Стальной каркас промышленного здания - Строительство и архитектура курсовая работа

Главная

Строительство и архитектура
Стальной каркас промышленного здания

Расчет поперечной рамы, составление сочетаний нагрузок и выбор невыгодных сочетаний усилий. Подбор сечений центрально растянутых и центрально сжатых элементов. Расчетные длины колонны. Подбор сечения верхней и нижней части колонны. Расчет базы колонны.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Поперечная рама промышленного здания состоит из колонн, жестко заделанных в фундамент и шарнирно опирающегося ригеля (фермы). Колонны предусматривают ступенчатого типа. Определим размеры по вертикали:
где - высота крана в зависимости от пролета здания, при пролете здания 36м высоту крана принимаем равной 4.8м;
- прогиб фермы и связей под нагрузкой в зависимости от пролета здания, при пролете здания 36м величину прогиба принимаем равной 200мм
По требованиям унификации размер Н2 увеличиваем в большую сторону до кратности 200 мм , Н2 = 5200 мм.
где - высота рельса, принимаем равной 120мм;
- высота подкрановой балки в зависимости от шага колонн, при шаге колонн 6м высоту подкрановой балки принимаем равной 1050мм
- привязка наружной части колонны ;
- привязка внутренней части колонны ;
, кратно 250мм в пределах 500 - 1500мм
Определим эксцентриситеты приложения крановой нагрузки и смещение осей верхней и нижней части колонны
Расчетная схема для определения крановых нагрузок
Определим наибольшие нормативное давление колеса на подкрановой рельс
Определим наименьшее нормативное давление колеса на подкрановой рельс
где - вес крана с тележкой в зависимости от пролета здания, при пролете здания 36м вес крана с тележкой принимаем равным 2200кН;
- наибольшие нормативное давление колеса на подкрановой рельс
Определим вертикальное давление крана на колонну. Расчетное значение найдем, построив линию влияния опорных реакций однопролетных подкрановых балок
где - наибольшие нормативное давление колеса на подкрановой рельс;
- нормативная нагрузка от собственного веса подкрановой балки, которая условно включена во временную крановую нагрузку,
- коэффициент надежности по нагрузке, равный 1.1;
- коэффициент надежности по назначению, равный 0.95;
- коэффициент сочетания нагрузок, принимается в зависимости от грузоподъемности и режимов работы крана, равный 0.85
- коэффициент надежности для постоянной нагрузки от собственного веса подкрановых конструкций ,равен 1.05
где - наименьшие нормативное давление колеса на подкрановой рельс
Определим нормативное значение горизонтальной силы на одно колесо от поперечного торможения
где - вес тележки, принимаем равной 650кН;
- коэффициент в зависимости от способа подвески груза. Т.к. гибкий подвес груза k=0.05
Расчетное значение силы от торможения крановой тележки
где - нормативное значение горизонтальной силы на одно колесо от поперечного торможения;
- коэффициент надежности по нагрузке, равный 1.1;
- коэффициент надежности по назначению, равный 0.95;
- коэффициент сочетания нагрузок, принимается в зависимости от грузоподъемности и режимов работы крана, равный 0.85
где - гибкость элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- радиус инерции сечения элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- предельная гибкость растянутых элементов, принимаем по таблице 20 СНиП II-23-81* в зависимости от вида нагрузки и элемента конструкции
где - толщина фасонки, принимается в соответствии с максимальным усилием, возникающим в элементах решетки. Толщину фасонки принимаем равной 10мм
Т.к. вычисленные значения гибкости элементов, соответственно в плоскости и из плоскости фермы, меньше предельной гибкости растянутых элементов, следовательно, уголок подобран правильно.
где - гибкость элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- радиус инерции сечения элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- предельная гибкость растянутых элементов, принимаем по таблице 20 СНиП II-23-81* в зависимости от вида нагрузки и элемента конструкции
где - толщина фасонки, принимается в соответствии с максимальным усилием, возникающим в элементах решетки. Толщину фасонки принимаем равной 8мм
Т.к. вычисленные значения гибкости элементов, соответственно в плоскости и из плоскости фермы, меньше предельной гибкости растянутых элементов, следовательно, уголок подобран правильно.
где - гибкость элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- радиус инерции сечения элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- предельная гибкость растянутых элементов, принимаем по таблице 20 СНиП II-23-81* в зависимости от вида нагрузки и элемента конструкции
где - толщина фасонки, принимается в соответствии с максимальным усилием, возникающим в элементах решетки. Толщину фасонки принимаем равной 8мм
Т.к. вычисленные значения гибкости элементов, соответственно в плоскости и из плоскости фермы, меньше предельной гибкости растянутых элементов, следовательно, уголок подобран правильно.
Зададимся ориентировочным значением гибкости и для него вычислим значение коэффициента продольного изгиба
Из сортамента выбираем широкополочный тавр с площадью поперечного сечения больше, чем . Выбираем тавр 30ШТ1 со следующими характеристиками:
где - гибкость элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- радиус инерции сечения элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- предельная гибкость сжатых элементов, принимаем по таблице 19 СНиП II-23-81* в зависимости от элемента конструкции
Выбираем максимальное значение гибкости и в соответствии с таблицей 72 СНиП II-23-81* вычисляем значение коэффициента продольного изгиба
Зададимся ориентировочным значением гибкости и для него вычислим значение коэффициента продольного изгиба
Из сортамента выбираем равнополочный уголок с площадью поперечного сечения больше, чем . Выбираем L80x10 со следующими характеристиками:
где - гибкость элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- радиус инерции сечения элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- предельная гибкость сжатых элементов, принимаем по таблице 19 СНиП II-23-81* в зависимости от элемента конструкции
Проверка не выполняется, выбираем другой уголок L120x8 со следующими характеристиками:
Зададимся ориентировочным значением гибкости и для него вычислим значение коэффициента продольного изгиба
Из сортамента выбираем равнополочный уголок с площадью поперечного сечения больше, чем . Выбираем L120x8 со следующими характеристиками:
где - гибкость элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- радиус инерции сечения элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- предельная гибкость сжатых элементов, принимаем по таблице 19 СНиП II-23-81* в зависимости от элемента конструкции
где - толщина фасонки, принимается в соответствии с максимальным усилием, возникающим в элементах решетки. Толщину фасонки принимаем равной 10мм
Выбираем максимальное значение гибкости и в соответствии с таблицей 72 СНиП II-23-81* вычисляем значение коэффициента продольного изгиба
Зададимся ориентировочным значением гибкости и для него вычислим значение коэффициента продольного изгиба
Из сортамента выбираем равнополочный уголок с площадью поперечного сечения больше, чем . Выбираем L120x8 со следующими характеристиками:
где - гибкость элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- радиус инерции сечения элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- предельная гибкость сжатых элементов, принимаем по таблице 19 СНиП II-23-81* в зависимости от элемента конструкции
где - толщина фасонки, принимается в соответствии с максимальным усилием, возникающим в элементах решетки. Толщину фасонки принимаем равной 8мм
Выбираем максимальное значение гибкости и в соответствии с таблицей 72 СНиП II-23-81* вычисляем значение коэффициента продольного изгиба
Зададимся ориентировочным значением гибкости и для него вычислим значение коэффициента продольного изгиба
Из сортамента выбираем равнополочный уголок с площадью поперечного сечения больше, чем . Выбираем L40x3 со следующими характеристиками:
где - гибкость элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- радиус инерции сечения элементов соответственно в плоскости и из плоскости фермы;
- предельная гибкость сжатых элементов, принимаем по таблице 19 СНиП II-23-81* в зависимости от элемента конструкции
Т.к. вычисленное значение гибкости элементов, соответственно в плоскости ,больше предельной гибкости сжатых элементов, необходимо увеличить площадь поперечного сечения, выбираем L70x5 со следующими характеристиками:
Проверка выполняется, сечение равнополочного уголка удовлетворяет условию устойчивости
1. Результаты расчета элементов фермы сведены в таблицу 1 «Таблица подбора поперечных сечений элементов стропильной фермы».
Таблица подбора поперечных сечений элементов стропильной фермы
Опорное ребро фермы предназначено для передачи опорной реакции на колонну. Толщину опорного ребра принимаем конструктивно t=12мм. Опорная реакция фермы: R=327.7кН
где - опорная реакция стропильной фермы;
Ребро крепится болтами d=20мм к надколонной стойке. Из условия размещения болтов принимаем ширину ребра b=20 см. Требуемая полная длина сварного шва , а значит и высота ребра:
Окончательно размер h устанавливаем при вычерчивании с учетом требуемых длин сварных швов, прикрепляющих опорный раскос к узлу стропильной фермы.
Принимаем полуавтоматическую сварку в углекислом газе проволокой Св-08Г2С по Гост 2246-70* диаметром 1.4….2мм
Сравнивая два последних произведения делаем вывод , что расчет будем производить по границе сплавления , так как второе произведение меньше первого.
Расчетные длины отдельных частей колонны следует определять в соответствии с п. 6.8, 6.11 прил.6 СНиП 2-23-81*. При этом предполагается, что верхний конец колонны свободен от всяких закреплений.
Коэффициент расчетной длины м для нижнего участка одноступенчатой колонны следует принимать в зависимости от следующих величин (рис. )
N1, мах / N2, мах = 1754 /357 = 4.9 > 3
Расчетная длина верхней части колонны в плоскости рамы
для нижней части соответственно имеем
Расчетные длины верхней и нижней частей колонны из плоскости рамы определяем в соответствии с рис.
Расчетная длина нижней части колонны из плоскости рамы:
3.2 Подбор сечения верхней части колонны
Верхняя часть колонны рассчитывается на устойчивость при внецентренном сжатии и проектируется из прокатного двутавра. Проверка устойчивости выполняется как в плоскости, так и из плоскости действия изгибающего момента. Предварительно определяется требуемая площадь поперечного сечения двутавра, которая находится из условия его устойчивости в плоскости рамы (в плоскости действия момента):
где N - продольное усилие, приложенное с эксцентриситетом e;
це - коэффициент устойчивости, принимаемый в зависимости от условной гибкости стержня
и приведенного относительного эксцентриситета
где W - момент сопротивления сечения для наиболее сжатого волокна;
з - коэффициент влияния формы сечения
Для симметричного двутавра можно воспользоваться следующими приближенными зависимостями:
Определив условную гибкость и приведенный относительный эксцентриситет, находим коэффициент устойчивости и вычисляем требуемую площадь поперечного сечения двутавра. В рассматриваемом случае имеем:
Коэффициент устойчивости це=0,16596, а требуемая площадь поперечного сечения двутавра
Требуемые радиусы инерции сечения, исходя из условия, что предельная гибкость стержня равна 120
С учетом назначенной выше величины bв=500мм, по сортаменту принимаем Й60Б1, имеющий следующие характеристики: h=593мм, А=135.26см2, Jx=78759.99см4, Wx=2656см3, ix=24.13см, Jy=3154см4, iy=4.83см, b=230мм, tf=15.5мм, tw=10.5мм.
Проверяем устойчивость верхней части колонны в плоскости действия момента:
Проверка верхней части колонны из плоскости действия момента. выполняется по формуле:
где с - коэффициент, вычисляемый согласно требованиям п. 5.31 СНиПа
Проверяем устойчивость верхней части колонны из плоскости рамы
Устойчивость верхней части колонны обеспечена. На этом расчет верхней части колонны завершен.
3.3 Подбор сечения нижней части колонны
Нижняя часть колонны проектируется сквозной, симметричного строения, состоящей из двух прокатных двутавров, соединенных друг с другом решеткой из прокатных равнополочных уголков. Общий вид сечения нижней части колонны и расположение осей показаны на рис. 1.9.
Определяем усилия в ветвях по формуле
Отдельные ветви работают на центральное сжатие и рассчитываются на устойчивость. Поскольку обе ветви по проекту имеют одинаковое сечение, их требуемую площадь определяем по максимальному усилию, принимая предварительно коэффициент продольного изгиба ц=0,5:
Требуемый радиус инерции сечения ветви относительно оси Y (из плоскости рамы):
По сортаменту принимаем принимаем Й50Ш2, имеющий следующие характеристики: h=489мм, А=176.6см2, Jy=72529.99см4, Wy=2967см3, iy=20.26см, Jx1=7899.99см4, ix1=6.69см, b=300мм, tf=17.5мм, tw=14,5мм.
Проверяем устойчивость ветви из плоскости рамы:
Из условия равноустойчивости ветви в плоскости и из плоскости рамы определяем максимальное расстояние между узлами решетки:
Принимаем lв1=129, разделив нижнюю часть колонны на целое число панелей и расположив раскосы решетки по отношению к ветви под углом около 450. Проверяем устойчивость ветвей в плоскости рамы:
Для расчета соединительной решетки подкрановой части колонны. необходимо выбрать максимальную из фактически действующей и условной поперечных сил. Фактическая поперечная сила Q определена при выполнении статического расчета поперечной рамы - Q=137.1кН. Условная поперечная сила Qfic определяется по формуле: при Ry=240МПа - Qfic=0,26А=0,26·2·176.6=91.83(кН).
Сравнивая Qfic и Q, принимаем для расчета большее значение 137.1кН.
Раскосы решетки расположены под углом б к ветви, а
Принимаем уголок 80х8 с Ар=12.3см2 и минимальным радиусом инерции imin=2.44см. Длина раскоса (см); гибкость ; коэффициент продольного изгиба ц=0,73; напряжения в раскосе
Проверяем устойчивость нижней части колонны как единого стержня в плоскости действия момента. Для этого определяем геометрические характеристики всего сечения:
Гибкость стержня ; приведенная гибкость составного элемента с соединением ветвей на решетке (табл. 7 [1]):
б1 - коэффициент, определяемый по формуле (глава 8 [1]);
Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь:
Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, так как она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.
База является опорной частью колонны и предназначена для передачи усилий от колонны на фундамент, и в ее состав входят опорная плита, траверсы, ребра, анкерные болты, а также устройства для их крепления (столики, анкерные плиты и т.д.). Конструктивное решение базы зависит от типа колонны и способа сопряжения ее с фундаментом (жесткое или шарнирное). Существует два типа баз: общая и раздельная. Последний вариант базы принят в курсовом проекте. Для расчета базы выбираем из таблицы сочетаний неблагоприятные комбинации усилий в нижнем сечении «А» колонны. При выборе расчетной комбинации усилий для шатровой ветви анализируются все варианты с положительным моментом, а для подкрановой ветви - с отрицательным моментом.В нашем примере для случая шатровой ветви имеем:
Mmax = 595 кНм; Nсоот = 1680 кН; кН,
Mmax = -1208 кНм; Nсоот = 1680 кН; кН.
В связи с тем, что максимальное усилие возникает в подкрановой ветви, выполняем далее именно ее расчет. Требуемая площадь опорной плиты:
где Rb - призменная прочность бетона цb - коэффициент увеличения Rb до Rb,loc в зависимости от соотношения площади верхнего обреза фундамента Аf к рабочей площади опорной плиты
Принимаем цb = 1,2, Rb,loc = 1,20,95=1,14 кН/см2,
При назначении размеров опорной плиты следует учитывать следующие требования:
- центры тяжести ветви и опорной плиты должны совпадать;
- свесы плиты должны быть не менее 40мм;
- толщину траверсы принимают равной 10-24мм.
Исходя из этих требований, назначаем размеры плиты - 600 х 420мм, а толщину траверсы - 20мм (рис. 1.10).
Среднее фактическое напряжение под опорной плитой:
Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты Номера участков приняты по рис. 1.10:
Участок 1. (консольный свес с1 = 4,0см):
Участок 2. Плита, опертая по трем сторонам:
т.к. в2 /а2 =30/5,55=5,4>2, то рассчитываем этот участок, как консольный.
Участок 3. На участке 3 плита оперта по четырем сторонам:
т.к. в3/а3 =45.4/14,27=3.18>2, то момент находим как в однопролетной балке пролетом а3 = 14,27см.
Требуемую толщину плиты определяем по наибольшему моменту Мmax= 17.56 кНсм, как для балки сечением .
По сортаменту [7] листовой горячекатаной стали С235, с учетом припуска на фрезеровку -2 мм принимаем tпл = 20мм.
Высоту траверсы hт определяем из условия размещения сварного шва прикрепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности считаем, что все усилие в ветви передается через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая, проволокой марки Св-08А, d=1,4 … 2мм. Принимаем kf =8мм.
Требуемую длину шва определяем из условия прочности по металлу шва:
f = 0,9; Rf = 180 МПа = 18 кН/см2; с =1; f =1;
Расчетная длина флангового шва должна удовлетворять условию:
34,83 < 85f kf = 850,90,8 = 61,2 (см) (п. 12.8 [1]).
Проверяем траверсу как однопролетную балку, шарнирно опирающуюся на полки ветви колонны.
Равномерно распределенная нагрузка на траверсу (рис. 1.10):
Геометрические характеристики траверсы:
Прочность траверсы по нормальным напряжениям:
Прочность траверсы на срез у опоры:
где Rs=0,58Ry - расчетное сопротивление стали сдвигу
Определяем требуемый катет швов, прикрепляющих траверсы к опорной плите. Сварка ручная электродами типа Э42А, f = 0,7:
Анкерные болты служат для передачи растягивающих усилий от колонны на фундамент. Их рассчитывают на специальную комбинацию усилий. М=975.7 кНм; N=678.1 кН. Усилие отрыва от фундамента, приходящееся на анкерные болты:
Требуемая площадь сечения анкерных болтов:
где Rb=18,5 кН/см2 - расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов, выполненных из стали ВСт3кп2 (табл. 60 [1]).
Диаметр анкеров назначается от 20 до 76мм, т.к. более толстые анкеры сложны в изготовлении.
Принимаем анкер диаметром d=64мм с площадью нетто
При размещении анкерных болтов необходимо соблюдать следующие требования:
- центр тяжести ветви и равнодействующая усилий в анкерах должны лежать на одной оси;
- для того чтобы можно было свободно повернуть гайку при затяжке болтов, минимальное расстояние от оси болта до траверсы желательно принимать 1,5d;
- для обеспечения возможности сдвижки колонны во время монтажа по фундаменту во все стороны, анкерные болты выносят за опорную плиту примерно на 20мм. Кол-во болтов 2
Последним рассчитываемым элементом базы колонны является анкерная плитка (рис.). Ее рассчитывают как балку, свободно опертую на траверсы и нагруженную сосредоточенной силой от анкера.
Изгибающий момент в среднем сечении плитки:
Из условия размещения анкерных болтов назначаем ширину плитки равной 300мм.
Толщину анкерной плитки определяем из условия прочности по нормальным напряжениям:
Момент сопротивления ослабленного отверстием сечения:
3. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции/Минстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 1996.- 77 с.
5. Металлические конструкции. В 3 т. Т.1. Элементы стальных констру кций: Учебное пособие для строит. вузов/В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред. В.В. Горева.- М.: Высш. шк., 1997.- 527 с.
Компоновка поперечной рамы. Расчет внецентренно-сжатой колонны, узла сопряжения верхней и нижней частей колонны. Подбор сечения сжатых стержней фермы. Сбор нагрузок на ферму. Расчет анкерных болтов. Расчетные сочетания усилий. Статический расчёт рамы. курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.11.2016
Определение основных размеров поперечной рамы цеха. Определение нагрузок на раму. Заполнение бланка исходных данных для ЭВМ. Определение расчетных усилий в сечениях рамы. Определение невыгодных сочетаний усилий для сечений колонны и анкерных болтов. курсовая работа [959,7 K], добавлен 17.02.2016
Компоновка поперечной рамы здания. Эксцентриситет стенового ограждения верхней и нижней частей колонны. Статический расчет поперечной рамы. Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня. Конструирование базы колонны. курсовая работа [2,6 M], добавлен 03.11.2010
Определение нагрузок на поперечную раму. Подбор сечения нижней части колонны и элементов фермы. Методика подбора сечений для сжатых стержней. Расчет фермы, раздельной базы сквозной колонны и сварных швов прикрепления раскосов и стоек к поясам фермы. курсовая работа [217,4 K], добавлен 25.03.2013
Особенности проектирования стальных конструкций одноэтажного промышленного здания. Расчет подкрановой балки, нагрузок на фермы из тавров и уголков, поперечной рамы, одноступенчатой колонны. Подбор сечения и размеров колонны, фермы, подкрановой балки. курсовая работа [1,5 M], добавлен 27.02.2015
Компоновка поперечной рамы: расчет нагрузок. Геометрические характеристики колонны. Реакции колонны и рамы. Определение усилий в колонне от постоянных нагрузок. Определение усилий в стойке от собственного веса. Расчёт внецентренно сжатой колонны. курсовая работа [722,5 K], добавлен 15.06.2011
Подбор сечения балок: настила, главной, составной. Проверка их прочности, жесткости, общей и местной устойчивости. Расчет и конструирование узлов, соединений. Проектирование центрально-сжатой колонны и ее нижней опорной части. Выбор стали для конструкций. курсовая работа [221,5 K], добавлен 27.11.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Стальной каркас промышленного здания курсовая работа. Строительство и архитектура.
Контрольные Работы По Геометрии 10 Класс Зив
Реферат На Тему История Моего Рода
Дипломная работа по теме Республика как форма правления
Доклад: Всемирное Воздвижение Креста Господня
Дипломные работы: Физика
Реферат по теме Жизненный цикл
Реферат по теме Расчет затрат на техническую подготовку производства по модернизации токарно-револьверного станка
Эссе У Купца Цена У Покупателя Другая
Шпаргалка по психологии (укр)
Реферат На Тему Необходимость Защиты Информации
Реферат: Религиозно-мифологические представления восточных славян. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая Пожилые Люди
Доклад: Борис Спасский
Отчет по практике по теме Система управления и коммерческая деятельность ООО 'Гиссар'
Реферат по теме Краткая история биологии как науки
Курсовая работа по теме Участок 'Разрез Глуховский' Распадского каменноугольного месторождения
Курсовая работа: Правила погрузочно-разгрузочных работ по выгрузке угля
Контрольная работа по теме Комп'ютерна мережа
Политическая Культура Казахстана Реферат
Темы Сочинений Направление Между Прошлым И Будущим
Клієнти в соціальній роботі - Социология и обществознание реферат
Разработка схемы программируемого делителя частоты - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Учет и аудит товарных операций в оптовой торговле (на примере ООО "Фирма Элмика") - Бухгалтерский учет и аудит дипломная работа