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


Министерство образования и науки РФ

Саратовский государственный технический университет

Кафедра: Промышленное и гражданское строительство



Курсовой проект



по дисциплине « Металлические конструкции »

на тему: «Проектирование основных конструкций

стального каркаса одноэтажного

промышленного здания»

(пояснительная записка)

Выполнил:

ст. гр. ПГС-
Проверил:


Саратов 2006
Содержание

Введение

Исходные данные

3

4

1

Компоновка поперечной рамы

5

2

Сбор нагрузок на поперечную раму

5




2.1 Постоянная нагрузка

6




2.2 Снеговая нагрузка

7




2.3 Крановая нагрузка

7




2.4 Ветровая нагрузка

9

3

Статический расчет рамы

10

4

Определение расчетных усилий в стойке рамы

12

5

Проектирование колонны

14




5.1 Определение расчетных длин колонны

14




5.2 Подбор сечения верхней части колонны

14




5.3 Подбор сечения нижней части колонны

16




5.4 Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны


18




5.5 Расчет и конструирование базы колонны

20

6

Конструирование и расчет стропильной фермы

23




6.1 Сбор нагрузок на ферму

23




6.2 Подбор сечения элементов фермы

24




6.3 Расчет соединений стержней в узлах фермы

6.4 Расчет укрупнительного стыка фермы

6.5 Расчет сопряжения колонны с фермой

33

33

35

7

Конструирование и расчет подкрановой конструкции

36

8

Список использованных источников

39




Приложение

40






































Введение
Выполнение курсового проекта «Каркас одноэтажного промышленного здания» по дисциплине «Металлические конструкции» направлено на усвоение знаний, полученных при изучении теоретической части этой дисциплины и на выработку практических навыков расчета и проектирования металлических конструкций.

В курсовом проекте рассматриваются особенности размещения конструктивных элементов каркаса в плане и по высоте, схемы связей между колоннами, горизонтальных и вертикальных связей по покрытию, компоновка поперечной рамы, правила определения величин и характера действующих на каркас различных нагрузок – постоянной, временных.

Расчет стальных конструкций производится по методу предельных состояний в соответствии с положениями СНиП II-23-81* «Стальные конструкции» и согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».

Исходные данные


  1. пролет здания, L=36 м;

  2. шаг колонн, B=6 м;

  3. длина здания, 102 м;

  4. отметка верха колонны, 14,4 м;

  5. грузоподъемность крана, Q=100/20;

  6. режим работы мостовых кранов 5К;

  7. район строительства – Уфа;

  8. температурно-влажностный режим – отапливаемое здание;

  9. подкровельные несущие конструкции – прогоны и профнастил;

  10. несущие конструкции покрытия – фермы из спареннных уголков.


Характеристики крана 120/20, 5К


р*1=485 кН;

крана – 132;

А3=900,

В=9600,

В2=400,

Н=4000.

Расчетная снеговая нагрузка Sq=3,2 кПа (V район);

Нормативная ветровая нагрузка W0=0.3 кПа (II район).

Компоновка поперечной рамы начинаем с установления основных габаритных размеров конструкций в плоскости рамы.

Расстояние от кранового рельса до низа стропильных конструкций:

, где f=300 мм; Hk=4000 мм.

Принимаем Н2=4,4м;



Высота верхней части колонны равна:



где hб =600 мм - высота подкрановой балки

hр=170 мм – высота кранового рельса.

Рис.1



Высота нижней части колонны равна:

Общая высота колонны:

Высоту сечения верхней части колонны принимаем hв=450 мм.

Высота сечения нижней части колонны:

,

где - расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны. Принимаем l1=1000 мм

Привязка колонны к осям а=250мм.

.



Пространственную систему каркаса промышленного здания расчленяем на плоские поперечные рамы. Так как центры тяжести не верхней и нижней частей колонны не совпадают вычисляем величину эксцентриситета:



Задаемся соотношением жесткостей ригеля, нижней и верхней частей колонны: Jp/Jн=4; Jн/Jв=6.

2.1 Постоянная нагрузка

Таблица1

N

Вид нагрузки

qн,

кН/м2

f

q,

кН/м2

1

Изоэласт

0,055

1,3

0,072

2

Плита минераловатная

?=200 кг/м3, t=150 мм

0,3

1,3

0,39

3

Пароизоляция из одного слоя рубероида

0,04

1,3

0,05

4

Профилированный настил Н60-845-0,8 9,9кг/м2

0,099

1,05

0,104

5

Прогоны покрытия швеллер №24

0,12

1,05

0,126

8

Стропильные фермы

0,3

1,05

0,315

9

Связи по покрытию

0,06

1,05

0,063




Итого:

0,974




1,12


Равномерно распределенная нагрузка на ригель рамы равна:

, где В – шаг колонн

Рис.2

Расчетная схема на действие постоянной нагрузки


Опорная реакция ригеля:



Нагрузку от собственного веса колонн, стенового ограждения и заполнения оконных проемов представляем в виде сосредоточенных сил F1 и F2, приложенные к стойкам, соответственно, в уровне уступа и в узле сопряжения с ригелем.

Расчетный вес колонны.

Верхняя часть (20% веса)



Нижняя часть колонны (80% веса):



Панели 3-х слойные стеновые с профилированными металлическими обоймами и заполнителем из пенополиуретана. Длина 2400-12000 мм; Ширина 1000 мм; Толщина 100 мм; Вес 36,89 кг/мІ.

Тогда:








    1. Снеговая нагрузка


Расчетная снеговая нагрузка Sq=3,2 кПа.

Нормативная снеговая нагрузка

Снеговую нагрузку на ригель рамы принимаем равномерно распределенной равной

b=6м – ширина грузовой площади.

Опорная реакция ригеля:



Величина сосредоточенного момента равна:

Расчетная схема на действие снеговой нагрузки Рис.3



    1. Крановая нагрузка


Крановая нагрузка учитывается в виде вертикальных сил, приложенных к противоположным стойкам:





где:



Gk – масса крана с тележкой, кН;

yi – ординаты линий;

?=0.85-коэффициент сочетания;

n =4 – число колес крана с одной стороны.

Q – грузоподъемность крана, т;

Gпб – собственный вес подкрановой балки;

qн=1,5кН/м2 – нормативная полезная нагрузка на тормозной площадке;

bT=hн=1,25м – ширина тормозной площадки;

B=6м – шаг колонн;

f– коэффициенты надежности по нагрузке равные 1,1;1,05;1,2.

Рис.4

Расчетная схема на крановую нагрузку



Горизонтальное давление одного колеса определяется по формуле

,

где Q=100 –грузоподъемность крана в т;

GТ= 363 – вес тележки в кН;

n =4 – число колес крана с одной стороны.

Расчетное значение горизонтальной силы равно:



Величина изгибающих моментов определяется по формулам:





где ек=0,5hн=0,625 – расстояние от оси подкрановой балки до оси, проходящей через центр тяжести нижней части колонны.


    1. Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка изменяется по высоте и ее расчетное значение вычисляется по формуле:



где w0 – давление ветра;

 =1,4 – коэффициент надежности по нагрузке;

к – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;

c – аэродинамический коэффициент;

B – ширина грузовой площади равная шагу колонн.

.

Для 5м ,

Для 10м ,

Для 20м ,

Для 14,4м ,

Для 17,55м ,

Для 18,05м ,

, ?

, .

Ветровую нагрузку в пределах покрытия заменяем сосредоточенной силой F, а изменяющуюся по высоте ветровую нагрузку qw представляем эквивалентной равномерной нагрузкой qэ:

, .



Рис. 5

  1. Статический расчет рамы


Статический расчет рамы выполнен с помощью программы FRAME, основой алгоритма которой служит метод конечных элементов.

Расчёт рамы со ступенчатыми стойками и с жестким

сопряжением ригеля со стойками.

Табл.2

Усилия в сечениях левой стойки рамы

N

нагр.

Нагрузка

nc

Сечения стойки

1 - 1

2 - 2

M,кНм

Q,кН

N,кН

M,кНм

Q,кН

N,кН

1

ПОСТОЯННАЯ

1

128,1065

-12,8266

-202,74

-0,54456

-12,8266

-143,75

2

СНЕГОВАЯ

1

364,0539

-40,7338

-328,32

-44,5062

-40,7338

-328,32

0.9

327,6485

-36,6604

-295,49

-40,0556

-36,6604

-295,49

3

Dmax.

на

левую

стойку

1

90,10638

-61,2248

-1222,67

-524,017

-61,2248

-1222,67

0.9

81,09574

-55,1023

-1100,4

-471,615

-55,1023

-1100,4

4

на

правую

стойку

1

191,699

-40,8739

-544,97

-218,312

-40,8739

-544,97

0.9

172,5291

-36,7866

-490,47

-196,48

-36,7866

-490,47

5

T

на

левую

стойку

1

-156,716

20,59776

0

49,94282

20,59776

0

0.9

-141,044

18,83798

0

44,94853

18,53798

0

6

на

правую

стойку

1

-69,9204

6,23103

0

-7,41066

6,23103

0

0.9

-62,9284

5,607927

0

-6,66959

5,607927

0

7

ВЕТРОВАЯ

слева

1

-169,847

23,59347

0

0,920378

10,45417

0

0.9

-152,863

21,23412

0

0,82834

9,408751

0

8

справа

1

160,5638

-20,6995

0

2,221251

-10,8701

0

0.9

144,5074

-18,6296

0

1,999126

-9,78312

0

Hв=5,17м; Hн=10,03м; H=15,2м; L=36м; n=6.00; n1=24.0000; n2=3,09; a=0.60м; c=4,57м; Alпр.=0,5; qп=6,72кН/м;


Расчёт рамы со ступенчатыми стойками и с жестким

сопряжением ригеля со стойками

Усилия в сечениях левой стойки рамы Продолжение таблицы

N

нагр.

Нагрузка

nc

Сечения стойки

3 - 3

4 - 4

M,кНм

Q,кН


N,кН

M,кНм

Q,кН

N,кН

1

ПОСТОЯННАЯ

1

-72,5948

-12,8266

-143,75

-138,908

-12,8266

-120,96

2

СНЕГОВАЯ

1

-176,032

-40,7338

-328,32

-386,625

-40,7338

-328,32

0.9

-158,428

-36,6604

-295,49

-347,963

-36,6604

-295,49

3

Dmax.

на

левую

стойку

1

240,1529

-61,2248

0

-76,3794

-61,2248

0

0.9

216,1376

-55,1023

0

-68,7415

-55,1023

0

4

на

правую

стойку

1

122,2984

-40,8739

0

-89,0199

-40,8739

0

0.9

110,0685

-36,7866

0

-80,1179

-36,7866

0

5

T

на

левую

стойку

1

49,94282

20,59776

0

-28,9556

-19,9722

0

0.9

44,94853

18,53798

0

-26,06

-17,975

0

6

на

правую

стойку

1

-7,41066

6,23103

0

24,80377

6,23103

0

0.9

-6,66959

5,607927

0

22,32339

5,607927

0

7

ВЕТРОВАЯ

слева

1

0,920378

10,45417

0

37,461

3,687429

0

0.9

0,82834

9,408751

0

33,7149

3,318686

0

8

справа

1

2,221251

-10,8701

0

-40,8802

-5,80799

0

0.9

1,999126

-9,78312

0

-36,7922

-5,22719

0
  1   2


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