фермы из парных уголков с параллельными поясами; решетка треугольная с дополни­тельными стойками; размер панели верхнего пояса 3 м.
Размеры поперечника по горизонтали (рис. 2).

1. Пролет здания L = 36 м.

2. Пролет мостового крана = 34,5 м. (1, табл.1 прил.2).

3. Привязка наружной грани колонны к разбивочной оси а = 250 мм, так как

=18,6 м.

4. Высота сечения верхней (надкрановой) части колонны из условия жестко­сти
. Принимаем мм, принимаем 500мм

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

.

Здесь - расстояние между ко­ординационной осью и осью подкрановой балки.

Для обеспечения жесткости колонны в плоскости рамы рекомендуется назначать , таким образом,

После назначения высоты сечения верхней и нижней частей колонны необходимо убедиться, что верхняя часть колонны не мешает проходу крана, т.е. проверить условие или (1000 мм - 500 мм) > (300 мм + 60 мм).

Здесь = 400 мм - свес моста крана за ось кранового рельса (1, табл.1 прил.2); - минимальный зазор между внутренней гранью колонны и конструк­цией моста крана ( = 60 мм для кранов грузоподъемностью Q < 50 т).
1.3. Система связей

Компоновка конструктивной схемы каркаса включает постановку связей по покрытию здания и между колоннами. Они предназначены для создания геомет­рически неизменяемой пространственной конструкции каркаса; уменьшения рас­четных длин элементов конструкций; восприятия ветровых и тормозных нагру­зок; обеспечения пространственной работы каркаса и проектного положения элементов каркаса в процессе монтажа и эксплуатации.

1.3.1. Связи по покрытию

При проектировании покрытия должны быть предусмотрены следующие

системы связей:

- горизонтальные связи в плоскости верхних поясов стропильных ферм;

- горизонтальные связи в плоскости нижних поясов стропильных ферм;

- вертикальные связи между стропильными фермами. Горизонтальные связи по верхним поясам стропильных ферм решаются в зависимости от конструкции покрытия с учетом указания(1 п. 13.18)[41.. На рис. 3а,б] представлены схемы связей при прогонной системе покрытия и шаге вертикальных связей между фермами 6. Здесь отсутствуют поперечные связевые фермы, роль распорок выполняют прогоны, расположенные в плоско­стях вертикальных связей. Пунктирной линией представлена возможная форма потери устойчивости верхнего пояса стропильной фермы. В нулевых точках фер­ма закреплена от горизонтальных смещений прогонами и далее связями.

Связи по нижним поясам ферм включают поперечные и продольные связе­вые


фермы, а также растяжки. Поперечные связевые фермы устанавливают в тор­цах здания. Развязку связевых блоков с нижними поясами других стропильных ферм осуществляют продольны­ми связевыми фермами, распорами и растяжками.

Продольные связевые фермы совместно с поперечными образуют неизменяемый диск в уровне нижних поясов стропильных ферм. Они обеспечивают пространст­венную работу каркаса при локальных горизонтальных воздействиях, перерас­пределяя их между поперечными рамами и обеспечивая их совместную работу.

Дополнительно к связям в плоскости нижних поясов ферм для уменьшения гибкостей элементов поясов из плоскости ферм устанавливают рас­порки и растяжки. Распорки располагают по всем рядам колонн, растяжки - в средней части каждого пролета.

Вертикальные связи между стропильными фермами обеспечивают про­странственную неизменяемость шатра как в процессе монтажа, так и при экс­плуатации сооружения. Они удерживают стропильные фермы в проектном

(вертикальном) положении. Устанавливают их в местах расположения попереч­ных связей.

1.3.2. Связи между колоннами (Рис. 4)

Назначение связей:

- создание продольной жесткости каркаса;

- обеспечение устойчивости колонн;

- восприятие ветровой нагрузки.

Устанавливают их по всем продольным рядам колонн здания.

В надкрановой части колонн вертикальные связи следует предусматривать в торцах здания с обеих сторон температурного шва и в местах расположения нижних вертикальных связей нижние вертикальные связи - в середине или около середины температурного блока для уменьшения температурных деформаций и соответствующих дополнительных напряжений в продольных элементах каркаса.
1.4. Выбор ограждающих конструкций здания

Стеновое ограждение.

Стены здания проектируем из каркасных крупноразмерных стеновых панелей (их собирают на строительной площадке): длина панели 2,4-12 м с градацией 0,6 м; ширина панели 6 м.

Панель трёхслойная с наружной и внутренней обшивками из стального профилированного листа толщиной 0,7 мм, средний слой – утеплитель из минеральной ваты. Снизу стена заканчивается цокольной панелью.

Состав кровли и конструкция покрытия.

Кровля:

- защитный слой из гравия, втоплённого в битумную мастику;

- четырёхслойный рубероидный ковёр;


- асфальтная стяжка ?=20 мм ?=18 кН;

- утеплитель ?=150 мм ?=3 кН;

- пароизоляция (слой пергамина);

Ограждающая конструкция:

- стальной профилированный настил

Несущая конструкция:

- прогон;

- стропильная ферма.
2. Расчет поперечной рамы

2.1. Выбор расчетной схемы рамы

Для расчета поперечной рамы ее конструктивную схему (рис. 5) приводят к расчетной, в которой устанавливают длины всех элементов рамы и отдельных их участков с отличающимися сечениями, а также изгибные и осевые жесткости этих элементов и участков. При этом придерживаются следующих правил:

а) за оси стержней, заменяющих колонны, условно принимают линии цен­тров тяжести сечений колонн, но так как их положение заранее неизвестно, то оси стержней направляют по геометрическим осям сечений колонн;

б) за геометрическую ось ригеля принимают в рамах с жестким защемлени­ем ригеля в колоннах ось нижнего пояса сквозного ригеля (фермы) или середину высоты сплошного; при шарнирном опирании - линию, соединяющую центры опорных шарниров.
2.2. Сбор нагрузок на раму

Поперечную раму рассчитывают на постоянные нагрузки - от веса несущих и ограждающих конструкций здания, временные - от кранового оборудования, снега, ветра.

Постоянные нагрузки

На расчетную раму передаются нагрузки от собственного веса всех конст­рукций, образующих расчетный блок. В нашем примере вес конструкций покры­тия с грузовой площади расчетного блока (размером LxB, где L - пролет здания, а В - шаг колонн) может быть передан на ригель в виде равномерно-распределенной погонной нагрузки интенсивностью . Здесь - расчетная нагрузка от веса 1 м2 конструкций покрытия; - нормативное значе­ние веса

составляющей конструкции покрытия, отнесенное к 1 м2 площади здания; - коэффициент надежности по нагрузке для составляющей. Подсчет этой нагрузки на ригель рамы удобно производить в табличной форме (табл. 1).

Таблица 1.

Нагрузки на ригель от веса конструкций покрытия и кровли

Состав кровли и конструкция покрытия

Измери-

тель

Нормат.

нагрузка



Расчётн.

нагрузка

Кровля

1) Защитный слой из гравия, втопленного в

битумную мастику.

2) Четырёхслойный рубероидный ковёр.

3) Асфальтная стяжка б=20 мм, ?=18 кН.

4) Утеплитель б=150 мм, ?=3 кН.

5) Пароизоляция (слой пергамина).

Ограждающие конструкции

6) Стальной профилированный настил.

Несущие конструкции

7) Прогоны

8) Стропильная ферма


кН/м2

поверх-

ности

покры-

тия.


0,21
0,16

0,36

0,45

0,04
0,15
0,18

0,472


1,3
1,3

1,3

1,3

1,3
1,05
1,05

1,05


0,273
0,208

0,468

0,585

0,052
0,158
0,189

0,496

Итого




2,022




2,419


Расчетная постоянная нагрузка на 1 пог.м ригеля рамы

,

где ? - угол наклона кровли к горизонту. При уклонах кровли i ? 1/8 можно при­нимать cos ? ? 1; в рассматриваемом случае i = 1,5%, что меньше 1/8.

В составе конструкции кровли отапливаемых зданий имеется утеплитель, толщину которого в курсовом проекте допускается принимать ориентировочно, сообразуясь с районом строительства.

Нагрузку от
  1   2   3   4   5   6   7


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