Міністерство освіти та науки України 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Міністерство освіти та науки України



Міністерство освіти та науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

 

Факультет будівництва та архітектури

 

Кафедра інженерних конструкцій

 

Пояснювальна записка до курсового проекту з металевих конструкцій на тему:

„Стальний каркас одноповерхової промислової будівлі”

 

Виконав:

студент IV-го курсу

ФБА, ПЦБ-1

Гончаров М.В.

 

Перевірив:

Романюк В.В.

 

 

Рівне – 2005


Зміст

1. Вихідні дані..........................................................................................................3

2. Об’ємно-планувальне та конструктивне рішення будівлі...............................4

2.1 Призначення сітки колон будівлі.....................................................................4

2.2 Компонування поперечної рами......................................................................4

2.3 Обґрунтування системи в’язей стального каркасу.........................................5

3. Розрахунок рами..................................................................................................6

3.1 Визначення навантажень на раму....................................................................6

3.1.1 Постійне навантаження..................................................................................6

3.1.2 Снігове навантаження....................................................................................7

3.1.3 Кранове навантаження...................................................................................8

3.1.4 Вітрове навантаження....................................................................................9

3.2 Вихідні дані для статичного розрахунку рами.............................................12

3.3 Розрахункова схема і статичний розрахунок рами......................................13

3.4 Результати статичного рами на ЕОМ............................................................14

3.5 Вибір найневигідніших комбінацій зусиль для лівої колони рами............15

4. Розрахунок та конструювання колони............................................................16

4.1 Визначення розрахункових довжин ділянок колони...................................17

4.2 Підбір перерізу верхньої частини колони.....................................................17

4.3 Підбір перерізу нижньої частини колони.....................................................20

4.4 Перевірка стійкості колони в цілому.............................................................22

5. Розрахунок та конструювання ферми..............................................................23

5.1 Збір навантаження на ферму і визначення вузлових зосереджених сил....23

5.2 Визначення зусиль в стержнях колони.........................................................24

5.3 Підбір перерізу стержнів ферми....................................................................27

5.4 Розрахунок прикріплень у вузлах ферми......................................................30

5.4.1 Розрахунок прикріплень стержнів решітки до фасонок...........................30

5.4.2 Розрахунок прикріплень поясів до фасонок..............................................30

6. Література..........................................................................................................33


Вихідні дані

 

Шифр: Н-2

1 Довжина будівлі 108,0
2 Проліт будівлі 24,0
3 Відмітка головки підкранової рейки 17,0
4 Проліт мостового крана 22,0
5 Вантажопідйомність мостового крана 80/20
6 Поздовжній крок колон будівлі 6,0
7 Режим роботи мостового крана   середній
8 Зазор між верхньою точкою крана і низом ригеля 0,3
9 Розрахункове рівномірно розподілене навантаження від ваги покриття 4,0
10 Вітровий тиск на висоті 5м над поверхнею землі 0,7
11 Вага снігового покриву на 1 м2 горизонтальної поверхні землі 1,9
12 Відмітка низу опорної плити бази колони -1,0
13 Висота підкранової балки з рейкою 1,2
14 Вага погонного метра верхньої (надкранової) частини колони 220
15 Вага погонного метра нижньої (підкранової) частини колони 250
16 Вага погонного метра підкранової балки 3,5
17 Коефіцієнт просторової роботи 0,56
18 Співвідношення моментів інерції перерізів ВЧК і НЧК 0,105
19 Співвідношення моментів інерції перерізів ригеля і НЧК 3,0
20 Матеріал колони Сталь марки 15ХСНД
21 Матеріал ферми Сталь марки 10Г2С1
22 Матеріал підкранової балки Сталь марки
23 Матеріал фундаменту Бетон класу В15

 

Основні характеристики мостового крана

Вантажо-підйомність крана, т

Проліт будівлі

Розміри, мм

Тиск колеса крана, кН

Маса, т

Тип кранової рейки

Головний гак Допоміжний гак Нк В1 В2 К F1 F2 Візка Gt Крана з візком G
  80 20 24 3750 400 9100 4350 350 370 38 110 КР-100

 


2. Об’ємно-планувальне та конструктивне рішення будівлі

Розрахунок рами

Постійне навантаження

В курсовому проекті постійне розрахункове навантаження на ригель рами .

Розрахункове погонне постійне навантаження на ригель рами ,

де В=6м – поздовжній крок колон.

Опорний тиск ригеля від постійного навантаження відносно центру перерізу нижньої частини колони викликає момент М q.

Опорний тиск ригеля від постійного навантаження .

Ексцентриситет опорного тиску .

Момент .

Постійне навантаження від власної ваги верхньої та нижньої частини ступінчатої колони:

а) від нижньої частини колони ;

б) від верхньої частини колони .

Навантаження на раму від власної ваги підкранових конструкцій ,

де , ,  - дивись вихідні дані.

 

Снігове навантаження

Снігове навантаження приймають залежно від кліматичного району будівництва за нормами проектування СНиП 2.01.07-85 „Нагрузки и воздействия”. В курсовому проекті нормативне снігове навантаження . Розрахункове погонне навантаження від снігу на ригель рами складає ,

де С=1 – коефіцієнт, що враховує нерівномірність снігового навантаження по довжині ригеля за складної конфігурації покрівлі;

 – коефіцієнт надійності за навантаженням для снігового навантаження.

;

 

Кранове навантаження

Вертикальне та горизонтальне кранове навантаження на раму визначають від двох найбільш несприятливих за впливом кранів. Кранове навантаження передається на раму підкрановими та гальмівними балками у вигляді вертикальних опорних тисків Vmax і Vmin та горизонтальної сили гальмування Т.

;

,

де ψС – коефіцієнт сполучень за сумісної роботи двох кранів легкого та середнього режимів роботи;

 – коефіцієнт надійності за навантаженням для кранового навантаження;

F max – нормативний максимальний тиск колеса крана, для кранів Q = 80 т F max = 0,5 × (350+370)= 360 кН;

Σy – сума ординат ліній впливу для опорного тиску на колону (МВ 051-53, рис.7 та табл.4);

G3=21кН – навантаження від власної ваги підкранових конструкцій (див. п. 3.1.1);

F min – нормативний мінімальний тиск колеса крана.

,

де Q=80 т – вантажопідйомність крана;

G =110 т – повна вага крана з візком;

n0 = 4 – кількість коліс з одного боку крана.

Горизонтальний розрахунковий тиск гальмівних балок на колону

,

де .

Підкранові балки встановлюють відносно осі нижньої частини колони з ексцентриситетом, тому в рамі від їх опорного тиску виникають зосереджені моменти.

;

,

де .

 

Вітрове навантаження

Для розрахунку рами необхідно визначити вітрове навантаження як з навітряної сторони, так і з завітреної сторони. Вітрове навантаження по висоті будівлі розподіляється нерівномірно і його інтенсивність залежить від кліматичного району будівництва, типу місцевості, кроку рам і висоти будівлі.

Інтенсивність розрахункового вітрового навантаження на одиницю довжини на будь-якій висоті х над поверхнею землі:

а) з навітряної сторони ;

б) із завітреної сторони ,

де  – коефіцієнт надійності за навантаженням для вітрового навантаження;  – нормативний швидкісний напір вітру (див. завдання); С=0,8 і С′=0,6 – коефіцієнт аеродинаміки; КХ – коефіцієнт, що враховує зміни швидкісного напору вітру залежно від висоти та типу місцевості; В=6м – крок рам.

В курсовому проекті інтенсивність розрахункового вітрового навантаження визначають на чотирьох рівнях:

q 1 – на висоті 5м від поверхні землі;

q2 – на висоті 10 м від поверхні землі;

q3 – на висоті низу ферми;

q4 – на висоті верху ферми на опорі;

Відповідно:

k 1 =0,75;

k 2 = 1,0;

k 3 = 1,25+0,015(х-20)=1,25+0,015(21-20)=1,265;

k 4 = 1,25+0,015(х-20)=1,25+0,015(23,2-20)=1,298;

q 1 =1,4Ч0,7Ч0,8Ч0,75Ч6=3,53кН/м;

q 2 =1,4Ч0,7Ч0,8Ч1,00Ч6=4,7 кН/м;

q 3 =1,4Ч0,7Ч0,8Ч1,265Ч6=5,95 кН/м;

q 4 =1,4Ч0,7Ч0,8Ч1,298Ч6=6,11 кН/м.

Інтенсивність вітрового навантаження із завітряної сторони отримують множенням інтенсивності вітрового навантаження з навітряної сторони на коефіцієнт

;

;

;

.

На підставі виконаних розрахунків складаємо схему вітрового тиску на виробничу будівлю.

Для спрощення розрахунку, фактичне вітрове навантаження на колону від рівня землі до низу ферми замінюємо рівномірно-розподіленим еквівалентним навантаженням, а від низу ферми до її верха – зосередженою силою.

Інтенсивність еквівалентного рівномірно-розподіленого вітрового навантаження визначається із умови рівності моментів в защемлені колони від фактичної епюри вітрового тиску і еквівалентного рівномірно-розподіленого навантаження М=М w.

Момент від фактичного навантаження

Момент від еквівалентного навантаження

.

Із умови рівності моментів

;

.

Зосереджена сила

.

Вихідні дані для статичного розрахунку рами

 

Таблиця 1

Шифр варіанта

Одиниці

Вимірю-вання

Позначення

Вели-чина

в розрахунках в програмі
1 Висота підкранової балки з рейкою м hВ H 1.2
2 Довжина нижньої частини колони м H1 LH 16.8
3 Довжина верхньої частини колони м H2 LB 5.2
4 Вага нижньої частини колони кН GH GH 42
5 Вага верхньої частини колони кН GB GD 11.44
6 Вага підкранової балки з рейкою кН G3 G 21
7 Постійне навантаження на ригелі кН/м qp QP 24
8 Снігове навантаження на ригелі кН/м qs QS 15.96
9 Максимальний тиск кранів кН Vmax D1 985.70
10 Мінімальний тиск кранів кН Vmsn D2 329.17
11  Горизонтальний тиск кранів кН T T 3.953
12 Вітрове навантаження на колону з навітряної сторони кН/м qw QB 4.8
13 Вітрове навантаження з завітряної сторони кН/м q”w QZ 3.6
14 Зосереджене вітрове навантаження кН W W 23.22
15 Проліт рами м L L 24
16 Момент від постійного навантаження кН м Mq MP  
17 Момент від снігового навантаження кН м Ms MS 57.46
18 Момент від максимального тиску кранів кН м Mmax M1 542.135
19 Момент від мінімального тиску кранів кН м Mmin M2 164.59
20 Співвідношення моментів інерції перерізів верхньої та нижньої частини колони - I2/I1 R1 0.105
21 Співвідношення моментів інерції перерізів ригеля та нижньої частини колони - I0/I1 R2 3.0
22 Коефіцієнт просторової жорсткості - a D 0.56

 

Результати статичного розрахунку рами на ЕОМ


Таблиця2

Зусилля

перерізів

Постійне

навантаження

Снігове

навантаження

Вертикальний тиск

кранів

Поперечне гальмування кранів

Вітрове навантаження

Візок

Біля лівої колони

Біля правої колони

зліва

справа

зліва справа вправо вліво вліво вправо

M,

кН м

1 99.6 22.7 114.3 223.2 -236.4 236.4 171.1 171.1 -940.7 884.3
2 41.7 10.0 -501.0 -168.6 56.0 -56.0 -1.1 -1.1 70.4 -54.7
3 -138.3 -32.0 162.3 52.4 56.0 -56.0 -1.1 -1.1 70.4 -54.7
4 -155.6 -35.7 -21.5 -64.7 -27.0 27.0 -52.5 -52.5 142.8 -163.2
5 -155.6 -35.7 -21.5 -64.7 -27.0 27.0 -52.5 -52.5 142.8 -163.2
6 -155.6 -35.7 -64.7 -21.5 -52.5 52.5 -27.0 -27.0 -163.2 142.8
7 -155.6 -35.7 -64.7 -21.5 -52.5 52.5 -27.0 -27.0 -163.2 142.8
8 -138.3 -32.0 52.4 162.3 -1.1 1.1 56.0 56.0 -54.7 70.4
9 41.7 10.0 -168.6 -501.0 -1.1 1.1 56.0 56.0 -54.7 70.4
10 99.6 22.7 223.2 114.3 171.1 -171.1 -236.4 -236.4 884.3 -940.7

Q,

кН

1 -3.3 -0.7 -35.4 22.5 16.8 -16.8 9.9 9.9 92.1 79.5
2 -3.3 -0.7 -35.4 22.5 16.8 -16.8 9.9 9.9 24.1 28.5
3 -3.3 -0.7 -35.4 22.5 16.8 -16.8 9.9 9.9 24.1 28.5
4 -3.3 -0.7 -35.4 22.5 -25.8 25.8 9.9 9.9 3.8 13.2
5 480.0 110.4 -1.8 -1.8 -1.1 1.1 -1.1 -1.1 -12.7 -12.7
6 -480.0 -110.4 -1.8 -1.8 -1.1 1.1 -1.1 -1.1 -12.7 -12.7
7 3.3 0.7 22.5 -35.4 9.9 -9.9 -25.8 -25.8 13.2 3.8
8 3.3 0.7 22.5 -35.4 9.9 -9.9 16.8 16.8 28.5 24.1
9 3.3 0.7 22.5 -35.4 9.9 -9.9 16.8 16.8 28.5 24.1
10 3.3 0.7 22.5 -35.4 9.9 -9.9 16.8 16.8 79.5 92.1

N,

кН

1 556.0 110.4 1058.2 354.8 -1.1 1.1 1.1 1.1 -12.7 12.7
2 512.0 110.4 1058.2 354.8 -1.1 1.1 1.1 1.1 -12.7 12.7
3 491.0 110.4 -1.8 1.8 -1.1 1.1 1.1 1.1 -12.7 12.7
4 480.0 110.4 -1.8 1.8 -1.1 1.1 1.1 1.1 -12.7 12.7
5 3.3 0.7 35.4 35.4 25.8 -25.8 25.8 25.8 6.0 6.0
6 3.3 0.7 35.4 35.4 25.8 -25.8 25.8 25.8 6.0 6.0
7 480.0 110.4 1.8 -1.8 1.1 -1.1 -1.1 -1.1 12.7 -12.7
8 491.0 110.4 1.8 -1.8 1.1 -1.1 -1.1 -1.1 12.7 -12.7
9 512.0 110.4 354.8 1058.2 1.1 -1.1 -1.1 -1.1 12.7 -12.7
10 556.0 110.4 354.8 1058.2 1.1 -1.1 -1.1 -1.1 12.7 -12.7

 

Вибір найневигідніших комбінацій зусиль для лівої колони рами

Таблиця 3

Навантаження

Переріз1

Переріз2

Переріз3

Переріз4

М,

КНм

N,

КН

Q,

КН

M, кНм

N,

КН

M,

КНм

N,

КН

M, кНм

N,

КН

Q,

КН

1

Постійне авантаження

99,6

556,0

-3,3

41,7

512,0

-138,3

491

-155,6

480

-3,3

2

Снігове навантаження

22,7

110,4

-0,7

10,0

110,4

-3,0

110,4

-35,7

110,4

-0,7

3

Вертикальний крановий стиск(візок зліва)

114,3

1058,2

-35,4

-501

1058,2

162,3

-1,8

-21,5

-1,8

-35,4

4

Вертикальний крановий стиск(візок справа)

223,2

354,8

22,5

-168,6

354,8

52,4

1,8

-64,7

1,8

22,4

5

Поперечне гальмування біля лівої колони вправо

-236,4

-1,1

16,8

56

-1,1

56,0

-1,1

-27,0

-1,1

-25,8

6

Поперечне гальмування біля лівої колони вліво

236,4

1,1

-16,8

-56

1,1

-56,0

1,1

27,0

1,1

25,8

7

Поперечне гальмування біля правої колони вліво

171,1

1,1

9,9

-1,1

1,1

-1,1

1,1

-52,5

1,1

9,9

8

Поперечне гальмування біля правої колони право

171,1

1,1

9,9

-1,1

1,1

-1,1

1,1

-52,5

1,1

9,9

9

Вітер зліва

-940,7

-12,7

92,1

70,4

-12,7

70,4

-12,7

142,8

-12,7

3,8

10

Вітер справа

884,3

12,7

79,5

-54,7

12,7

-54,7

12,7

-163,2

12,7

13,2

Короткочасні навантаження для основного сполучення (y =1)

IA- +Mmax(N,Q-відп)

№10

№9

№3+5

№9

 

884,3

-54,7

79,4

70,4

142,8

218,3

-2,9

142,8

-12,7

3,8

 

IБ- -Mmax(N,Q-відп)

№9

№3+6

№10

№10

 

-940,7

-12,7

92,1

-557,0

1059,2

-54,7

-12,7

-163,2

12,7

13,2

 

IВ- +Nmax(N,Q-відп)

№3+6

№3+6

№2

№2

 

350,7

1059,2

-52,2

557,0

1059,2

-32,0

110,4

-35,7

110,4

-0,7

 

Короткочасні навантаження для основного сполучення (y =0,9)

IIA

y=1

+Mmax(N,Q-відп)

№2+4+6+10

№2+9

№3+5+9

№3+6+9

1366,6

479,0

84,5

80.4

97.7

288,7

-15,6

148,3

-13,4

-5,8

IIБ

-Mmax(N,Q-відп)

№3+5+9

№3+6+10

№2+4+6+10

№2+4+6+10

-1062,8

1044,4

73,5

-611,7

1072,0

-90,3

126,0

-236,6

126,0

60,7

Навантаження

Переріз1

Переріз2

Переріз3

Переріз4

М,

КНм

N,

КН

Q,

КН

M, кНм

N,

КН

M,

КНм

N,

КН

M, кНм

N,

КН

Q,

КН

1

Постійне авантаження

99,6

556,0

-3,3

41,7

512,0

-138,3

491

-155,6

480

-3,3

2

Снігове навантаження

22,7

110,4

-0,7

10,0

110,4

-3,0

110,4

-35,7

110,4

-0,7

3

Вертикальний крановий стиск(візок зліва)

114,3

1058,2

-35,4

-501

1058,2

162,3

-1,8

-21,5

-1,8

-35,4

4

Вертикальний крановий стиск(візок справа)

223,2

354,8

22,5

-168,6

354,8

52,4

1,8

-64,7

1,8

22,4

5

Поперечне гальмування біля лівої колони вправо

-236,4

-1,1

16,8

56

-1,1

56,0

-1,1

-27,0

-1,1

-25,8

6

Поперечне гальмування біля лівої колони вліво

236,4

1,1

-16,8

-56

1,1

-56,0

1,1

27,0

1,1

25,8

7

Поперечне гальмування біля правої колони вліво

171,1

1,1

9,9

-1,1

1,1

-1,1

1,1

-52,5

1,1

9,9

8

Поперечне гальмування біля правої колони право

171,1

1,1

9,9

-1,1

1,1

-1,1

1,1

-52,5

1,1

9,9

9

Вітер зліва

-940,7

-12,7

92,1

70,4

-12,7

70,4

-12,7

142,8

-12,7

3,8

10

Вітер справа

884,3

12,7

79,5

-54,7

12,7

-54,7

12,7

-163,2

12,7

13,2

Короткочасні навантаження для основного сполучення (y =1)

IA- +Mmax(N,Q-відп)

№10

№9

№3+5

№9

884,3

-54,7

79,4

70,4

142,8

218,3

-2,9

142,8

-12,7

3,8

IБ- -Mmax(N,Q-відп)

№9

№3+6

№10

№10

-940,7

-12,7

92,1

-557,0

1059,2

-54,7

-12,7

-163,2

12,7

13,2

IВ- +Nmax(N,Q-відп)

№3+6

№3+6

№2

№2

350,7

1059,2

-52,2

557,0

1059,2

-32,0

110,4

-35,7

110,4

-0,7

Короткочасні навантаження для основного сполучення (y =0,9)

IIA

y=1

+Mmax(N,Q-відп)

№2+4+6+10

№2+9

№3+5+9

№3+6+9

1366,6

479,0

84,5

80.4

97.7

288,7

-15,6

148,3

-13,4

-5,8

IIБ

-Mmax(N,Q-відп)

№3+5+9

№3+6+10

№2+4+6+10

№2+4+6+10

-1062,8

1044,4

73,5

-611,7

1072,0

-90,3

126,0

-236,6

126,0

60,7

IIВ

+Nmax(N,Q-відп)

№2+3+6+10

№2+3+6+10

№2+4+6+10

№2+4+6+10

1257,7

1182,4

26,6

-601,7

1182,4

-90,3

126,0

-236,6

126,0

60,7

IIA

y=0,9

+Mmax(N,Q-відп)

1229,9

431,1

76,05

72.36

87.93

259,83

-14,0

133,47

-12,1

5,22

IIБ -Mmax(N,Q-відп)

-956,52

936,96

66,15

-550,53

964,8

-80,27

113,4

212,94

113,4

54,63

IIВ +Nmax(N,Q-відп)

1131,9

1064,2

23,64

-541,53

1064,16

-80,27

113,4

-212,94

113,4

54,63

основне

сполучення з

y=1

+Mmax(N,Q-відп)

983,9

501,3

76,1

112,1

654,8

80

488,1

-12,8

467,3

0,5

-Mmax(N,Q-відп)

-841,1

543,3

88,8

-515,3

1571,2

-193

478,3

-318,8

492,7

9,9

+Nmax(N,Q-відп)

450,3

1615,2

-55,5

598,7

1571,2

-170,3

601,4

-191,3

590,4

-4,0

y=0,9

+Mmax(N,Q-відп)

1329,5

987,1

72,75

114.06

599.93

121,53

477,0

-22,13

467,9

1,92

-Mmax(N,Q-відп)

-856,92

1495,96

62,85

-508,83

1476,8

-218,57

604,4

-368,54

593,4

51,33

+Nmax(N,Q-відп)

1231,5

1620,16

-58,8

499,83

1576,16

-218,57

604,4

-368,54

593,4

51,33

                                                                     

 

До вибору розрахункових комбінацій зусиль

 

Таблиця 4

Переріз

Сполучення зусиль

Висота перерізу

Умовна поздовжня сила

4 – 4

мах= — N відп. = —

h 2 =0,5 м

 -Ммах=-368,54 N відп. =593,4 296,7 -737,08 -440,38 1033,78
 + N мах =593,4  Мвідп=-368,54 296,7 -737,08 -440,38 1033,78

3 – 3

мах=121,53 N відп. =476,96

h 2 =0,5 м

238,48 243,06 421,54 -4,58
 -Ммах=-218,57 N відп. =604,4 302,2 -437,14 -134,94 739,34
+ N мах =604,4  Мвідп=-218,5 302,2 -437,14 -134,94 739,34

2 – 2

мах=598,7 N відп. =1571,2

h1 = 1, 25м

785,6 478,96 1264,56 306,64
- Ммах=-515,3 N відп. =1571,2 785,6 -412,24 -373,36 1197,84
+ N мах =1576,16  Мвідп=-499,83 788,08 -399,86 388,22 1187,94

1 – 1

мах=1329,54 N відп. =987,1

h1 = 1, 25м

493,55 1063,63 1557,18 -507,08
- Ммах=-856,92 N відп. =1495,96 747,98 -685,54 62,44 1433,52
 + N мах =1620,16  Мвідп=1231,53 810,08 985,22 1795,3 -175,14

 


Література

 

1. СНиП ІІ-23-81*. Стальне конструкции. – М.: Стройиздат, 1991 – 96с.

2. Бабич В.І., Огороднік В.І., Романюк В.В. Таблиці для проектування будівельних конструкцій. Довідник – Рівне, 1999. – 506с., 394 табл., бібліограф.:35 назв.

3. Методичні вказівки до виконання курсового проекту 051-53, 051-15, 051-16, 051-80, 051-81, 051-82, 051-95.



Поделиться:


Читайте также:




Последнее изменение этой страницы: 2020-03-02; просмотров: 95; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.223.171.12 (0.548 с.)