Контрольная работа - Металлические конструкции (1) - файл n1.doc

Контрольная работа - Металлические конструкции (1)
скачать (268 kb.)
Доступные файлы (1):

268kb.

29.05.2012 21:11

n1.doc

Содержание:
1. Контрольная работа №1

1.1 Исходные данные

1.2 Определение основных размеров рамы

1.3 Расчёт нагрузок на раму промздания.

1.4 Определение числа и схем нагружения.

1.5 Исходные данные к расчёту рамы (программа INTAB)

1.6 Результаты вычислений в программе “Intab”.

2. Контрольная работа №2

2.1Компоновка фермы.

2.2 Загружения фермы.

2.3 Результаты вычислений.

3. Литература
1. Контрольная работа №1.

1.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Сбор нагрузок на ригель c учётом конструкции покрытия:

Таблица 1.1.1

№ п/п	Состав кровли и конструкция покрытия	Нормативная нагрузка, кН/м²	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка, кН/м²
1	Защитный слой гравия по битумной мастике δ = 10мм	0,21	1,3	0,27
2	Четыре слоя рубероида	0,16	1.2	0.192
3	Утеплитель из минераловатных плит толщиной 150 мм ,γ =2 кН/м³	0,30	1.2	0,36
4	Пароизоляция (один слой рубероида)	0,04	1.2	0,05
5	Стальной оцинкованный профилированный настил	0,11	1,05	0,12
6	Ферма, связи	0,40	1,05	0,42
Итого:		1,22		1,41

Крановые нагрузки определяются грузоподъёмностью крана, пролётом и расстоянием между колоннами
Ветровая нагрузка - нормативное значение скоростного напора для II района W= 0,3 кН/м²
Снеговая нагрузка для IV пояса нормативная – 1.68 кН/м²

Исходные данные к расчёту нагрузок на раму ( программа Loads ):

Таблица 1.1.2

№ п/п	Наименование	Обозна-чение	Размер-ность	Значение
1	Пролёт рамы	L	м	24,0
2	Шаг рам	B	м	6,0
3	Эксцентриситет крановой нагрузки	E1	м	0,625
4	Эксцентриситет постоянной и снеговой нагрузок	E	м	0,375
5	Постоянная расчётная нагрузка	g	кН*м²	1,41
6	Косинус угла наклона кровли			1
7	Снеговая нормативная нагрузка	Sn	кН*м²	1.68
8	Высота рамы от поверхности земли до низа фермы	H	м	23
9	Высота торца фермы	hf	м	3.7
10	Скоростной напор ветра	Wo	кН*м²	0.3
11	Грузоподъёмность крана		кН	1000

1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ РАМЫ.

Стальной каркас производственного здания представляет собой пространственную конструкцию из поперечных рам, объединённых системами продольных и поперечных связей. Основными несущими конструкциями, воспринимающими расчётные нагрузки, являются плоские поперечные рамы.

В соответствии с заданием принимаем:

Расчётный пролёт рамы L=24 м.

Шаг колонн вдоль здания В=6 м.

Высота от уровня пола до головки рельса Н_гр=18 м

Разбивочные оси рамы принимаются по оси верхней, сплошной части колонны. Нижняя часть колонны выполняется сквозной из двутавра для внутренней (подкрановой) ветви, а наружная – в виде составного швеллера из двух уголков, соединённых стенкой-листом. Расстояние между осями сечений ветвей принимаем в соответствии с грузоподъёмностью крана h₂=1250 мм.

Для верхней части колонны: Н₂=b_ν₊h_cr₊h_r₊h_b, где

b_ν=300 мм – зазор между нижним поясом фермы и краном;

h_cr=3700 мм – вертикальный габарит крана грузоподъёмностью 1000 кН;

h_r=200 мм – высота кранового рельса;

h_b=1000 мм – высота подкрановой балки.

Н₂=300+3700+200+1000=5200 мм.

Длина нижней части от уступа до фундамента:

Н₁= h_гр– (h_r₊h_b)+ h_р, где

H_р=1000 мм – заглубление колонны ниже пола.

Н₁=18000-(200+1000)-1000=17800 мм.

Высота колонны от пола до низа ригеля:

Н₃= Н₁+ Н₂- h_р=5200+17800-1000=22000 мм.

Общая высота колонны:

Н=Н₁+Н₂

Н=23000 мм.

Высота от низа колонны до головки рельса:

H_гр=Н₁+ h_r₊h_b=17800+200+1000=19000 мм.

Высота фермы на опоре при уклоне кровли 1:8 принимается равной 2,2 м, посредине пролёта 2200+24000/(2*8)=3700 мм.

Рис.1.2.1

Рис. 1.2.2

№	X	Y
1	0	0
2	0	17.8
3	0	19.0
4	0	23.0
5	24.0	0
6	24.0	17.8
7	24.0	19.0
8	24.0	23.0

Таблица 1.2.1
1.3. РАСЧЁТ НАГРУЗОК НА РАМУ ПРОМЗДАНИЯ
Постоянная нагрузка:
Погонная нагрузка от покрытия на 1 м.п. ригеля рамы:

g = g1*b / cos a = 1,41 * 6,0 / 1 = 8,46кН/м

Постоянная сосредоточенная сила от ригеля на колонну:

N = L * g0 / 2 = 24,0 * 8,46/ 2 = 101,52 кН

Момент от постоянной сосредоточенной силы: Mg = N * e = 101,52 * 0,375 = 38,07 кНм
Временная нагрузка:
Снеговая нагрузка:

Нормативная снеговая нагрузка для заданного района sn=1,68 кН/м²

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке принят равным 1,4

Расчетная погонная снеговая нагрузка s =1,4 * sn * B = 1,4 * 1,0 * 6,0 = 14,4 кН/м

Cосредоточенная сила от снега на колонну : Ns = s * L / 2 = 14,4 * 24,0 / 2 = 172,8 кН

Момент от снеговой сосредоточенной силы Ms = Ns * e = 172,8 * 0,375 = 64.8 кНм
Ветровая нагрузка:

Высота рамы от поверхности земли до низа фермы H = 23м

Высота фермы hf = 3.7 м

Скоростной напор ветра w = 0,3 кН/м²

Аэродинамический коэффициент для активного давления на здания c = 0,8 (для отсоса

c = 0,6)

Пульсация не учитывается так как высота здания Н < 36 м

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке γf =1.4

Тип местности для расчёта ветровой нагрузки II

Пoдсчет среднего значения коэффициента K₁, учитывающего изменение w по высоте:

K₁ =0.67

Расчетная интенсивность распределенной ветровой нагрузки на стойку рамы:

qw= γf * w * К₁ * с * B = 1,4 * 0,3 * 0,67 * 0,8 * 6,0 = 1,35 кН/м

Расчетная интенсивность отсоса:

qw1 = γF * w *K₁* c * B = 1,4* 0,3 * 0,67 * 0,6 * 6,0 = 1,01 кН/м

Подсчет сосредоточенной ветровой нагрузки на торец покрытия (на уровне ригеля):

K₂=0.9

Сосредоточенная сила на торец фермы:

W = γf * w * K₂ * c * B * hf = 1,4 * 0.3 * 0.9 * 0,8 * 6,0 *3.7= 6,71 кН

Сосредоточенная сила на подветренный торец фермы:

W1 = γf * w * K₂ * c * B * hf = 1,4 * 0,3 * 0.9 * 0,6 * 6,0 * 3,7 = 5,03 кН

Крановая нагрузка:

Максимальная нагрузка на колесо Рmax=450 кН, сумма ординат линии влияния

sumY = 2,702

Коэффициент надежности для крановых нагрузок γf = 1,1

Максимальное вертикальное усилие от крана:

Dmax = 0,85 * 1,1 * Рmax * y + γf×G_pb =0.85* 1,1 * 450,0 * 2,702 + 1.05×21.5 =1159,45 кН

Давление на колесо с противоположной стороны крана Pmin

Pmin = (Q + gt + gcr ) / n0 – Pmax = (1000,0 +1250 ) / 4 – 450,0 = 112,5 кН

Минимальное вертикальное усилие от крана:

Dmin = 1,1 *0,85* Pmin * y + γf×G_pb =0.85* 1,1 * 112,5 * 2,702 + 1.05×21.5 =306,79 кН

Момент от максимального давления крана : M crmax = 1159,45 * 0,625 = 724.66 кН м

Момент от минимального давления крана : M crmin = 306,79 * 0,625 = 191,74 кН м

Тормозное усилие : Т = 0,85 * 1,1 * (Q + gt) / (20 * n0 ) * y =

= 0,85 * 1,1 * (1000,0 + 21.5 ) / (20 * 4 ) * 2,702 = 32.26 кН

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА НАГРУЗОК НА РАМУ

Таблица 1.3.1

№ п/п	Наименование нагрузки	Обозначение	Единица измерения	Значение
1	Распределённая расчётная постоянная нагрузка на ригель	g	кН/м	8,46
2	Сосредоточенная сила от ригеля на колонну	N	кН	157,7
3	Момент от постоянной сосредоточенной силы	Mg	кН м	59,1
4	Распределённая расчётная снеговая нагрузка на ригель	s	кН/м	14,4
5	Сосредоточенная сила от снега на колонну	Ns	кН	151,2
6	Момент от сосредоточенной силы от снега	Ms	кН м	56,7
7	Распределённая ветровая нагрузка (активное давление) на стену	qw	кН/м	1,4
8	Распределённая ветровая нагрузка (пассивное давление - отсос) на стену	qw1	кН/м	1,1
9	Сосредоточенная сила от ветрового давления (активное давление) на торец ригеля	W	кН	3,2
10	Сосредоточенная сила от ветрового давления (пассивное давление) на подветренный торец ригеля	W1	кН	2,4
11	Максимальное вертикальное усилие от крана	D max	кН	1357,9
12	Минимальное вертикальное усилие от крана	D min	кН	632,3
13	Момент от максимального давления крана	М max	кН м	848,7
14	Момент от минимального давления крана	М min	кН м	395,19
15	Тормозное усилие	Т	кН	48,9

1.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА И СХЕМ НАГРУЖЕНИЯ.

а)

б)

в)

г)

д)
Рис. 1.4.1
ВСТАВИТЬ ТАБЛИЦУ «ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К РАСЧЁТУ РАМЫ.

1.6. РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ В ПРОГРАММЕ “INTAB”
1 0 0 0

2 -1517.057491898743 -1807.055999999997 102.9439045869978

3 -1534.566696563033 -1928.879999999997 -74.78467666490288

4 15.34169777584293 -2334.959999999997 -711.5337410792351

5 0 0 0

6 1517.057491898739 -1807.055999999997 -102.9439045869976

7 1534.56669656303 -1928.879999999997 74.78467666490307

8 -15.34169777584677 -2334.959999999997 711.5337410792351

1 0 0 0

2 -2582.225518125521 -3075.839999999995 175.2236673821241

3 -2612.028419681761 -3283.199999999994 -127.2930666636644

4 26.11352812909239 -3974.399999999995 -1211.121261411464

5 0 0 0

6 2582.225518125514 -3075.839999999994 -175.2236673821235

7 2612.028419681753 -3283.199999999994 127.2930666636651

8 -26.11352812910291 -3974.399999999994 1211.121261411465

1 0 0 0

2 26409.39462132401 173.0497718980961 -1743.76417965382

3 28317.31907957961 184.7160486552711 -1427.83311354125

4 31470.17039737122 223.6036378458545 -87.82805760347284

5 0 0 0

6 26108.04964524874 -173.0497718980961 -1779.927348125694

7 28069.29437598416 -184.7160486552711 -1479.013873664274

8 31408.39451429912 -223.6036378458546 -104.9895721331701

1 0 0 0

2 13772.08866879258 -20445.82432613645 -2782.121076575296

3 16529.32092818471 -20432.85450542655 -1831.97116646086

4 18728.31547644073 -20389.62176972688 524.638958452014

5 0 0 0

6 16895.4229939648 -5653.2476738635 -663.6667507007124

7 17650.5847332287 -5666.2174945734 -576.231004023191

8 18167.16115496248 -5709.450230273065 525.7777270371437

1 0 0 0

2 21291.94745039767 121.2153146344371 -1422.048910268577

3 22780.02058288697 129.3871335985565 -1043.373246333485

4 24628.71537415875 156.626530145621 -4.39936174582314

5 0 0 0

6 19595.34955702458 -121.2153146344371 -1468.486338505309

7 21245.61061278623 -129.3871335985565 -1270.840485310861

8 24295.46730056153 -156.626530145621 -130.662646133372

1 1 2 -101.5199999999998 -1.278474814653826 17.16179127665488

-101.5199999999998 -1.278474814653826 -5.595060424183215

2 2 3 -101.5199999999999 -1.278474814653717 -43.66506042418298

-101.5199999999999 -1.278474814653717 -45.19923020176743

3 3 4 -101.52 -1.278474814653729 -45.19923020176746 -101.52

-1.278474814653729 -50.31312946038238

4 5 6 -101.5199999999998 1.278474814653823 -17.16179127665484

-101.5199999999998 1.278474814653823 5.595060424183202

5 6 7 -101.5199999999999 1.278474814654037 43.66506042418278

-101.5199999999999 1.278474814654037 45.19923020176762

6 7 8 -101.52 1.278474814653741 45.19923020176742 -101.52 1.278474814653741 50.31312946038238

7 4 8 -1.278474814653737 101.52 -50.31312946038247 -1.278474814653737

-101.52 -50.31312946038247

1 1 2 -172.7999999999997 -2.176127344091618 29.21155961983811

-172.7999999999997 -2.176127344091618 -9.523507104992703

2 2 3 -172.7999999999998 -2.176127344092863 -74.32350710499139

-172.7999999999998 -2.176127344092863 -76.93485991790283

3 3 4 -172.8000000000001 -2.17612734409148 -76.93485991790203

-172.8000000000001 -2.17612734409148 -85.63936929426795

4 5 6 -172.7999999999997 2.176127344091616 -29.21155961983805

-172.7999999999997 2.176127344091616 9.523507104992719

5 6 7 -172.7999999999998 2.176127344091797 74.32350710499209

-172.7999999999998 2.176127344091797 76.93485991790224

6 7 8 -172.8000000000001 2.176127344091451 76.93485991790209

-172.8000000000001 2.176127344091451 85.63936929426789

7 4 8 -2.176127344091471 172.8 -85.63936929426825 -2.176127344091471

-172.8 -85.63936929426768

1 1 2 9.721897297645846 35.18600487199794 -339.8307231166142 9.721897297645846 11.15600487199793 72.61316360494899

2 2 3 9.72189729764585 11.1560048720032 72.61316360494035 9.72189729764585 9.536004872003204 85.02836945134419

3 3 4 9.721897297645867 9.53600487199655 85.02836945134018 9.721897297645867 4.13600487199655 112.3723889393264

4 5 6 -9.721897297645848 30.83399512800575 -321.0837417399456

-9.721897297645848 12.85599512800575 67.75717153855675

5 6 7 -9.72189729764585 12.85599512800624 67.75717153855108

-9.72189729764585 11.64399512800624 82.45716569215855

6 7 8 -9.721897297645867 11.64399512800413 82.45716569215791

-9.721897297645867 7.603995128004133 120.9531462041744

7 4 8 -2.573995128003995 -9.721897297645864 112.3723889393261

-2.573995128003995 -9.721897297645864 -120.9531462041747

1 1 2 -1148.641816075082 -23.38143006159324 51.79579066192731

-1148.641816075082 -23.38143006159324 -364.3936644344324

2 2 3 10.80818392491893 -23.38143006158877 251.5663355655624 10.80818392491893 -23.38143006158877 223.5086194916559

3 3 4 10.80818392491619 -23.38143006159381 223.5086194916532 10.80818392491619 -23.38143006159381 129.9828992452779

4 5 6 -317.5981839249158 23.38143006159516 -245.3793764639673

-317.5981839249158 23.38143006159516 170.8100786324266

5 6 7 -10.8081839249159 23.38143006159866 7.830078632421401

-10.8081839249159 23.38143006159866 35.88779470633978

6 7 8 -10.80818392491642 23.38143006159435 35.88779470633636

-10.80818392491642 23.38143006159435 129.4135149527138

7 4 8 -23.38143006159407 -10.80818392491628 129.9828992452778

-23.38143006159407 -10.80818392491628 -129.413514952713

1 1 2 6.809849136766129 18.37466360011717 -243.4248942583786 6.809849136766129 18.37466360011717 83.64411782370703

2 2 3 6.809849136766132 18.37466360011697 83.64411782370335 6.809849136766132 18.37466360011697 105.6937141438437

3 3 4 6.809849136766147 -13.88533639988404 105.6937141438427 6.809849136766147 -13.88533639988404 50.15236854430652

4 5 6 -6.809849136766129 13.88533639988566 -206.0787264592806

-6.809849136766129 13.88533639988566 41.08026145868418

5 6 7 -6.809849136766132 13.88533639988679 41.08026145867976

-6.809849136766132 13.88533639988679 57.74266513854391

6 7 8 -6.809849136766147 13.88533639988459 57.74266513854253

-6.809849136766147 13.88533639988459 113.2840107380809

7 4 8 -13.88533639988433 -6.809849136766141 50.15236854430649

-13.88533639988433 -6.809849136766141 -113.2840107380809
Вставить эпюры.