Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Конструктивная схема одноэтажного промышленного здания

Название: Конструктивная схема одноэтажного промышленного здания
Раздел: Рефераты по строительству
Тип: курсовая работа Добавлен 22:11:43 03 января 2011 Похожие работы
Просмотров: 3612 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Калининградский Государственный

Технический университет

Кафедра ПГС

Курсовой проект по дисциплине: Металлические конструкции

Конструктивная схема одноэтажного промышленного здания


Содержание

1. Исходные данные

2. Компоновка конструктивной схемы производственного здания

3. Расчет подкрановой балки

4. Расчет стропильной фермы

5. Расчет поперечной рамы каркаса

6. Расчет колонны

Список используемой литературы


1.И сходныеданные

- Район строительства –Вильнюс (вариант №2)

- Схема фермы-№2 (схема компоновки №4) (рассчитать узлы Ж, Е)

- Пролет фермы -20 м

- Длина панели верхнего пояса-2,5м

- Опорная стойка –1,6м (уклон i=1/8)

- Шаг фермы –6 м

- Сталь марки 14Г2 (С345 то же самое)

- Постоянные нормативные нагрузки (кН/м2 )-0,6-0,2-0,14-0,4

- Вес тельфера 70кН

2.К омпановкаконструктивнойсхемыаркасапроизводственногоздания

Рис.1 - Необходимо определить вертикальные размеры стоек рамы (колонны)

Расстояние от головки кранового рельса до низа фермы составляет:

Н2 =(Нс +100)+а,

где Нс - габаритный размер крана по высоте; Нс =2750мм;

100мм-установленный по технике безопасности зазор между габаритом

крана и стропильными конструкциями;

а- размер, учитывающий прогиб конструкции покрытия, а=200…400мм

Н2 =(2750+100)+400=3250мм=3,4м

Высота цеха от уровня пола до низа ригеля Н=Н12 ,

где Н1 – наименьшая высота от пола до головки кранового рельса

Размер Н принимается кратным 0,3м.

Н=6800+3400=10200мм=10.2м.

Принимаем Н=10.2 м.

Высота верхней части колонны l2 =hg +hr +H2 ,

где hg – высота подкрановой балки, которую предварительно принимаем

hg =600 мм; hr – высота кранового рельса; hr =120мм

l2 =600+120+3400=4120мм=4.12м

Высота нижней части колонны от низа базы до уступа колонны

l1 =H+hb -l2 ,

где hb – заглубление базы колонны по отношению к уровню пола,

принимаем hb =1000мм

l1 =10200+1000-4120=7080мм=7,08м.

Общая высота колонны от низа базы до низа ригеля

l= l1 + l2

l=7080+4120=11200мм=11,2м

Определяем размеры сечений колонны

Высота поперечного сечения верхней части колонны из условия обеспечения ее жесткости должна быть h2 >(1/12)l2 ; принимаем h2 =500мм.

В этом случае привязка наружной грани колонны к продольной координационной оси определяется величиной Bo =250мм, т.е. координационная ось проходит по середине верхней части колонны

Высота поперечного сечения нижней части колонны определяется из выражения h1 =Bo +λ,

где λ – расстояние от оси подкрановой балки до координационной оси, принимаем λ=750мм

h1 =250+750=1000мм

Из условия жесткости необходимо, чтобы величина h1 отвечала неравенству h1 >(1/20…1/30)l1 – условие удовлетворяется.

Пролет мостового крана

Lc =L-2 λ,

где L- пролет здания

Lc =24000-2·750=22500мм=22,5м.

Высота стропильной фермы h=[1/8…1/12]L=< 3800мм

Примем h=3100 мм

3. Р асчетподкрановойбалки

Определение нагрузок на балку

Характеристики заданного мостового крана:

- Грузоподъемность крана Р=300кН

- Пролет крана Lc =22,5м

- Ширина крана Вс =6,3м

- База крана Кс =5,1м

- Сила давления колеса на

подкрановый рельс Fн =315 кН

- Вес тележки G=120 кН

- Вес крана общий Gс =520 кН

- Тип кранового рельса КР-70

Расчетная сила вертикального давления колеса на кран

F=Fн ·γf ·nc ·ka ,


Где γf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,1

nc - коэффициент сочетаний, равный 0,85 при расчете на действие двух

сближенных кранов нормального режима работы

ka - коэффициент динамичности, равный 1 для кранов нормального

режима работы

F=315·1,1·0,85·1=295 кН

Нормативная горизонтальная сила при торможении тележки, приходящаяся на одно колесо крана

Тn =0,05(P+G)/n

Тn =0,05(300+120)/2=10,5 кН

Расчетная горизонтальная сила, создаваемая одним колесом крана

T=Tn ·γf ·nc ·ka

T=10,5·1,1·0,85·1=9,8 кН

Рис. 5. Схема нагрузок от мостового крана

Определение усилий в балке

Расчетное значение изгибающего момента

Mf =α·F·Σyi , где

α -коэффициент,учитывающийсобственныйвес подкрановой

конструкции, равный для балок пролетом 6 м-1,03;

Σyi - сумма ординат линиивлияния под силами F

Наибольшая ордината у, припролете 6 м (1,5+0,9)=2,4

Наименьшее расстояние между колесами двух кранов

В = Вс -К= 6,3-5,1=1,2м

Mf =1,03·295·2,4=729 кН*м

Рис. 6. Схема к определению при м.

Рис. 7. Схема к определению при = 6 м

Расчетное значение поперечной силы

Qf = α·F·Σyi

где Σyi - сумма ординат линии влияния поперечной силы под силами F.

QF = 1,03· 295· (1+0,8) = 547 кН

Наибольшая ордината линии влияния у1 =1

Нормативное значение изгибающего момента

М1 n = α·F·Σyi =1,03·295·1,5=456 кН*м

Расчетный изгибающий момент Мт от горизонтального воздействия крановой на грузки на балку определяют при таком же положении сближенных кранов, как и при расчете МF

Поэтому величина МT , может быть найдена из сочетания

Мт = MF ·T/F= 729·9,8/295= 24,2 кН·м

Подбор и компановка сечения балки

Требуемый момент сопротивления балки

Wxmp =Mf ·β·γn /Ry ·γc

где Mf -расчетный изгибающий момент, кН·см

Ry - расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по

пределу текучести; Ry =33 кН/см2

β-коэффициент, учитывающий дополнительные напряжения в верхнем

поясе балки от горизонтального воздействия крановой нагрузки;

принимаемый равным β=1,05

γn - коэффициент надежности по назначению; γn =1

γс - коэффициент условий работы, принимаемый в данных условиях γс =1

Wxmp =72900·1,05·1/33·1=2320 см3

Рис. 8. Схема подкрановой и тормозной балок

Минимальная высота подкрановой балки

hmin =5·γc ·Ry ·l·n0 ·Mln /24·E·Mf

где l-пролет балки, см

Е- модуль упругости стали Е=206·102 кН/см2

Mln – нормативный изгибающий момент в балке при загружении ее одним

краном

n0 - величина, обратная предельному относительному прогибу, для балок

под краны нормального режима n0 =400

hmin =5·1·33·600·400·45600/24·20600·72900=50,1 см

Оптимальная высота балки

hopt =k·Ö(Wxmp /tw )


где k- коэффициент, зависящий от конструктивного оформления балки;

при постоянном сечении сварных балок k=1,15

tw - толщина стенки, см

Предварительно толщина стенки определяется по формуле

tw =7+3hmin /1000

tw =7+3·501 /1000=8,5 мм

Принимаем tw =9 мм

hopt =1,15·Ö(2320/0,9)=58,4 см

Принимаем h=60 см

Уточним толщину стенки из условия обеспечения ее прочности при работе на срез ( сдвиг)

tw >1,5·Qf · γn /hw ·Rs · γc

где hw - высота сечения; hw =h-2tf =60-2*1,8=56,4см

tf - толщина пояса, предварительно принимаемая равной tf =14-20мм; =18мм

Rs - расчетное сопротивление сдвигу, кН/см2 ; Rs =19,14 кН/см2

tw >1,5·547· 1/56,4·19,14· 1=0,48см

Оставляем толщину tw =9мм.

hopt =1,15·Ö(2320/0,9)=58,4 см

Принимаем h=60 см

Проверка:

tw >1,5·547· 1/56,4·19,14· 1=0,76см tw =0,9см>=0,76см

Требуемая площадь сечения каждого поясного листа при симетричной балке равна

Аf =Wxmp /h- tw ·h/6

Аf =2320/60- 0,9·60/6=29,7 см2

Толщина поясного листа tf =18мм. Ширина поясных листов bf =180мм.

Площадь сечения поясного листа Af =tf *bf =1,8*18=32,4см2 .

По требованию обеспечения местной устойчивости поясов балки необходимо чтобы соблюдалось условие

Bef /tf <0,5Ö(E/Ry )

где Bef – ширина свеса сжатого пояса Bef =(Bf -tw )/2

Bef =(180-9) /2=85,5мм

8,55/1,8<0,5Ö(20600/33)

4,75<12,49

Условие выполняется

Проверка прочности и жесткости подкрановой балки

Площадь сечения элементов (см2 ):

Стенки балки Aw =hw ·tw =56,4·0,9=50,76 cм2

Верхнего пояса Aft =Bf ·tf =32,4 cм2

Нижнего пояса Afb =Bf ·tf =32,4 cм2

Тормозного листа Ash =Bsh ·tsh =85·0,6=51см2

где tsh - толшина стального рифленого листа: tsh =6мм

Bsh - ширина стального листа, зависящая от конкретных размеров

конструкций и измеряющаяся в пределах 85…90 см. =85см.

Площадь поперечного сечения швеллера Aс h , выполняющая роль пояса тормозной балки для швеллера №16 Aс h = 18,1 см2

Момент инерции (см4 ) площади поперечного сечения балки относительно оси Х-Х

Ix = hw 3 ·tw /12+2·( Bf ·tf 3 /12+ Afb ((hw + tf )/2)2 )

Ix = 56,43 ·0,9/12+2·( 18·1,83 /12+ 32,4((56,4+ 1,8)/4)2 )=68346 см4

Расстояние от центра тяжести тормозной балки до оси Y0 -Y0 (см)


Хc =(Ach ·Xcho +Ash · Xsho )/( Ach + Ash +2Aft )

Хc =(18,1·83+51· 40,5)/( 18,1+ 51+2*32,4) =26,7 см

где Xcho – расстояние от оси Y0 -Y0 балки до центра тяжести окаймляющего

швеллера

Xsho – расстояние от оси Y0 -Y0 балки до центра тяжести тормозного листа

Момент инерции площади поперечного сечения тормозной балки относительно оси Y-Y(см4 )

Iy =Ich +Ach Xch 2 +tsh b3 sh /12+ Ash Xsh 2 + tf b3 f /12+Aft Xc 2

где Xch -расстояние от оси Y-Yдо центра тяжести швеллера

Xsh -расстояние от оси Y-Yдо центра тяжести тормозного листа

Ich - собственный момент инерции швеллера

Iy =63+18,1·56,32 +0,6·853 /12+ 51·13,82 + 1,8·183 /12+32,4·26,72 =121826 см4

Моменты сопротивления площади поперечного сечения:

-подкрановой балки относительно оси Х-Х

Wx =2Ix /hWx =2*68346/60=2278 см3

-тормозной балки относительно оси Y-Y

Wy =Iy /(Xc +bf /2) Wy =121826/(26,7+18/2)=3413 см3

Статический момент (см3 ) половины сечения подкрановой балки относительно нейтральной оси Х-Х

Sx = Af (hw +tf )/2 + Aw hw /8

Sx = 32,4(56,4+1,8)/2 + 50,76·56,4/8=1300 см3

Проверка прочности подкрановой балки по нормальному напряжению в ее верхнем поясе производится по формуле

σмах =Mf /Wx +Mt /Wy <Rγcn

σмах =72900/2278+2420/3413=32,7кН/см2 <33·1/0,95=34,7

Условие выполнено.

Проверка прочности балки по касательному напряжению:

τmax =Qf Sx /Ix tw <Rs γcn

τmax =547·1300/68346·0,9=11,6кН/см2 <19,14·1/0,95=20,2

Проверка прочности стенки балки по местному напряжению от давления кранового колеса

σlocwf γf Fn /tw lef <Ry γcn

σloc =1,1·1,1·315/0,9·23,4=18,1кН/см2 <33·1/0,95=35 Условие выполнено.

где γwf - коэффициент, учитывающий неравномерность давления колес и

повышенную динамичность под стыком рельсов, принимаемый для

кранов нормального режима работы γwf =1,1

γf -коэффициент надежности по нагрузке γf =1,1

lef - условная длина распределения местного давления (см), определяемая

в сварных балках по формуле

lef =3,25* 3 Ö(If /tw )=3,25* 3 Ö(336/0,9)=23,4см


где If - сумма моментов инерции площади сечения верхнего пояса балки и кранового рельса относительно собственных осей

If =bft ·tf 3 /12+Ir =18·1,83 /12+327=336см4

Ir - момент инерции кранового рельса, принимаемый по соответствующему

ГОСТу. =327см4

Проверка жесткости подкрановой балки производится по формуле

f=Min ·l2 ·γc /10·E·Ix <fu ;

f=45600·6002 ·1/10·20600·68346=1,2см <1,5 Жесткость соблюдена.

где f- прогиб балки от нормативной нагрузки

Min -нормативный изгибающий момент (кН·см) в балке от загружения ее

одним краном

fu - предельный прогиб, равный для балок под краны режимов работы

1К-6К l/400=600/400=1,5см

Перенапряжения в конструкциях не допускаются.

Обеспечение местной устойчивости элементов подкрановой балки

Общая устойчивость подкрановой балки при наличии тормозной балки обеспечена.

Местная устойчивость сжатого (верхнего) пояса подкрановой балки обеспечена, если выполняется условие

Bef /tf <0,5√(E/Ry )

где Bef -ширина свеса пояса

8,55/1,8<0,5Ö(20600/33)

4,75<12,49

Условная гибкость стенки балки


λw =(hw /tw ) √(Ry /E)≤ 2,2

λw =56,4(33/20600) 1/2 /0,9=2,173< 2,2 Условие выполняется

Определение размеров опорного ребра балки

Разрезная подкрановая балка опирается на колонну посредством опорного ребра с выступающим пристроганным торцом

Требуемая площадь сечения ребра (см2 )

Ap >Qf ·γn /Rp · γc

где Rp - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности, кН/см2

Ap >547·0,95/48·1=11 см2

Ширина опорного ребра (см)

Bα =Ap /tα =11/1,2=9,2 см

где tα - толщина ребра, назначаемая в пределах 12…20мм. =1,2см

Принимаем Bα =180 мм

Ширина выступающей части ребра (ширина свеса Bef ) из условия обеспечения его местной устойчивости должна отвечать неравенству

Bef /tα <0,5√(E/ Ry )

Ширина свеса Bef =(Bα -tw )/2=(9,2-0,9)/2=4,15см

4,15/1,2<0,5√(20600/33)

3,46<12,49

Местная устойчивость обеспечена.

Выступающая вниз часть ребра а должна отвечать неравенству а<1,5 tα ;

Принимаем а=18мм

18≤1,5·12=18мм – условие выполняется

Определение веса и массы подкрановой балки

Вес подкрановой балки (кН):

G=ψAlγct ,

где ψ-строительный коэффициент, принимаемый для сварных балок с

поперечными ребрами жесткости: ψ=1,2

А- площадь поперечного сечения балки, м2

γct - объемный вес стали: γct =78,5 кН/м3

l-пролет балки,м

A=ΣAi =Aw +2Af +Ash +Ach =50,76+2*32,4+51+18,1=184,66см2 =0,0185м2

G=1,2*0,0185*6*78,5=10,5кН

Масса подкрановой балки (т):

M=G/g

где g– ускорение свободного падения. = 9,81м/с2

М=10,5*1000/9,81=1070кг=1,07т

4.Расчет стропильной фермы

Исходные данные :

Схема : № 2. Схема компановки:№4.

Пролёт фермы :24 м.

Длинна панели нижнего пояса : 3м.

Опорная стойка : 1,6м.

Шаг фермы : 6 м.

Сталь фермы : 14Г2

Постоянные нормативные нагрузки : 0,6 – 0,2 – 0,14 – 0,4кН/м2

Вес тельфера 70 кН.

Район строительства: Вильнюс.

Рассчитать узлы :Е.

Уклон фермы : 1/8

Определим геометрические длины всех панелей поясов.

L15 = L14 = L13 = L12 = L11 = L10 = L9 = L8 = 3 м.

tg α = 1/8 α = 70 12’

sin α = 0.124

cos α = 0.992

L0 = L1 = L2 = L3 = L3 = L4 = L5 = L7 = L6 = 3 м.

Определим геометрические длины всех стоек.

L’0 = L’16 = 1,6 м.

L’2 = L’14 = 1,98 м.

L’4 = L’12 = 2,36 м.

L’6 = L’10 = 2,74 м.

L’8 = 3,1 м.

Определяем геометрические длины всех раскосов.

L’5 =L’11 =3,8м

Определение нагрузок на ферму.

На ферму действует два вида нагрузок:

- Постоянная от собственного веса конструкций покрытия

- Кратковременная снеговая

Таблица 1 - Нагрузки на ферму приведены в табличной форме:

Вид нагрузки Составляющие нагрузки Нормат. Значение нагрузки, кН/м2 Коэффи циент надеж-ности по нагрузке Расчетное значение нагрузки, gi кН/м2

Постоянная

Гравийная защита-20мм;

ж/б плита

gn=0,4; 1,4 γf=1,3; γf=1,1 gn*γf=0,52; 1,54
Гидроизоляционный рубероидный ковер в 3 слоя 0,15 1,3 0,198

Утеплитель-пенобетоннные плиты толщиной120мм,

γ=5 кН/м3

0,6 1,2 0,72
Пароизоляция из одного слоя рубероида 0,05 1,3 0,065
Выравнивающая цементная стяжка толщиной 20мм 0,4 1,3 0,52
Стальные конструкции покрытия (фермы, связи) 0,4 1,05 0,42
ИТОГО g=3,98
Кратко-временная Снег по всему покрытию 0,5 1,4 0,7
ВСЕГО 4,68

Собственный вес фермы со связями определяется по формуле

gn =1,2ψir L, где ψir =3- коэффициент веса, изменяющийся для ферм L=12…24м при нагрузке 1,4…4кН/м2

gn =1,2·3·24=86,4 кН/м2

Полное расчетное значение снеговой нагрузки:

S=Sn ·γf ,где γf -коэффициент надежности по нагрузке. =1,4

S=0,5·1,4=0,7кН/м2

Нормативное значение Sn =1*S0

Sn =1·0,5=0,5 кН/м2

Расчетное значение погонной постоянной нагрузки (кН/м), где В=6м-шаг фермы

g1 =gB=3,98·6=23,88кН/м

Расчетное значение погонной снеговой нагрузки(кН/м)

S1 =SВ=0,7·6=4,2кН/м

Узловая нагрузка на промежуточные узлы фермы (кН)

F1 =(g1 +S1 )·d,

где d=3м- длина панели верхнего пояса

F1 =(23,88+4,2)·3=84,24 кН

Нагрузка на надопорный узел F2 будет вдвое меньше, так как она собирается с половины панели

F2 =0,5 F1

F2 =0,5·84,24=42,12 кН

Опорные реакции определяются по формуле V=ΣFi /2,

где ΣFi - сумма всех узловых нагрузок на ферму

V=8*84,24/2=336,96 кН

Определение усилий в стержнях фермы

Загружение 1


Эпюра N

Единицы измерения - кН

№ элем N(кН) № элем N(кН) № элем N(кН)
1 -337 12 -641 23 -45
2 -337 13 -703 24 -131
3 0 14 -676 25 -229
4 447 15 -676 26 53
5 643 16 -703 27 64
6 693 17 -641 28 236
7 693 18 -521 29 492
8 643 19 -229 30 53
9 447 20 -131 31 64
10 0 21 -45 32 236
11 -521 22 85 33 492

Усилия ( нормальные силы ) в стержнях фермы пролетом 24 м

Элементы фермы Обозначение стержней Усилия в стержнях, кН
Сжатие Растяжение
Верхний пояс

18

17

16

15

14

13

12

11

521

641

703

676

676

703

641

521

Нижний пояс

3

4

5

6

7

8

9

10

0

447

643

693

693

643

447

0

Раскосы

33

32

31

30

26

27

28

29

492

236

64

53

53

64

236

492

Стойки

2

19

20

21

22

23

24

25

1

337

229

131

45

45

131

229

337

85

Подбор уголковых профилей для стержней фермы

Стропильные фермы относятся к так называемым легким фермам, для которых наиболее распространены стержни таврового сечения из двух прокатных уголков. Перспективными являются фермы, стержни которые

выполняются из труб, фермы с применением элементов таврового сечения и др.

Назначение толщины фасонок

Толщина узловых фасонок назначается в зависимости от усилий в стержнях решетки. По наибольшему усилию назначается толщина фасонок = 14мм, которая может быть принята одинаковой во всех узлах фермы.

Подбор сечений стержней фермы

Верхний пояс :

Требуемая площадь сечения сжатого стержня (см2 ) определяется из условия обеспечения его устойчивости по формуле

Aтр =N·γn /φ·Ry · γc

где N- продольная сила в стержне, кН

φ-коэффициент продольного изгиба

Задаемся гибкостью λ=90; φ=0,6

Aтр =703·1,1/0,6·33·0,85=46 см2

Затем находят требуемые радиусы инерции (см):

где

λ0 =90 – гибкость стержня;

= 3 м - расчетная длина стержня в плоскости фермы, принимаемая равной его геометрической длине;

- расчетная длина стержня из плоскости фермы, зависящая от системы связей между фермами и от способа крепления к фермам плит или прогонов (можно принимать = ).

ix тр = iу тр = 300/90=3,3 см

Принимаем сечение из двух уголков №10 (толщина фасонки 14мм)

Афакт,уголка =29,8 см2

ix =2,98 см= iy

Посчитаем фактические гибкости стержня:


Т.к. уголок равнополочный, принимаем

λх = 300/2,98=101

λy = 101

φmin =0,5

Проверка стержня на устойчивость:

σ=N/ φ·A<Ry · γc / γn

σ=703/(0,5·2*29,68) =11,8<33*0,85/1,1=12,8 -условие выполняется

Фактические гибкости сопоставляются с предельной гибкостью, равной для сжатых поясов и опорных раскосов: λu =180-60α,

где α- коэффициент, принимаемый не менее 0,5

α=703·1,1/(0,5·59,36·0,85·33) =0,93

λu =180-60·0,93=124,2

λх =101 < λu =124,2 -сечение принято

Нижний пояс : Требуемая площадь сечения уголков растянутого стержня (см2 ) определяется по формуле:

Aтр =N·γn / Ry · γc

где N- продольная сила в стержне, кН

Aтр =693·1,1/33·0,85=27,2 см2

Принимаем сечение из двух уголков №11/7

Афакт,уголка =13,93 см2

Затем подобранное сечение проверяем по гибкости

ix =3,51 см, iy =1,98 см ,

λх =lx /ix =300/3,51=85,5 < λu =400

λy = ly /iy =300/1,98=151,5< λu =400

где lx - расчетная длина стержня в плоскости фермы, равная его

геометрической длине

ix - радиус инерции принятого сечения

Сечение принято.

Стержни решетки:

Требуемая площадь сечения сжатого стержня стойки (см2 ) определяется из условия обеспечения его устойчивости по формуле

Aтр =N·γn /φ·Ry · γc

Задаемся гибкостью λ=150; φ=0,2

Aтр =337·1,1/0,2·33·0,85=66,1 см2

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков №12,5:

Афакт,уголка =33,37см2

ix =3,8см=iy

λх =0,8*lmax /ix =0,8*410/3,8=86,3=λy

φmin =0,5

Проверка стержня на устойчивость

σ=N/ φ·A<Ry · γc / γn

σ=337/0,5·2*33,7=10,1<33·0,8/1,1=24 - условие выполняется Предельная гибкость:

λu =210-60α

где α- коэффициент, принимаемый не менее 0,5.

α=N·γn / φmin ·Ry · γc ·A=337·1,1/0,5·66,74·0,8·33=0,42

λu =210-60·0,5=180

λх =86,3 < λu =180- сечение принято

Требуемая площадь сечения растянутых раскосов (см2 ) определяется по формуле:

Aтр =N·γn / Ry · γc

где N- продольная сила в стержне, кН

Aтр =492·1,1/33·0,85=19,3 см2

Принимаем сечение из двух неравнополочных уголков №8/6 (толщина фасонки 14 мм)

Афакт,уголка =10,67см2

Затем подобранное сечение проверяем по гибкости

ix =2,5см iy =1,74см

λх =0,8lx /ix =0,8*380/2,5=122 < λu <400

λy = ly /iy =380/1,74=218 < λu <400

Сечение принято.

Требуемая площадь сечения сжатых раскосов (см2 ) определяется из условия обеспечения его устойчивости по формуле

Aтр =N·γn /φ·Ry · γc

Задаемся гибкостью λ=150; φ=0,2

Aтр =337·1,1/0,2·33·0,85=66,1 см2

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков №12,5:

Афакт,уголка =33,37см2

ix =3,8см=iy

λх =0,8*410/3,8=86,3=λy

φmin =0,5

Проверка стержня на устойчивость

σ=N/ φ·A<Ry · γc / γn

σ=337/0,5·66,74=10, 1 < 33·0,8/1,1=24 -условие выполняется Предельная гибкость:

λu =210-60α

где α- коэффициент, принимаемый не менее 0,5.

α=N·γn / φmin ·Ry · γc ·A=337·1,1/0,5·66,74·0,8·33=0,42

λu =210-60·0,5=180

λх =86,3 < λu =180- сечение принято

Сечение принято.

Результаты расчетов по подбору профилей для стержней фермы

Элемент

Обозн.

Стерж.

Усил.

КН

Прин.

сечен.

Площ.

Сечен.

См2

Радиусы

инерции,см

Гибкость λu φm

γc

σ

кН/см2

c / γn

кН/см2

ix iy λx λy

Верхний пояс

18 -521 110х110х8 59,36 2,98 2,98 101 101 124,2 0,5 0,85 8,8 33
17 -641 110х110х8 59,36 2,98 2,98 101 101 124,2 0,5 0,85 10,8 33
16 -703 110х110х8 59,36 2,98 2,98 101 101 124,2 0,5 0,85 11,8 33
15 -676 110х110х8 59,36 2,98 2,98 101 101 124,2 0,5 0,85 11,4 33
14 -676 110х110х8 59,36 2,98 2,98 101 101 124,2 0,5 0,85 11,4 33
13 -703 110х110х8 59,36 2,98 2,98 101 101 124,2 0,5 0,85 11,8 33
12 -641 110х110х8 59,36 2,98 2,98 101 101 124,2 0,5 0,85 10,8 33
11 -521 110х110х8 59,36 2,98 2,98 101 101 124,2 0,5 0,85 8,8 33

Раскосы

33 492 70х70х5 21,34 2,5 1,74 122 218 400 - 0,85 23,1 33
32 236 70х70х5 21,34 2,5 1,74 122 218 400 - 0,85 11,1 33
31 64 70х70х5 21,34 2,5 1,74 122 218 400 - 0,85 3 33
30 -53 70х70х5 66,74 3,8 3,8 86,3 86,3 180 0,5 0,8 0,8 33
26 -53 70х70х5 66,74 3,8 3,8 86,3 86,3 180 0,5 0,8 0,8 33
27 64 70х70х5 21,34 2,5 1,74 122 218 400 - 0,85 3 33
28 236 70х70х5 21,34 2,5 1,74 122 218 400 - 0,85 11,1 33
29 492 70х70х5 21,34 2,5 1,74 122 218 400 - 0,85 23,1 33

Раскосы

Стойки

2 -337 75х75х6 66,74 3,8 3,8 86,3 86,3 180 0,5 0,8 5,1 33
19 -229 75х75х6 66,74 3,8 3,8 86,3 86,3 180 0,5 0,8 3,4 33
20 -131 75х75х6 66,74 3,8 3,8 86,3 86,3 180 0,5 0,8 2 33
21 -45 75х75х6 66,74 3,8 3,8 86,3 86,3 180 0,5 1 0,7 33
22 85 75х75х6 21,34 2,5 1,74 122 218 180 - 0,85 4 33
23 -45 75х75х6 66,74 3,8 3,8 86,3 86,3 180 0,5 0.8 0,7 33
24 -131 75х75х6 66,74 3,8 3,8 86,3 86,3 180 0,5 0,8 2 33
25 -229 75х75х6 66,74 3,8 3,8 86,3 86,3 180 0,5 0,8 3,4 33
1 -337 75х75х6 66,74 3,8 3,8 86,3 86,3 180 0,5 0,8 5,1 33

Нижний пояс

3 0 70х70х6 27,86 3,51 1,98 85,5 151,5 400 - 0,85 0 33
4 447 70х70х6 27,86 3,51 1,98 85,5 151,5 400 - 0,85 16,1 33
5 643 70х70х6 27,86 3,51 1,98 85,5 151,5 400 - 0,85 23,1 33
6 693 70х70х6 27,86 3,51 1,98 85,5 151,5 400 - 0,85 24,9 33
7 693 70х70х6 27,86 3,51 1,98 85,5 151,5 400 - 0,85 24,9 33
8 643 70х70х6 27,86 3,51 1,98 85,5 151,5 400 - 0,85 23,1 33
9 447 70х70х6 27,86 3,51 1,98 85,5 151,5 400 - 0,85 16,1 33
10 0 70х70х6 27,86 3,51 1,98 85,5 151,5 400 - 0,85 0 33

Таблица - Количество типов уголков

Расчет узлов фермы

Стержни фермы в узлах связываются листовыми фасонками, к которым они прикрепляются с помощью электросварки.

Конструктивная длина шва по обушку определяется по формуле

длина шва по перу определяется по формуле


где α- коэффициент, учитывающий долю усилия, приходящегося на обушок

N- усилие в стержне, кН

βf -коэффициент провара (при ручной сварке βf =0,7)

Kf 1 , Kf 2 - толщины швов соответственно по обушку и по перу, см

Rwf - расчетное сопротивление угловых швов среза по металлу шва,

равное при использовании электродов типа Э50: Rwf = 21 кН/см2

γwf - коэффициент условий работы шва; γwf =1

Коэффициент αпринимаем равным: для равнополочных уголков α=0,7.

Толщина шва по перу уголка принимается на 2 мм меньше толщины полки уголка, но не менее 4 мм. Максимальная толщина шва по обушку уголка не должна превышать 1,2tmin , где tmin -толщина более тонкого элемента (фасонки или полки уголка).

Минимальная длина шва должна составлять 4 Кf или 40 мм. Максимальная расчетная длина шва не должна превышать 85βf Кf .

Узел «Е»

Определим длины швов поясов «6» и «7» (δ=6мм) :

Конструктивная длина шва по обушку

Принимаем lw1 = 22 см.

Длина шва по перу

lw2 = 13 см.

Кf1 = 8мм = 0,8см. Kf2 = 6 мм = 0,6 см.

Определим длины швов пояса «30» и «26» (δ=6мм) :

Конструктивная длина шва по обушку

Принимаем lw1 =4 см.

Длина шва по перу

lw2 = 4 см.

Кf1 = 8 мм = 0,8 см. Kf2 = 6 мм = 0,6 см.

Определим длины швов пояса «22» (δ=6мм) :

Конструктивная длина шва по обушку

Принимаем lw1 =4 см.

длина шва по перу

lw2 = 4 см.

Кf1 = 8 мм = 0,8 см. Kf2 = 8 мм = 0,8 см.

Рассчитанные длинышвов наносятся на схему узла, после чего выявляются размеры фасонки и ее очертание. Принимаемое очертание фасонки должно быть простым, желательно прямоугольным.

Узел Е должен иметь опорное ребро 16…25мм. Минимальная ширина ребра 180 мм.

Таблица сварных швов в узлах фермы

Узел

Обозначение стрежней

Расчетное усилие, кН

Катет шва, см

Длина шва, мм

Конструктивная длина шва, мм

По обушку

Kf1

По перу

Kf2

По обушку

По перу

По обушку

L1

По перу

L2

Е

22

85

0,8

0,8

4

4
26 53 0,8 0,6 4 4
30 53 0,8 0,6 4 4
6 693 0,8 0,6 22 13
7 693 0,8 0,6 22 13

Общая расчетная длина сварных швов (см), прикрепляющихгоризонтальную накладку к полкам уголков по одну сторону стыка:

где N- усилие в стержне нижнего пояса, помыкающем к монтажному узлу ,кН.

Более подробно с конструкциями узлов стропильных ферм и особенностями их расчета следует ознакомиться по рекомендуемой литературе (1);(5);(7).

Итогом проектирования стропильной фермы является составление спецификации металла на отправочный элемент, форму которой следует принять по учебнику (1).

5.Р асчетпоперечнойрамыкаркаса

Определение нагрузок на раму.

На раму действуют нагрузки

а) постоянная – от собственного веса конструкций

б)кратковременные: снеговая; крановая – вертикальная от давления колес мостового крана и горизонтальная от торможения тележки; ветровая.


Рис. Рама

А) Постоянная нагрузка на раму. На стойку рамы будет действовать опорная реакция ригеля (кН) Vg =g1 L/2, где L- пролет ригеля (фермы); g1 – погонная расчетная нагрузка, кН/м2

Vg =23,88·24/2=286,56 кН

б) Снеговая нагрузка на раму. На стойку рамы будет действовать соответствующая опорная реакция ригеля (кН) Vр =S1 L/2, где S1 – погонная расчетная снеговая нагрузка, кН/м2

Vр =4,2·24/2=50,4 кН

Вертикальные крановые нагрузки. Крановая нагрузка на поперечную раму определяется от двух сближенных кранов, расположенных таким образом, чтобы нагрузка была наибольшей.

Расчетная вертикальная сила (кН), действующая на стойку (колонну), к которой приближены тележки кранов

Dmaxf ·nc ·Fn max ·Σyi +G,

где Fn max - наибольшее давление колеса

γf - коэффициент надежности по нагрузке, γf =1,1

Σyi - сумма ординат влияния для опорного давления на колонну

nc – коэффициент сочетания: nc =0,85

G- вес подкрановой балки, кН

Ординаты линий влияния y1 =0,267, y2 =1; y3 =0,8; y3 =0,066.

Dmax =1,1·0,85·315·(0,267+1+0,8+0,066)+10,5 =717,36 кН

Расчетная вертикальная сила, действующая на другую стойку рамы

Dminf ·nc ·Fn min ·Σyi +G,

где Fn min - наименьшее давление колеса на кран (кН)

Fn min =(P+Gc )/n0 - Fn max

P- грузоподъемность крана

Gc - общий вес крана с тележкой

n0 - число колес на одной стороне крана n0 =2

Fn min =(300+520)/2- 315=95 кН

Dmin =1,1·0,85·95·2,4+10,5=223,68 кН

Горизонтальные крановые нагрузки.

Расчетная горизонтальная сила (кН)

Tc = γf ·nc ·Tn ·Σyi ,

где Tn - нормативная горизонтальная сила при торможении тележки,

приходящаяся на одно колесо крана.

Горизонтальная сила Tc может действовать на левую или правую стойку рамы, причем как в одну, так и в другую сторону.

Tc = 1,1·0,85·10,5 ·2,4=23,6 кН

Ветровая нагрузка.

Расчетное значение погонной ветровой нагрузки в стойке рамы (кН/м):

С наветренной стороны (положительное давление):

gw = γf ·c·K·Wо B

gw = 1,4·0,8·1·0,48·6=3,2кН/м

С заветренной стороны

gw ´ = γf ·c´ ·K·Wо B

gw ´ = 1,4·0,6·1·0,48·6=2,4 кН/м

где γf =1,4 – коэффициент надежности по нагрузке; с, c´ - аэродинамические коэффициенты,

Схема к определению

ветровой нагрузки (для местности типа А) равные в данных условиях

соответственно 0,8 и 0,6

К – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по

высоте, К=1

Wc - нормативное значение ветрового давления ,

В- шаг поперечных рам,

Ветровая нагрузка (кН), действующая на шатер, заменяется сосредоточенными силами, приложенными на уровне ригеля:

С наветренной стороны Fw = γf ·c·K·Wо ·B·h

С заветренной стороны Fw ´ = γf ·c´ ·K·Wо ·B·h

где К- коэффициент, равный 1

h- высота шатра, м

Fw = 1,4·0,8·1·0,48·6·3,1=10 кН

Fw ´ = 1,4·0,6·1·0,48·6·3,1=7,5 кН

Суммарная силаFwо = Fw + Fw ´ cчитается приложенной к левой стойке рамы на уровне низа ригеля.

Fwо =10+7,5=17,5 кН

В курсовом проекте разрешается считать конструкцию стенового заполнения самонесущей, опирающееся на фундаменты. Поэтому вес стеновых ограждающих конструкций при расчете рамы не учитывается.

Определение усилий в стойках рамы

Фактическая высота верхней части колонны (стойки) (м):

l2 =hg +hr +H2 -0,15,


где hg – фактическая высота подкрановой балки с учетом выступающей части опорного ребра

hg =600 мм;

hr – высота кранового рельса; hr =120мм

l2 =0,6+0,12+3,4-0,15=3,97м

Фактическая высота нижней части колонны (м):

l 1=l -l 2=11,2-3,97=7,2м

Далее следует предварительно принять соотношение между жесткостями сечений верхней и нижней частей колонны:

где J1; J2 -моменты инерции сечений нижней и верхней частей колонны.

Расчетная схема рамы и характерные сечения стойки

Определение усилий в стойках рамы

Усилия в стойках рамы от постоянной нагрузки

От действия силы Vg( рис.16 ) на уровне ступени колонны вследствие смещения осей верхней и нижней частей стойки возникает изгибающий момент


где е - эксцентриситет, равный приближенно:

е=0.5*(1000-500)=250мм

Мg =286,56*0,25=71,64кН*м

Нормальная сила в ригеле рамы от постоянной нагрузки (то есть лишнее неизвестное) (кН):

Xg = 3*71,64*(1-0,3552 )/2*11,2(1+0,3553 *9)=5,98кН

где ;

Рекомендуется принимать n= 8…12

В стойках будут действовать изгибающие моменты (рис.17 ):

в сечении 1-1 =71,64-5,98*11,2=-4,7кНм

в сечении 2-2 =71,64-5,98*3,97=47,9кНм

в сечении 3-3 =-5,98*3,97=-23,74кНм

Нормальная сила в стойках рамы (кН) =286,56кН

Поперечная сила в левой стойке =5,98кН


Рис. 17. Эпюра усилий в раме от постоянной нагрузки

Усилия в стойках рамы от снеговой нагрузки

Значения усилий в стойках рамы от снеговой нагрузки определяются путем умножения соответствующих усилий от постоянной нагрузки на переходной коэффициент К= Vp / Vg =50,4 /286,56 =0,18

Усилия в стойках рамы от вертикальных крановых нагрузок

От действия сил вертикального давления кранов на уровне консолей в стойках рамы возникают моменты

Mmax = Dmax ·ec

ec =0, 5 м

Mmax = 717,36 ·0,5=358,68 кН·м

Mmin = Dmin ·ec

Mmin =223,68 ·0,5=111,84 кН·мСхема к определениюе с

,

где

Изгибающие моменты в расчетных сечениях левой стойки

Mс 1-1 = Xс l- Mmax =19,6·11,2-358,68 = -139,16 кН·м

Mс 2-2 = Xс l2 - Mmax =19,6·3,97-358,68 = -280,87 кН·м

Mс 3-3 = Xс l2 =19,6·3,97=77,8кН·м

Изгибающие моменты в расчетных сечениях правой стойки

Mс ´ 1-1 = Xс l- Mmin =19,6·11,2-111,84=107,7 кН·м

Mс ´ 2-2 = Xс l2 - Mmin =19,6·3,97-111,84= -34кН·м

Mс ´ 3-3 = Xс l2 =19,6·3,97=77,8кН·м

Нормальная сила в левой и правой стойках (кН):

N= Dmax =717,36 кН

N’= Dmin =223,68 кН

Поперечные сили в левой и правой стойках (кН):

Q= -19,6 кН

Q’= 19,6 кН

Усилия в стойках рамы от горизонтальных крановых нагрузок

Усилие Х в ригеле (кН):

Изгибающие моменты в расчетных сечениях левой стойки:

MТ 1-1 =±[ 23,6*7,23-4,1*11,2] =±124,7 кН·м

MТ 2-2 = MТ 3-3 =±4,1·3,97=±16,3Н·м

Изгибающие моменты в расчетных сечениях правой стойки:

MТ 1-1 =±4,1·11,2=±45,92 кН·м

MТ 2-2 = MТ 3-3 =±4,1·3,97=±16,3 Н·м

Поперечная сила в нижней части левой стойки Q=±( Xс -Tc )= ±4 кН

в правой стойке Q=±XТ =±4,1 кН

Эпюры моментов в раме от горизонтальной крановой нагрузки

Усилия в стойках рамы от ветровой нагрузки

Нормальная сила в ригеле (кН) от положительного ветрового давления:

Усилия в левой колонне при ветре слева

Изгибающие моменты в расчетных сечениях левой стойки:

Mw 1-1 = (12,1-17,5) ·11,2-(3,2·11,22 /2)=-261 кН·м

Mw 2-2 = Mw 3-3 =(12,1-17,5) ·3,97-(3,2·3,972 /2) = - 46,7 кН·м

Нормальная сила:Nw=0

Поперечная сила:

-в верхней точке колонны

Qw =17,5-12,1=5,4 кН

-в заделке колонны

Qw (1-1) =17,5-12,1+3,2*11,2=41,24 кН

Эпюры усилий в рамеот ветровой нагрузки (ветер слева)

Эпюры усилий в раме от ветровой нагрузки (ветер справа)

Усилия в правой колонне при ветре слева

Изгибающие моменты в расчетных сечениях:

Mw 1-1 = 12,1·11,2+(2,4·11,22 /2)=286кН·м

Mw 2-2 = Mw 3-3 =12,1·3,97+(2,4·3,972 /2)=67 кН·м


Нормальная сила :

Поперечная сила:

в верхней точке колонны Qw =Xw

Qw =12,1кН

в заделке колонныQ¢w (1-1) =Xw +q¢w l

w (1-1) =12,1+2,4·11,2=38,98 кН

Эпюры усилий в раме от ветровой нагрузки (ветер слева)

При ветре справа колонны как бы меняются местами, при этом изменяется знак поперечной силы Q.

Таким образом:

Усилия в левой колонне при ветре справа:

Изгибающие моменты в расчетных сечениях:

Mw 1-1 = 12,1·11,2+(2,4·11,22 /2)=286кН·м

Mw 2-2 = Mw 3-3 =12,1·3,97+(2,4·3,972 /2)=67 кН·м

Нормальная сила :

Поперечная сила:

в верхней точке колонны Qw =-Xw

Qw =-12,1кН

в заделке колонныQ¢w (1-1) =-(Xw +q¢w l )

w (1-1) =-(12,1+2,4·11,2)=-39 кН

Усилия в правой колонне при ветре справа

Изгибающие моменты в расчетных сечениях левой стойки:

Mw 1-1 = (12,1-17,5) ·11,2-(3,2·11,22 /2)=-261,2 кН·м

Mw 2-2 = Mw 3-3 =(12,1-17,5) ·3,97-(3,2·3,972 /2) = - 46,7 кН·м

Нормальная сила:Nw=0

Поперечная сила:

-в верхней точке колонны

Qw =12,1кН

-в заделке колонны

Qw (1-1) =12,1+2,4*11,2=39 кН

Полученные результаты заносим в сводную таблицу.


Сводная таблица усилий в левой стойке рамы

Ном.

загр.

Вид

загружения

Схемы рамы и эпюр М

Коэф.

соче-

таний

Часть стойки
нижняя верхняя
Сечения
1-1 2-2 3-3

М

кН·м

N

кН

Q

кН

М

кН·м

N

кН

М

кН·м

N

кН

1 Постоянная нагрузка, собственный вес ригеля 1,0 -4,7 286,6 5,98 47,9 286,6 -23,7 286,6
2

Снеговая нагрузка

1,0

-0,9

51,6 1,1 8,6 51,6 -4,3

51,6

3

Крановые моменты

(тележка слева)

1,0

-139,2

717,4

-19,6

-280,9

717,4

77,8

717,4

4

Крановые моменты

(тележка справа)

1,0

107,7

223,7

19,6

-34

223,7

77,8

223,7

5 Поперечное торможение кранов (сила приложена к левой стойке)

1,0

±

124,7

±4

±

16,3

6 Поперечное торможение кранов (сила приложена к правой стойке)

1,0

±45,9

±4,1

±

16,3

7

Ветровая нагрузка

(ветер слева)

1,0

-2,61

41,2

-46,7

8

Ветровая нагрузка

(ветер справа)

1,0

261,2

39

-46,7

6.Р асчетколонны

Определение расчетных усилий.

Расчетные усилия для верхней (сечение 3-3) и нижней (1-1) частей колонны принимаем по таблице

М1 =392 кН·м

N1 =1279 кН

М3 =128 кН·м

N3 = 1279 кН

Определение расчетных длин.

l1 =7230мм– длина подкрановой части колонны;

l2 =3970мм– длина надкрановой части колонны.

Расчетные длины частей колонны в плоскости рамы

lx 2 ef2 l2 =3·3,97=11,9м

lx 1 ef1 l1 =2,5·7,23=18,1м

Расчетные длины частей колонны из плоскости рамы

lу 2 ef =l2 -hg =3,97-0,6=3,37м

ly1 ef =l1 =7,23м

Расчет верхней части колонны.

Предварительный подбор сечения.

Требуемая площадь поперечного сечения (см2 )

Атр >Nγn (1,25+2,8ex /h2 )/Ry γc

где ех =M/N=400/1300=0,31м

Атр >1300·1(1,25+2,8·0,31/0,5)/33·1=118 см2

Атр ≥ 118 см2

Толщину стенки принимаем tw =10мм

Площадь поперечного сечения стенки Aw =tw ·hw

где hw – высота стенки: hw =h2 -2tf =500-2·20=460мм

tf - толщина пояса колонны: tf =10…20мм

Aw =tw ·hw =1·46=46см2

По конструктивным требованиям принимаем ширину полки

Bf = 180мм=18 см

Аf =2 Bf tf =2·18·2=72см2

Рис. Вычисление геометрических характеристик сечения

Фактическая площадь сечения (см2 )

А2 =hw ·tw +2·Bf ·tf

А2 =46·1+2·18·2,0=118 cм2

Моменты инерции (см4 )

Iy =2·tf ·Bf 3 ·/12=2·2,0·183 ·/12=1944см4

Ix =tw ·hw 3 /12+2·Bf ·tf ·(h2 /2+tf /2)2 = 1·463 /12+2·18·2,0·(50/2+2,0/2)2 =56783см4

Момент сопротивления (см3 )

Wx =2· Ix /h2 =2· 56783/50=2271 см3

Ядровое расстояние (см) rx =Wx /A2 =2271/118=19,3 см

Радиусы инерции (см)

ix =√(Ix /A2 )=√(56783/118)=21,9 cм

iу =√(Iу /A2 )=√(1944/118)=4,1 cм

Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия изгибающего момента.

Гибкость верхней части колонны в плоскости рамы

λх = lx 2 ef / ix =1120/21,9=51,1

Условная гибкость λх = λх √(Ry /E)=51,1√(33/20600)=2,1

Оптимальный эксцентриситет m=ex /rx =31/19,3 =1,61

Проверка устойчивости осуществляется по формуле

N/φе ·A2 <Ry γcn

1300/0,435·118<33·1,0/1,0

25<33

Условие выполняется

Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости действия изгибающего момента.

Наибольшее значение изгибающего момента в пределах средней трети высоты верхней части колонны

M´ x =2/3 Mx , где Мх - расчетный изгибающий момент в сечении 3-3

M´ x =85,3 кН·м

Относительный эксцентриситет mx = M´ x /N*rx =85,3/1300·0,193=0,34

Величина коэффициента с вычисляется по формуле с=β/(1+α·mx )

с=1,0/(1+0,8· 0,34)=0,79

Гибкость верхней части колонны в плоскости рамы

λу = lу2 ef / iу =337/4,1=82

Проверка устойчивости осуществляется по формуле

N/с·φу ·A2 <Ry γcn ,

где φу – коэффициент продольного изгиба относительно оси Y-Y

1300/0,66·118·0,79=21,1<33·1,0/1,0=33

21,1<33

Проверка устойчивости поясов верхней части колонны

Отношение расчетной ширины свеса поясного листа Bef к его толщине tf не должно превышать для двутаврового сечения величины

Bef /tef =(0,36+0,1 λx )√(E/Ry )= (0,36+0,1·2,1)√(20600/33)=14

Ширина свеса Bef =(Bf -tw )/2=(18-1)/2=8,5 см

46/1=46<57,5

Значит, укреплять стенку поперечными ребрами жёсткости не надо.

Расчет нижней части колонны

Предварительное определение усилий в ветвях

Подкрановая ветвь колонки принимается из прокатного двутавра, наружная - из сварного швеллера.

Ориентировочное положение центра тяжести поперечного сечения нижней части колонны


y1 =392·0,98/(392+392)=49 см

Где M1, M2 - абсолютные величины расчетных изгибающих моментов, догружающих подкрановую и наружную ветви;

ho =h-zo =100-2=98cм ; h=100см, zo =2…3 см

y2 =ho -y1 =98-49=49 см

Нормальные силы соответственно в подкрановой и наружной ветвях

Nb 1 =N1 y2 /ho +│M1 │/ho = 1300·49/98+392/0,98=650кН

Nb 2 =N2 y1 /ho +│M2 │/ho =1300·49/98+392/0,98=650 кН

Поперечное сечение нижней части колонны

Подбор сечений ветвей

Требуемая площадь поперечного сечения подкрановой ветви

Атр.1 = Nb 1 γn /Ry γc φ=650·1/33·1·0,75=26,3 см2

где φ- коэффициент продольного изгиба, принимаемый в пределах 0,7…0,8

Высота двутаврового сечения для обеспечения устойчивости ветви из плоскости рамы должна составлять b>l1 /30=241 мм

Принимаем двутавр №30 с Аb 1 =46,5 см2

Требуемая площадь поперечного сечения наружной ветви

Атр.2 = Nb 2 γn /Ry γc φ=650·1/33·1·0,75=27 см2

Принимаем швеллер с hw = 320мм, tw = 8мм Bf = 75 мм tf =10мм

Аb 2 =32*0,8+7,5*1*2=40,6см2

Уточнение усилий в ветвях

Для уточнения нормальных сил в ветвях необходимо найти фактические значения zo , y1 , y2

zo =(hw tw 2 /2+2bf tf (bf /2+tw ))/(hw tw +2bf tf ) zo =1,9см

ho =h-zo =100-1,9=98,1cм;

y1b2 ho /(Ab1 +Ab2 )=45,7 см

y2 =ho -y1 =98,1-45,7=52,4 см

Вычисление геометрических характеристик сечения наружной ветви

Момент инерции относительно осей y-yи x2- x2;

;

Iy =0,8·323 /12+2·7,5·1(30-1,0)2 /4=5338,3 см4

где B- расстояние между наружными гранями полок сварного швеллера

Ix 2 = 0,8·32(3,7-0,4)2 +2·1·7,53 /12+2·1·7,5(3,75+0,8-3,7)2 =360 см4

Радиусы инерции относительно оси Y-Yи Х2 - Х2

iy =√(Iy /Ab 2 )=11,5см

iх =√(Iх2 /Ab 2 )=2,98см

Проверка устойчивости ветвей из плоскости рамы

- Подкрановой ветви относительно оси y-y


где iy- радиус инерции двутаврого сечения, определяемый по табличным данным ( ось y-y- см.рис.20).

λy 1 =723/11,5=63

- Проверка устойчивости подкрановой ветви:

где y-коэффициент продольного изгиба относительно оси y-y

σ=650/46,5=14<0,962*33*1/1=31,8

-Гибкость наружной ветви относительно оси y-y

где iy- радиус инерции швеллерного сечения.

λy 2 =723/11,5=63

Расчет базы колонны.

Площадь опорной плиты подкрановой ветви:

где - расчетное сопротивление бетона смятию

(рекомендуется принижать бетон класса B12,5, для которого Rb=7,5МПа=0,75 кН/см²

Атр.р l =650·1,0/1,2·0,75·1=722,2 см2

Больший размер опорной плиты в плане(рис. 25):


где B- высота двутаврого сечения ветви колонны;

c- свес плиты, принимаемый в пределах 40...60 мм.

Bpl =300+2·50=400мм

Меньший размер плиты:

Lр l = 72222/400=180,56мм

Принимаем конструктивно Lр l =220мм

Толщину плиты примем 20мм. Высоту траверс можем принять равной 500мм

Подбор фундаментных болтов

Суммарное усилие в фундаментных болтах (в кН):

Nа =(392-1300*0,457)/0,963=210кН

Общая требуемая площадь фундаментных болтов:

где Rba- расчетное сопротивление фундаментных болтов(Rba=185 МПа = 18,5 кН/см², если болты выполняются из стали марки ВСтЗкп2 ).

Аb =210*1,0/18,5*1,0=11,4 см2


Обычно принимают 4 болта, тогда площадь сечения одного болта нетто:

Аbl =11,4/4=2,85см2

По сортаменту принимаем 4 болта диаметром 20 мм. Глубина заделки=800мм

Рис. 1- База колонны


Схема к определении Na

Список используемой литературы

1.Васильев А.А. Металлические конструкции. –М.: Стройиздат,1979.

2.Сетков В.И., Сербин Е.П. Строительные конструкции: Расчет и проектирование. –М.: ИНФА-М, 2008.

3.Металлические конструкции в 3т. Т 1- Элементы конструкций/Горев В.В., Уваров Б.Ю., и др.-М.; Высшая школа.,2001.

4.Металлические конструкции в 3т. Т 2- Конструкции зданий/Горев В.В., Уваров Б.Ю., и др.-М.; Высшая школа.,2001.

5.Металлические конструкции. Под общ. ред. Л.Р. Маиляна. – Ростов н/Д:Феникс., 2005.

6.СниП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия.- М.; Стройиздат,1998

7.СниП II-23-81* .Стальные конструкции.- М.; Стройиздат,1998

8.Справочник современного проектировщика. Под общ. ред. Л.Р. Маиляна. – Ростов н/Д:Феникс., 2005.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений08:14:35 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
08:57:15 29 ноября 2015

Работы, похожие на Курсовая работа: Конструктивная схема одноэтажного промышленного здания
Проектирование сборных железобетонных элементов каркаса одноэтажного ...
Содержание 1. Исходные данные 2. Компоновка сборного железобетонного каркаса здания с установлением геометрических параметров 3. Определение нагрузок ...
Нагрузки от покрытия собираем с грузовых площадей, равных 9х6 м для колонн по рядам А и В, 18х6 - для В. Нагрузки от массы подкрановых балок, крановых путей, стеновых панелей, от ...
В подкрановой части кроме силы F1 = 516,2 кН, приложенной с эксцентриситетом е2 = 0,2 м, действует: расчетная нагрузка от стеновых панелей F6 = 181,3 кН с еw = 0,65 м; расчетная ...
Раздел: Рефераты по строительству
Тип: курсовая работа Просмотров: 4248 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Стальной каркас одноэтажного промышленного здания
Задание на курсовой проект 1.Место постройки г. Москва 2.Длина здания, м 3.Пролет цеха, м 4.Шаг рам, м 5. Данные о крановом оборудовании: 5.1 Тип ...
где ѭ = 1000 мм - расстояние между разбивочной осью колонны и осью подкрановой балки, для кранов грузоподъемностью более 500 кН при отсутствии проходов.
Для определения этих величин строят линии влияния опорных давлений подкрановых балок и устанавливают два спаренных крана таким образом, чтобы получить наибольшее значение Dmax, на ...
Раздел: Рефераты по строительству
Тип: курсовая работа Просмотров: 1518 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Технология строительства промышленного здания с использованием ...
Содержание Введение Исходные данные к проектированию 1. Компоновка поперечной рамы 2. Сбор нагрузок на поперечную раму 3. Статический расчет ...
момент в уступах крайних колонн задаем от веса стеновых панелей и остекления (89,88 кН), веса подкрановой балки (120,18 кН), надкрановой части колонны (32,13 кН) и опорной реакции ...
Нагрузки от веса стеновых панелей и остекления и колонны учитываем как распределенные соответственно по высоте верхней ((89,88+33,95)/5,7=21,74 кН/м - для крайних; 33,95/5,7=5,95 ...
Раздел: Рефераты по строительству
Тип: курсовая работа Просмотров: 3430 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Проектирование производственного здания с мостовыми кранами
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ПЕРМСКИЙ ...
В продольном направлении жесткость здания частично обеспечивается продольными рамами (колонны и шарнирно связанные с ними подкрановые балки и плиты покрытия).
Надкрановую часть колонны рассчитываем на действие продольных сил N = 253.5 кН и Nl = = 169 +0.5 * 84.5 = 211.3 кН (от сочетания нагрузок 1+2) приложенных с эксцентриситетом:
Раздел: Рефераты по строительству
Тип: курсовая работа Просмотров: 2296 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Основы проектирования и конструирования
Основы проектирования и конструирования Конспект лекций для студентов специальности 060800 "Экономика и управление на предприятии" Составитель ...
Например, нагрузку от подвески с грузом, распределенную по длине l, при расчете балки можно заменить сосредоточенной силой G.
Применение конструкций с дополнительными связями между элементами кинематической пары возможно при достаточной жесткости звеньев и особенно стойки (корпуса, станины, рамы).
Раздел: Промышленность, производство
Тип: учебное пособие Просмотров: 16340 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать

Все работы, похожие на Курсовая работа: Конструктивная схема одноэтажного промышленного здания (8327)

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150054)
Комментарии (1830)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru