Курсовой проект - Проектирование основных конструкций стального каркаса одноэтажного промышленного здания - файл n2.doc

приобрести
Курсовой проект - Проектирование основных конструкций стального каркаса одноэтажного промышленного здания
скачать (1026 kb.)
Доступные файлы (2):
n1.dwg
n2.doc1302kb.02.12.2011 20:18скачать

n2.doc

1   2

Mп=-71,98кН*м; qc=18,24кН/м; Mc=-131,33кНм;

Mмакс=764,17кНм; Mмин=-340,61кНм; T=40,57кН; q1=1,31кН/м;

q2=0,98кН/м; W1=5,42кН; W2=4,07кН.

Комбинации усилий


Сечения стойки

1-1

2-2

3-3

4-4

М

кНм

N

кН

М

кНм

N

КН

М

кНм

N

кН

М

кНм

N

кН

+Mmax

Nсоотв

nc=1

N нагрузок

1,2

1,8

1,3,5

1,7

усилия

492,16

-531,06

1,68

-143,75

217,49

-143,75

-101,45

-120,96

nc=0,9

N нагрузок

1,2,4,5,8

-

1,3,5,8

-

усилия

913,84

-988,7

-

-

190,49

-143,75

-

-

-Mmax

Nсоотв

nc=1

N нагрузок

1,7

1,3,5

1,2

1,2

усилия

-946,96

-202,74

-574,5

-1366,42

-248,63

-472,07

-525,53

-449,28

nc=0,9

N нагрузок

1,3,5,7

1,2,3,5

1,2,7

1,2,4,5,8

усилия

-84,71

-1303,14

-557,61

-1539,64

-230,22

-439,24

-629,84

-416,45

Nmax

+Mсоотв

nc=1

N нагрузок

1,3,5

1,3,5

1,2

1,2

усилия

-374,93

-1425,41

-474,63

-1366,42

-248,63

-472,07

-525,53

-449,28

nc=0,9

N нагрузок

1,2,3,5,8

1,2,3,5,8

1,2,3,5,8

1,2,7

усилия

822,4

-1598,63

-465,73

-1539,64

32,07

-439,24

-453,16

-416,45

Nmax

-Mсоотв

nc=1

N нагрузок

1,3,5

1,3,5

1,2

1,2

усилия

-61,5

-1425,41

-574,52

-1366,42

-248,63

-472,07

-525,53

-449,28

nc=0,9

N нагрузок

1,2,3,5

1,2,3,5

-

1,2,4,5,8

усилия

395,81

-1598,63

-557,17

-1539,64







-629,84

-416,45
Табл. 3 Расчетные сочетания нагрузок


  1. Определение расчетных усилий в стойке рамы


По изгибающим моментам и нормальным силам от каждого вида загружения составляем наиболее невыгодные сочетания. При составлении сочетаний рассматриваются два основных сочетания нагрузок:

Эпюры от расчетных нагрузок, nc=1:



Рис.6


  1. Проектирование колонны


Проектирование ступенчатой колонны выполняется раздельно для верхней (надкрановой) и нижней (подкрановой) частей.


    1. . Определение расчетных длин колонны


Расчетные длины в плоскости поперечной рамы определяются для нижней части (lx1) и нижней частей (lx2).

Так как Нвн=l2/l1=0,52<0.6 и NН/Nв=3,84>3, то принимаем в соответствии с табл. 14.1 [3]

1=2 (для нижнего участка) и (для верхнего участка)

Тогда lx1=1l1=2006 см; lx2=2l2=1551 см.

Расчетные длины из плоскости рамы для нижней и верхней частей колонны равны соответственно: ly1=1030 см, ly2=517-60=457 см.


    1. . Подбор сечения верхней части колонны

Материал – С235, Ry=230МПа

Сечение верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра высотой hв=450 мм. N=417 кН; M=630 кНм.

Определяем ix и x по формулам: ix=0,42h=18,9 см; x =0,35h=15,75 см;

Условная гибкость определяем значение .

Значение коэффициента определяем по прил. 10 [3]: принимаем Аf/Aw=1.

Тогда =1,4-0,02=1,34, mеf= mx=12,85;

по прил.8(3) определяем значение в = 0,095.

Определяем требуемую площадь сечения Атр= N/(еR)= =190,6см2.

Компоновка сечения: задаемся предварительно толщиной пояса

tп=22 мм и определяем высоту стенки по формуле

hст= h-2 tп=45-2*2,2=40,6 см;

из условия местной устойчивости =67,94 определяем минимальную толщину стенки tст=0,51см. Из конструктивных соображений назначаем толщину стенки tст=1 см и включаем в расчетную площадь сечения колонны два крайних участка стенки шириной . Далее определяем требуемую площадь полки



Из условия местной устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента ширина полки bn>ly2/20=22,85.

. Принимаем bп=340 мм.

Из условия местной устойчивости полки .

Рис. 7


Геометрические характеристики сечения:

А0=149,6+40,6= 190,2см2;

Расчётная площадь сечения с учётом только устойчивой части стенки: А=149,6+33,4=183смІ; Ix=;Iy= ;

Wx= 3292,8 см3; х= Wx/ А0=17,3 см; =19,74 см; =8,7 см.
Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента:
х=lx2/ix=1551/19,74=78,57; =х=2,6; =8,74; Aпст==1,84;

Значение коэффициента определяем по прил. 10 [3]:

=1,4-0,02=1,35,

mef=mx=11,8; e=0,103;

; Недонапряжение 3,9%.





Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента:
Максимальный момент в средней трети расчетной длины стержня найдем по формуле:

=

=-493 кНм>Mmax/2=315кНм;

=6,8;

коэффициент

y=ly2/iy=457/8,7=52,53; y=0,846;
где: =0,65+0,05mx=0,99; ?=1; =0,13;

=0,15

Т.к. , то проверку устойчивости колонны из плоскости действия момента проводят с учётом всей площади сечения:

=416,45/(0,14·0,846·190,2)=18,49<23 кН/см2.


    1. . Подбор сечения нижней части колонны

Материал – С235 Ry=230МПа

Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения hн=1250мм. Подкрановую ветвь принимаем двутаврового профиля, наружную – составного сечения из трех листов.

N1=-1366,42 кН; M1=-574,5 кНм – усилие и момент в подкрановой ветви;

N2=-1598,63 кН; M2=822,4 кНм – усилие и момент в наружной ветви;Qmax=156,1кН

Определим примерное положение центра тяжести сечения:

z0=5 см; h0=h-z0=120 см;

=70,65 см; 49,35 см;

Усилия в ветвях определим по формулам: Nв1=N1(y2/h0)+M1/h0=1040,69 кН;

Nв2=N2(y1/h0)+M2/h0=1626,5 кН.
Определяем требуемую площадь каждой ветви и назначаем сечение.

Для покрановой ветви: задаемся =0,8; Aв1.= Nв1/?R?=56,56 см2;

по сортаменту выбираем двутавр 40Б1:

Aв1=60,1 см2;

ix1=3,5 см;

iy=16,8 см.

Для наружной ветви: =0,8; Aв2.=88,4 см2.

Для удобства прикрепления элементов решетки просвет между полками принимаем таким же, как и в подкрановой ветви (376,2 мм). Толщину стенки швеллера принимаем равной tст=14 см, высота стенки швелера из условия размещения сварных швов hст=42 см.

Требуемая площадь полок: Ап=(Ав2-tстhст)/2=14,8 см2.

Из условия местной устойчивости полки швелера ?

принимаем tn=12 мм; bn=150 мм. Ап=18 см2
Геометрические характеристики ветви:

Ав2==94,8 см2;

z0==3,8 см.

Ix2=461+675+1049,8=2185,8 см4;

Iy==8643,6+16091,6=24735,2 см4;

=4,8 см;

=16,15 см;

Уточняем положение центра тяжести сечения колонны и усилия в ветвях:

h0=hн-z0=125-3,8=121,2 см; y1==74,18 см; y2=121,2-72,46=47,02 см.

Nв1=N1(y2/h0)+M1/h0=1004,1 кН;

Nв2=N2(y1/h0)+M2/h0==1657 кН.

Рис.8


Проверка устойчивости ветвей:

Из плоскости рамы ly=1003 см;

подкрановая ветвь: y=ly/iy=1003/16,8=59,7; по т. 72 [1] y=0,811;

=Nв1/yAв1==20,6 кН/см2< R=23 кН/см2;

наружная ветвь: y=ly/iy==62; по т. 72 [1] y=0,801;

=Nв2/yAв2==21,8 кН/см2< R=23 кН/см2.

Из условия равноустойчивости подкрановой ветви в плосвости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решетки: х1 = lв1/iх1 =y =59,7; lв1 =59,7iх1 =209см.

Расстояние между узлами решетки принимаем: lв1=182 см. Проверяем устойчивость ветвей в плоскости рамы.

Для подкрановой ветви: х1=182/3,5=52; х1=0,849;

=Nв1/х1Aв1==19,68 кН/см22.

Для наружной ветви: х2=182/4,8=37,9, х2=0,908;

=Nв2/х2Aв2==19,25 кН/см2< R=23 кН/см2.
Расчет решетки подкрановой части колонны.
Поперечная сила в сечении колонны Qmax=156,1 кН.

кН

? Расчет решетки ведем на Qmax.
Усилие сжатия в раскосе

Np= Qmax/2sin==105,5кН

sin=hн/lp==0,808;

Задаемся р=100; =0,56.

Требуемая площадь раскоса Ap.тр=Np/(R)==10,92 см2;

R=23 кН/см2;=0,75(сжатый уголок, прикрепляемый одной полоской).

Принимаем уголок 90х7:

Ap=12,3 см2;

imin=1,78;

max=183/1,78=103;

lp==154,7 см;

=0,51;

=Np/(Ap)= =16,82 кН/см2< R=17,25 кН/см2.
Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня.
Геометрические характеристики всего сечения:

A=Aв1в2=60,1+94,8=154,9 см2;

=540302 см4;

ix=59,1 см;

x=lx1/ix=33,94;

=36,36; =55є??1=27, Ар1=2Ар=24,6 см2 площадь сечения раскосов по двум граням сечения колонны.

=1,21.

Для комбинации усилий, догружающих наружную ветвь M2=822,4кНм; N2=1598,63 кН;



18,87кН/см22.

Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь:

М1=-574,5 кНм; N1=1366,42 кН:

18,11 кН/см22.


    1. . Расчет и конструирование узла сопряжения

верхней и нижней частей колонны
Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом:

  1. M=217,5 кНм; N=144 кН;

  2. M=-249 кНм; N=472 кН;

Давление кранов Dmax=1222,67 кН.

Прочность стыкового шва проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения колонны.

1-я комбинация М и N:

наружная полка: 7,37кН/см2<Rсв=23кН/см2;

внутренняя полка:

-5,85 кН/см2св=19,55 кН/см2.

2-я комбинация M и N:

наружная полка:

10,04 кН/см2св=23 кН/см2;

внутренняя полка:

-4,13 кН/см2< Rрсв =19,55 кН/см2.

Толщину стенки траверсы определяем из условия смятия по формуле:

tтрDmax/lсмRрс=1,03 см;

принимаем tтр=1,2 см;

lсм=bop+2tп=34см; bop=30см; tпл=2см; Rр=35,12 кН/см2.

Усилие во внутренней полке верхней части колонны (2-я комбинация):

Nn=N/2+M/hв=789,33 кН;

Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы: 20,3 см;

Применяем полуавтоматическую сварку проволокой Св-08А,

d=1,4-2 мм, f=0,9; z=1.05; kf=6 мм; ; Rwf=18 кН/см2; Rwz=16,5кН/см2;

f Rwf=16.2<z Rwz=17.3;

lш2=20,3<85fkf==45.9 см.

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы. Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви составляем комбинацию усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы: N=472 кН, М=-249 кНм.

F=Nhв/2hн-М/hн+Dmax=1507 кН

Требуемая длина шва: lш3=38,76см; kf=6мм

lш3<85fkf =46 см.

Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы определяем высоту траверсы по формуле:

85,24мм принимаем hтр=90 см

Проверяем прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, M, Dmax. Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 370х12мм, верхние горизонтальные ребра – из двух листов 150х12мм.

Геометрические характеристики траверсы:

yн=40,5 см;

Ix=

=184852 см4; Wmin=Ix/yв=3734,5 см3.

Максимальный изгибающий момент в траверсе возникает при 2-й комбинации усилий:

Mтр=(-M/hн+Nhв/2hн)(hн-hв)= 22733 кНсм;

тр/Wmin=6,1 кН/см2y=23 кН/см2

Рис.9




Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов возникает при М=-249 кНм, N=472 кН. =1018кН;

=Q/tтрhтр=9,6 кН/см2 < Rs=13,34 кН/см2.




    1. . Расчет и конструирование базы колонны


Проектируем базу колонны раздельного типа. Расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны:

  1. M=822,4 кНм; N=1599 кН;

  2. M=-947 кНм; N=203 кН;

Усилия в ветвях колонны:

Nв1=N1(y2/h0)+M1/h0=860,2 кН;

Nв2=N2(y1/h0)+M2/h0=1657 кН.
База наружной ветви.
Требуемая площадь плиты:

Апл.тр.=Nв2/Rф=1841см2;

Rф=Rб=1,2.0,7=0,9 кН/см2( бетонB15 Rb=7,5 МПа).



По конструктивным соображениям свес плиты с2 должен быть не менее 4см.

Принимаем В=50 см;

Lтр.пл.тр./В=39,5 см, принимаем L=40см;

Апл.факт.= 2000 см2> Апл.тр.

Среднее напряжение в бетоне под плитой:

ф=Nв2пл.факт.= 0,83 кН/см2.

Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние в свету равно: 2(bп+tст-z0)= 25,2 см; при толщине траверсы 12 мм с1=6,2 см.

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:






Рис.10

Участок 1: (консольный свес с=с1=12,4 см)

М1=фс2/2=16 кНсм.

Участок 2: (консольный свес с=с2=5см)

М2=фс2/2=10,4 кНсм.

Участок 3: (плита опертая на четыре стороны =0,125, а=15см)

М3=фа2=23,3кН см.

Участок 4: (плита опертая на четыре стороны =0,125, а=2,6см) М4=фа2=0,7 кНсм


Принимаем для расчета М1= Мmax =23,3 кНсм.

Материал плиты базы – С235 Ry=220 МПа

Требуемая толщина плиты 2,5 см принимаем tпл=3см.

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А, d=1,4…2мм; kf=8мм, f=0,9; z=1.05; ; Rwf=18 кН/см2; Rwz=16,5кН/см2; f Rwf=16.2<z Rwz=17.3;

Требуемая длина шва по формуле:

;

принимаем hтр=34см.

lш.тр < 85f kf =61,2 см;

Проверка прочности швов:

ш==16,18 < f Rwf= 16,2 кН/см2.
База подкрановой ветви.
Требуемая площадь плиты:

Апл.тр.=Nв1/Rф==956 см2;

Rф=Rб=1,2.0,75=0,9 кН/см2( бетон В15 Rb=7,5 МПа).



По конструктивным соображениям свес плиты с2 должен быть не менее 4см.

Принимаем В=50 см;

Lтр.пл.тр./В=20,5 см, принимаем L=32см;

Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние в свету равно: 2(bп+tст-z0)= 26,8см; при толщине траверсы 12 мм с1=6,55 см.

Апл.факт.=1600 см2.

Среднее напряжение в бетоне под плитой:

ф=Nв1пл.факт.= =0,54 кН/см2.

Рис.11

Участок 1: с=с1=6.55 см; М1=фс2/2=11,6

кНсм.
Участок 2: с=с2=5,35 см; М2=фс2/2=6,75 кНсм.
Участок 3:

М3=фа2=8,5 кНсм.


Принимаем для расчета М1= Мmax =11,6 кНсм.

Требуемая толщина плиты 1,77 см принимаем 3см.

Высоту траверсы принимаем такую же как и для наружной ветви. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А, d=1,4…2мм; kf=8мм, f=0,9; z=1.05; ; Rwf=18 кН/см2; Rwz=16,5кН/см2;

f Rwf=16.2<z Rwz=17.3;

Требуемая длина шва по формуле:

;

принимаем hтр=24 см.

lш.тр < 85f kf =53,6 см;

Проверка прочности швов

ш==15,81< f Rwf= 16,2 кН/см2.

Швы удовлетворяют требованиям прочности. При вычислении суммарной длины швов с каждой стороны не учитывалось по 1см на непровар. Приварку торца колонны к плите выполняем конструктивными швами kf=6мм, так как эти швы в расчете не учитываются.
Расчет анкерных болтов базы.
Анкерные болты рассчитываются на силу:

- наружная ветвь

? количество болтов n=1 принимаем конструктивно;

- подкрановая ветвь



Требуемая площадь болта:

;

;

Принимаем dанк=36 мм: Аbn=8.16 cм2, глубина заделки 1300 мм.
6. Конструирование и расчет стропильной фермы.
6.1. Сбор нагрузок.


        1. Постоянная нагрузка.

Рис.12

Нагрузка от покрытия: qкр=1,064 кН/м2

Равномерно распределенную нагрузку приводим к сосредоточенным силам, приложенным в узлах фермы:

;

Опорные реакции:

Rпр=Rлев=105.34 кН.


        1. Снеговая нагрузка.

Расчётная нагрузка:

Равномерно распределенную нагрузку приводим к сосредоточенным силам, приложенным в узлах фермы:

;

Rпр=Rлев=301кН.


        1. Нагрузка от рамных моментов.

1-я комбинация: М1max=-629,84 кНм (1,2,4,5,8), М2соот=-626,1 кНм;

2-я комбинация: М1=-629,84-(-347,96)=-281,9 кНм,

М2соот=-626,1-(-347,96)=-278 кНм;

        1. Нагрузка от распора рамы.

1-я комбинация: Н1=-12,83+(-40,7-61,23-19,97+3,69+5,42)0,9=-114,3 кН;

Н2=-12,83+(-40,7-40,87-6,23+4,07-5,81)0,9=-93,42 кН;

2-я комбинация: Н1=-12,83+(-61,23-19,97+3,69+5,42)0,9=-77,7 кН;

Н2=-12,83+(-40,87-6,23+4,07-5,81)0,9=-56,79 кН.
Рис.13



6.2. Подбор сечения элементов фермы
Усилия в элементах фермы определяем отдельно для каждого вида загружения с помощью диаграммы Максвелла-Кремоны.
Расчетные сочетания нагрузок и подбор сечения элементов фермы сведены в таблицы.




Рис.15 Диаграмма усилий от постоянной нагрузки




Рис.16 Диаграмма усилий от снеговой нагрузки



Рис.17 Диаграмма усилий от единичного момента приложенного слева.

Элемент

№ стержня

Усилия от постоянной нагрузки

Усилия от снеговой нагрузки

Усилия от опорных моментов

Усилия от распора

Расчетные усилия

nc=1

nc=0,9

S1 от М1=1

S2 от М2=1

S1хМ1

S2хМ2

№ усилий

Растяжение

№ усилий

Сжатие

1





3

4

5

Верхний пояс

В1-1

0

0

0

-0,3175

0

199,97

0

0

3

199,97

 

 

В2-3

-182,9

-522,6

-470,34

-0,2648

-0,0529

166,91

33,18

0

 

 

1+2а

-705,5

В3-4

В4-6

-292,6

-836

-752,40

-0,2118

-0,1059

133,53

66,37

0

 

 

1+2а

-1128,6

В5-7

В6-9

-329,1

-940,2

-846,18

-0,1589

-0,1589

100,15

99,55

0

 

 

1+2а

-1269,3

Нижний пояс

Н-2

100,6

287,4

258,66

0,2912

0,0265

-183,28

-16,91

-52,05

1+2а

388

1+3+4+5

-151,64

Н-5

246,9

705,4

634,86

0,2383

0,0794

-149,90

-49,46

-47,85

1+2а

952,3

1+3+4+5

-0,31

Н-8

320

914,3

822,87

0,1853

0,1324

-116,20

-82,65

-43,65

1+2а

1234,3

 

 

Раскосы

1-2

-145,8

-416,60

-374,94

0,0384

-0,0384

-23,93

23,79

0

 

 

1+2б+3

-542,87

2-3

119,3

340,90

306,81

-0,0384

0,0384

24,56

-24,42

0

1+2б+3

450,67

 

 

4-5

-92,8

-265,10

-238,59

0,0384

-0,0384

-24,56

24,42

0

 

 

1+2б+3

-355,95

5-6

66,3

189,40

170,46

-0,0384

0,0384

24,56

-24,42

0

1+2б+3

261,32

 

 

7-8

-39,8

-113,70

-102,33

0,0384

-0,0384

-24,56

24,42

0

 

 

1+2б+3

-166,69

8-9

13,3

38,00

34,20

-0,0384

0,0384

24,56

-24,42

0

1+2б+3

72,06

 

 

Стойки

3-4

-19,2

-54,72

-49,25

0

0

0

0

0

 

 

1+2а

-73,92

6-7

-19,2

-54,72

-49,25

0

0

0

0

0

 

 

1+2а

-73,92

9-10

-19,2

-54,72

-49,25

0

0

0

0

0

 

 

1+2а

-73,92
Таблица 4. Расчетные усилия в стержнях фермы

Элемент

№ стержня

Расчетное усилие, кН

Сечение

Площадь А, см2

lx/ly, см

ix/iy, см

?x/?y

[?]

?min

?

Проверка сечений

Растяжение

Сжатие

Прочность

Устойчивость

Верхний пояс

В1-1

199,97

 

125x10

24,3

280/280

3,85/5,58

66,2/45,7

400

 

0,95

4,1<22,8

 

В2-3

 

-705,5

125x10

24,3

300/300

3,85/5,58

77,9/53,8

120

0,7

0,95

 

20,74<22,8

В3-4

В4-6

 

-1128,6

160x12

37,4

300/300

4,94/7,02

60,73/42,74

120

0,801

0,95

 

18,84<22,8

В5-7

В6-9

 

-1269,3

160x12

37,4

300/300

4,94/7,02

60,73/42,74

120

0,801

0,95

 

21,2<22,8

Нижний пояс

Н-2

388

-151,64

200x125x11

34,9

580/580

6,45/4,93

86,1/112,6

120

0,463

0,95

 

4,7<22,8

Н-5

952,3

-0,31

200x125x11

34,9

600/600

6,45/4,93

93/121,7

400

 

0,95

14,4<22,8

 

Н-8

1234,3

 

200x125x11

34,9

600/1200

6,45/4,93

93/243,4

400

 

0,95

18,6<22,8

 

Раскосы

1-2

 

-542,87

180x110x10

28,3

405/405

5,8/4,36

69,83/92,9

150

0,59

0,8

 

16,26<22,8

2-3

450,67

 

90x7

12,3

348/435

2,77/4,13

125,6/105,3

400

 

0,95

18,32<22,8

 

4-5

 

-355,95

125x10

24,3

348/435

3,85/5,58

90,4/78

150

0,61

0,8

 

12<22,8

5-6

261,32

 

63x5

6,13

348/435

1,94/3,04

179,4/143,1

400

 

0,95

21,3<22,8

 

7-8

 

-166,69

90x7

12,3

348/435

2,77/4,13

125,6/105,3

150

0,388

0,8

 

17,46<22,8

8-9

72,06

 

63x5

6,13

348/435

1,94/3,04

179,4/143,1

400

 

0,95

5,88<22,8

 

Стойки

3-4

 

-73,92

63x5

6,13

252/315

1,94/3,04

130/103,6

150

0,364

0,95

 

16,56<22,8

6-7

 

9-10

 
Таблица 5. Таблица проверки сечений стержней ферм

6.3. Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек к фасонкам и поясам фермы


Для сварки узлов фермы принимаем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-0,8Г2С, d=1,4…2мм

f=0,9; z=1.05; kf=6 мм; ;

Rwf=21,5 кН/см2; Rwz=16,65кН/см2; f Rwf=19,35>z Rwz=17,48;



Для равнополочных уголков lш0=0,7lш,

Для неравнополочных уголков lш0=0,6lш.


Табл. 6 Расчет швов

№ cтержня

сечение

[N],

кН

Шов по обушку

Шов по перу

Nоб,

кН

kш, см

lш, см

Nп,

кН

kш, см

lш, см

1 – 2

┐┌180Ч110Ч10

542,87

0,6N=325,72

0,8

12

0,4N=217

0,6

12

2 – 3

┐┌90Ч7

450,67

0,7N=315,5

0,8

13

0,3N =135

0,6

8

3 – 4

┐┌63Ч5

74

52

0,4

5

22

0,4

3

4 – 5

┐┌125Ч10

356

249

0,6

13

107

0,4

9

5 – 6

┐┌63Ч5

261

183

0,6

10

79

0,4

7

7 – 8

┐┌90Ч7

167

117

0,5

8

50

0,4

5

8 – 9

┐┌63Ч5

72

51

0,4

5

22

0,4

3

6.4. Расчет укрупнительного стыка фермы на высокопрочных болтах.





              1. Нижний пояс.

Продольное усилие в нижнем поясе: Nн-8=1234,3 кН;

Малые полки уголков перекрываем тремя накладками.

Несущая способность одного высокопрочного болта:

, где

Abn=3.52 см2 - площадь сечения болта М24;

Rbh=0.7Rbun=77 кН/см2 – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;

?=0,58 – коэффициент трения;

?b=0.9 – коэффициент условий работы соединения;

?n=1,02 – коэффициент надежности.

Требуемое количество болтов на полунакладке:

, где k=2 - количество поверхностей трения соединяемых элементов. Принимаем 6 болтов на полунакладке. Из условия размещения болтов принимаем размеры накладок: 120х12х600 – х2

100х12х600 – х2

Большие полки уголков перекрываем двумя накладками.

Несущая способность одного высокопрочного болта:

, где

Abn=5,6 см2 - площадь сечения болта М30;

Rbh=0.7Rbun=84 кН/см2;

?=0,58;

?b=0.9;

?n=1,02.

Требуемое количество болтов на полунакладке:

, где k=2. Принимаем 4 болта на полунакладке. Из условия размещения болтов принимаем размеры накладок: 100х12х540 – х2


              1. Верхний пояс.


Продольное усилие в верхнем поясе: NВ6-9=-1269 кН;

Полки уголков перекрываем тремя накладками.

Несущая способность одного высокопрочного болта:

, где

Abn=3.52 см2 - площадь сечения болта М24;

Rbh=0.7Rbun=77 кН/см2;

?=0,58;

?b=0.9;

?n=1,02.

Требуемое количество болтов на полунакладке:

, где k=2. Принимаем 6 болтов на полунакладке. Из условия размещения болтов принимаем размеры накладок: 120х12х600 – х2

120х12х600 – х2

Полки уголков перекрываем двумя накладками.

Несущая способность одного высокопрочного болта:

, где

Abn=3,52 см2 - площадь сечения болта М24;

Rbh=0.7Rbun=77 кН/см2;

?=0,58;

?b=0.9;

?n=1,02.

Требуемое количество болтов на полунакладке:

, где k=2. Принимаем 6 болтов на полунакладке. Из условия размещения болтов принимаем размеры накладок: 120х12х600 – х2

6.5. Расчет сопряжения колонны и фермы

        1. Верхний опорный узел.


Материал фланца – С245.

Для крепления верхнего пояса к колонне принимаем 4 болта М24 кл.6.6.

Несущая способность одного болта на растяжение:



N0-1=200 кНs=4*88=352 кН.

Определяем толщину фланца:




Принимаем tфл=25 мм.

Расчет сварных швов.


kf=6 мм;

f=0,9;

z=1.05;

;

Rwf=180 кН/см2 (сварка Св-08А);

Rwz=16,65кН/см2; f Rwf=16,2<z Rwz=17,48;





Проверка фланца на поверхностный отрыв в околошовной зоне:






        1. Нижний опорный узел.

Материал фланца – С-345.

Опорный фланец принимаем 20х280 мм.

Опорная реакция фермы:

Проверяем напряжение смятия торца фланца:

Болты для крепления нижнего пояса к колонне принимаем констуктивно М20 кл.5.6 в количестве 6 штук, т.к. рамная сила прижимает опорный узел к колонне




7. Конструирование и расчет подкрановой балки.
Материал – сталь С255 Ry=240 МПа, Rs=139.2 МПа.

Поперечное горизонтальное усилие на колесе Ткн=16,78 кН.
Нагрузки на подкрановую балку

Расчетные значения усилий на колесе крана:

Fк = ?н · n · nc · k1 Fkн

Тк = ?н · n · nc · k2 Тkн

?н = 0,95, nc = 0,95

n = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке.

k1 , k2 – коэффициент динамичности, учитывающие ударный характер нагрузки из-за неровностей подкрановых путей.

k1 = 1,1; k2 = 1

Fkн –максимальное нормативное вертикальное усилие на катке крана, Fkн = 485кН.

Fk = 0.95 · 1.1 · 485 · 1,1 · 0.95 =529,63 кН

Тk = 0.95 · 1 · 16,78 · 0.95 · 1 =15,15 кН.



Расчетный момент от вертикальной нагрузки:

, где ?=1,05 – учитывает влияние собственного веса подкрановых конструкций и временной нагрузки на тормозной площадке, yi – ординаты линий влияния.

Расчетный момент от горизонтальной нагрузки:

.

Расчетное значение вертикальной поперечной силы:

Qx = ?·? Fk·yi = 1,05 · 529,63 · 2,34 = 1301,3 кН

Расчетное значение горизонтальной поперечной силы:

Qy = ?Tk·yi = 15,15 ·2,34 = 35,45 кН

Подбор сечения.



Принимаем подкрановую балку симметричного сечения с тормозной конструкцией в виде листа из рифленой стали с t = 6мм и швеллера №18.



hб ? ; hт = hн = 1,25м. Задаем





, где

Mн = ?n·? Fкн·yi = 0.95·485·2,55 = 1174,9 кН·м – момент от загружения балки одним краном.

Принимаем hпб=100 см.

Задаемся толщиной полок tп = 2 см, тогда hст = hб – 2 tп =96см

Из условия среза стенки силой Qx:



Принимаем tст =16 мм.
.




Ширина пояса: bn,трп,тр/tп= 19,83см.

Принимаем bn=20 мм

Устойчивость пояса: =



Проверка прочности сечения





Расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения:





Нормальное напряжение в т.А



Прочность стенки балки от действия местных напряжений под колесом крана:

где

? = 1,4 – коэффициент увеличения нагрузки на колесе, учитывающий возможное перераспределение усилий между колесами и динамический характер нагрузки.

Fk = Fkн · n · ?n = 485 · 0,95 · 1,1 = 506,8 кН.



Ip = 4923,79 см4 – момент инерции рельса КР-120;

с = 3,25 – коэффициент податливости сопряжения пояса и стенки для сварных балок.





8. Список использованных источников

  1. Легкие конструкции одноэтажных производственных зданий. Справочник проектировщика/Е.Г. Кутухин, В.М. Спиридонов, Ю.Р. Хромец. - М.: Стройиздат,1988.-263 с.

  2. Металлические конструкции/Е.И. Беленя, В.А. Балдин и др.; под общей редакции Е.И. Беленя. - М.: Стройиздат,1986.-560с.

  3. Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*. Стальные конструкции)/ЦНИИСК им.Кучеренко Госстроя СССР,

1989.-272 с.

  1. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции/Госстрой СССР.-М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1990.-96с.

  2. СНиП II-2.01.07-85. Нагрузки и воздействия/Госстрой СССР.-М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1986.-36с.

  3. Стальные конструкции производственных зданий. Справочник/А.А. Нилов, В.А. Пермяков, А.Я. Прицкер. - К.: Будiвельник,1986.-272 с.

  4. Шагивалеев К.Ф. Статический расчет поперечной рамы одноэтажного промышленного здания. – СГТУ, 1995.-72 с.

Приложение

Ведомость курсового проекта




п/п

Формат

Наименование

Кол-во

Примечание

1

А-4

Пояснительная записка


40




2

А-1

Графическая часть

2






1   2


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