Рефетека.ру / Строительство

Курсовая работа: Стальная рабочая площадка промздания

Нижегородский государственный архитектурно – строительный университет

Институт открытого дистанционного образования


Курсовая расчетно-графическая работа

«Стальная рабочая площадка промздания»


Преподаватель

Студент: гр.


Нижний Новгород – 2010

Содержание


1. Введение

2. Исходные данные

3. Компоновка поперечной рамы

4. Определение нагрузок

4.1 Постоянная нагрузка

4.2 Снеговая нагрузка

4.3 Крановая нагрузка

4.3.1 Расчёт на вертикальную нагрузку

4.3.2 Расчёт на горизонтальную нагрузку

4.3 Ветровая нагрузка

5. Статический расчёт

5.1 Расчёт на постоянную и снеговую нагрузку

5.2 Расчёт на вертикальное давление крана

5.3 Расчёт на торможение

5.4 Расчёт на ветровую нагрузку

6. Расчётные сочетания усилий

6.1 Определение РСУ

7. Расчёт и конструирование верхней части стержня ступенчатой колонны

7.1 Определение расчётной длины колонны в плоскости рамы

7.2 Определение расчётной длины колонны из плоскости рамы

7.3 Конструктивный расчёт подкрановой части колонны

8. Конструктивный расчёт подкрановой части стержня ступенчатой колонны

8.1 Расчёт подкрановой части сплошного сечения

9. Расчёт и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны

10. Расчёт и конструирование базы колонны

10.1 Проектирование и расчёт базы под колонну со сплошной подкрановой частью

10.2 Расчёт анкерных болтов

11. Расчёт и конструирование стропильной фермы

11.1 Конструктивная схема фермы

11.2 Конструкция кровли

11.3 Нагрузки на стропильную ферму

11.4 Определение усилий в элементах фермы

11.5 Конструирование и расчёт в элементах фермы

11.6 Расчёт сварных соединений в ферме

Используемая литература


1. Введение


Расчетно-графическая работа разработана на основании задания на проектирование, выданного кафедрой металлических конструкций Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета.

Цель курсовой расчетно-графической работы:

- приобретение навыков в решении основных вопросов проектирования металлических конструкций;

- освоение методики компоновки простейших сооружений, выполняемых в металле;

- определение нагрузок;

- выбор расчётных схем элементов, входящих в состав сооружения;

- расчёт и конструирование несущих элементов балочной клетки, центрально нагруженных колонн и их узлов.


2. Исходные данные


Здание однопролётное отапливаемое, без фонаря.

Класс ответственности – II.

Кровля лёгкая по прогонам.

Стеновое ограждение самонесущее.

Здание с мостовым краном

Пролёт – L = 30м.

Длина здания – 120м.

Шаг колонн – Bcol = 12м.

Шаг ферм – Brt = 12м.

Отметка головки кранового рельса – Ht = 11,05м.

Грузоподъёмность крана – Q = 50т.

Режим работы крана – 4К-6К.

Климатический район строительства – II4.

Снеговой район – 4.

Ветровой район – 4.

Класс бетона B12,5; Rbn = 9,5 МПа.

Монтаж производится на болтах.


3. Компоновка поперечной рамы


1. Расстояние от головки подкранового рельса до низа несущих конструкций покрытий.


Стальная рабочая площадка промздания


где f = 200ё400 – зазор, учитывающий прогибы конструкций покрытия, принимаем =350мм;

Hc = габаритная высота крана принимаемая по ТУ24-9-456-76 на краны (т II.1(3)).При Q = 50т, Hc = 3150мм;

100 – конструктивный зазор.

Стальная рабочая площадка промздания

2. Полезная высота цеха.


Стальная рабочая площадка промздания


увеличиваем Ht из условия кратности 1,8 принимаем HS =1,8 · 9 = 16,2м.

3. Длина верхней части колонны.


Стальная рабочая площадка промздания


здесь hc.b – высота подкрановой балки равной 1м;

hr.a – высота рельса при Q = 50т, к.р.80 hr.a = 130мм.

4. Полная высота рамы.


Стальная рабочая площадка промздания

здесь Hb = заглубление базы колонны ниже отметки пола принимаем 200мм.

5. Длина нижней части колонны.


Стальная рабочая площадка промздания


6. Полная высота шатра.


Стальная рабочая площадка промздания


где h1rt = 3150мм – высота фермы на опоре для типовой серии 1.460.2-10 с элементами из парных уголков;

hр = 1250мм – высота парапета.

Стальная рабочая площадка промздания

7. Высота поперечного сечении верхней части колонны.


Стальная рабочая площадка промздания


8. Высота поперечного сечения нижней части колонны.


Стальная рабочая площадка промздания


где b0 = 250мм – привязка наружной грани колонны к разбивочной оси;

l1 =750мм – расстояние от разбивочной оси ряда колонны до оси подкрановой балки.


Стальная рабочая площадка промздания

здесь В1 = 300мм – при Q = 50т, по(т II.1(3));

Стальная рабочая площадка промздания


Стальная рабочая площадка промздания, условие выполняется.


9. Компоновка каркаса по таблицам II.12; II.13.

Hc = 3150; Hcom = 3600; Ht = 12600; HS = 16200; H2 = 4800; h1 = 1000; h2 = 450;


Стальная рабочая площадка промздания;

Стальная рабочая площадка промздания;

Стальная рабочая площадка промздания;

Стальная рабочая площадка промздания


Стальная рабочая площадка промздания

Рис.1 Геометрическая схема поперечной рамы

4. Определение нагрузок


4.1 Постоянная нагрузка


- Расчётную постоянную нагрузку от веса покрытия определяем в табличной форме по (т II.2(3))


Таблица №1

Элементы покрытия

Нормативная нагрузка Стальная рабочая площадка промздания, кПа

Коэффициент надёжности по нагрузке Стальная рабочая площадка промздания

Расчётная нагрузка Стальная рабочая площадка промздания, кПа

1. Профилированный настил Н57-750-0,8 0,1 1,05 0,11
2. Минераловатная плита повышенной жёсткости t = 100мм 0,24 1,2 0,29
3. Профилированный лист марки НС-30-750-0,6 0,07 1,05 0,074
4. Собственный вес металлической конструкции шатра (ферма, связи, прогоны) 0,3 1,05 0,32
Итого: 0,7 1,143 0,8

– Расчётная равномерно распределённая нагрузка на ригель рамы


Стальная рабочая площадка промздания


здесь Стальная рабочая площадка промзданиякоэффициент надёжности по назначению определяемый по приложению к (2);

Стальная рабочая площадка промзданияусреднённый коэффициент надёжности для постоянной нагрузки по табл.1;

Стальная рабочая площадка промзданиянормативный вес покрытия по табл.1

– Расчётная постоянная нагрузка на колонну

Стальная рабочая площадка промздания


4.2 Снеговая нагрузка


– Расчётная равномерно распределённая нагрузка на ригель рамы


Стальная рабочая площадка промздания


здесь Стальная рабочая площадка промзданиявес снегового покрова принимаемый по (т II.3(3)) в зависимости от района строительства;

Стальная рабочая площадка промздания коэффициент надёжности по нагрузке, зависящий от отношения нормативного веса шатра Стальная рабочая площадка промздания к Стальная рабочая площадка промздания Стальная рабочая площадка промздания тогда Стальная рабочая площадка промздания по (3);

С – коэффициент, учитывающий конфигурацию кровли здания, для кровли с уклоном не более 25о – С =1

– Расчётная снеговая нагрузка на колонну


Стальная рабочая площадка промздания


4.3 Крановая нагрузка


4.3.1 Расчёт на вертикальную нагрузку

– Расчётное максимальное давление на колонну, к которой приближена грузовая тележка, определяется:


Стальная рабочая площадка промздания

при этом на другую колонну оказывается меньшее давление:


Стальная рабочая площадка промздания


где Стальная рабочая площадка промзданиякоэффициент надёжности по нагрузке;

Стальная рабочая площадка промзданиякоэффициент сочетания крановой нагрузки

Стальная рабочая площадка промзданиясумма ординат линии влияния кранового давления на колонну определяемый по (т II.8(3));

Стальная рабочая площадка промзданиявес подкрановой балки по (т II.4(3));

Стальная рабочая площадка промзданиянаибольшее давление колеса крана, по (т II.1(3));

Стальная рабочая площадка промзданияминимальное давление колеса крана, по (т II.1(3));

От Стальная рабочая площадка промздания и Стальная рабочая площадка промздания возникают изгибающие моменты Стальная рабочая площадка промздания и Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

где е – расстояние от оси подкрановой балки до оси центра тяжести нижней части колонны определяется как


Стальная рабочая площадка промздания


4.3.2 Расчёт на горизонтальную нагрузку

– Расчётная горизонтальная поперечная сила на колонну


Стальная рабочая площадка промздания

где


Стальная рабочая площадка промздания


горизонтальная поперечная сила возникающая при торможении грузовой тележки;

здесь f – коэффициент трения, принимаемый 0,05;

Стальная рабочая площадка промзданиямасса крановой тележки по (т II.1(3));

n0 – число колёс крана с одной стороны при Q = 50т, n0 = 2.


4.4 Ветровая нагрузка


– Расчётная линейная ветровая нагрузка, передаваемая на стойку рамы к определённой точке по высоте, определяется:


Стальная рабочая площадка промздания


где Стальная рабочая площадка промзданиякоэффициент надёжности для ветровой нагрузки;

Стальная рабочая площадка промзданиянормативное значение ветрового давления определяемая по СНиП (2) либо по (т П.3(3));

с – аэродинамический коэффициент для активного давления 0,8 для отсоса 0,6;

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления в зависимости от высоты здания и типа местности по (т П.5(3));

От активного сопротивления

Стальная рабочая площадка промздания,

Стальная рабочая площадка промздания,

Стальная рабочая площадка промздания.

– Эквивалентная равномерно распределённая нагрузка равна:


Стальная рабочая площадка промздания


где Стальная рабочая площадка промзданиякоэффициент, определяемый по (т П.10(3));

Ветровую нагрузку, приходящуюся на ригель, заменяем сосредоточенной силой


Стальная рабочая площадка промздания


где сила от активного давления равна


Стальная рабочая площадка промздания


От отсоса


Стальная рабочая площадка промздания,

Стальная рабочая площадка промздания,

Стальная рабочая площадка промздания.

Стальная рабочая площадка промздания

Рис. 2 Расчётные ветровые и крановые нагрузки на раму.


5. Статический расчёт


5.1 Расчёт на постоянную и снеговую нагрузку


При назначении расчётной схемы вводим ряд упрощений:

колонны считаем жёстко защемлёнными на уровне низа базы;

геометрические оси колонн принимаем по середине высоты их сечения;

сквозной ригель заменяем сплошным эквивалентной жёсткости. При этом геометрическая ось ригеля считается расположенной в уровне нижнего пояса фермы;

ригель принимаем прямолинейным т.к. уклон до i < 10%.

принимаем соотношение моментов инерции верхней и нижней части колонны и ригеля в пределах:


Стальная рабочая площадка промздания


при


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


при


Стальная рабочая площадка промздания


Определяем изгибающие моменты в сечениях А и В от постоянной нагрузки


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


Вычисляем параметры


Стальная рабочая площадка промздания Стальная рабочая площадка промздания;


по (т П.6(3)) Стальная рабочая площадка промздания Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

МС и МD графическим способом равен -22,823кН∙м

Определяем расчётные значения продольных и поперечных сил в колонне:


Стальная рабочая площадка промздания,

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Рис. 3. Эпюры изгибающих моментов от постоянной нагрузки.


Аналитическим способом МС и МD равен


Стальная рабочая площадка промздания


Переходный коэффициент получаем по формуле:


Стальная рабочая площадка промздания


Тогда усилия от снеговой нагрузки будут:


Стальная рабочая площадка промздания ;

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания ;

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Рис. 4. Эпюры изгибающих моментов от снеговой нагрузки.


5.2 Расчёт на вертикальное давление крана


Определяем усилия в левой стойке (тележка слева) по формуле:


Стальная рабочая площадка промздания


по (т П.7(3)) определяем коэффициенты при α = 0,45

левая стойка


Стальная рабочая площадка промздания Стальная рабочая площадка промздания Стальная рабочая площадка промздания


Правая стойка


Стальная рабочая площадка промздания Стальная рабочая площадка промздания Стальная рабочая площадка промздания


Усилия в левой стойке (тележка слева)

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


Стальная рабочая площадка промздания


Стальная рабочая площадка промздания


Стальная рабочая площадка промздания

Усилия в левой стойке (тележка справа)

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


Стальная рабочая площадка промздания

Рис. 5. Эпюры изгибающих моментов от крановой нагрузки.


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

5.3 Расчёт на торможение


Определяем усилия в левой стойке по формуле:


Стальная рабочая площадка промздания


Значение коэффициента Стальная рабочая площадка промзданияопределяем по (т П.9(3)) тогда сила поперечного торможения, приложенная к левой стойке, будет


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

N = 0

Стальная рабочая площадка промздания


Сила поперечного торможения, приложенная к правой стойке


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

N = 0

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Рис. 6. Эпюры изгибающих моментов от торможения крана.


5.4 Расчёт на ветровую нагрузку


Определяем усилия в левой стойке по формуле:


Стальная рабочая площадка промздания


Значение коэффициента Стальная рабочая площадка промздания, Стальная рабочая площадка промздания определяем по (т П.11(3)) тогда ветровая нагрузка, приложенная к левой стойке, будет


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

N = 0

Стальная рабочая площадка промздания


Ветровая нагрузка, приложенная к правой стойке

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

N = 0

Стальная рабочая площадка промздания


Стальная рабочая площадка промздания

Рис. 7. Эпюры изгибающих моментов от ветровой нагрузки.


6.Расчётные сочетания усилий


6.1 Определение РСУ


Основное сочетание:


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


Дополнительное сочетание:


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


Сечение А.


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Усилие наружной ветви колонны равно


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


Вывод: Стальная рабочая площадка промздания, принимаем 963,552 кН


Стальная рабочая площадка промздания


Сечение D.


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


Усилие в подкрановой ветви равно

Стальная рабочая площадка промздания


Сечение В.


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


Сечение С.


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


7. Расчёт и конструирование верхней части стержня ступенчатой колонны.


Соотношение жесткостей надкрановой и подкрановой частей

Стальная рабочая площадка промздания

Материал колонны – сталь С 255 с Ry = 240 МПа при t = 10…20мм и

Ry = 230 МПа при t ≥ 20мм табл.50,51(1).

Сварка элементов – полуавтоматическая в среде углекислого газа; сварочная проволока – Св-08Г2С; табл.55(1), положение швов – нижнее.


7.1 Определение расчётной длины колонны в плоскости рамы


Расчётная длина колонны для подкрановой части


Стальная рабочая площадка промздания


Для надкрановой


Стальная рабочая площадка промздания


Где μ – коэффициент расчётной длины определяемый по п.6.11.(1) в зависимости от параметров


Стальная рабочая площадка промздания;

Стальная рабочая площадка промздания


Здесь

Стальная рабочая площадка промздания


Принимаем верхний конец колонны, закреплённый только от поворота, и при условии H2/H1 Ј 0,6 и N1/N2 і 3 принимаем значения m по табл. 18(1), находим μ1 = 2; Стальная рабочая площадка промздания

Таким образом

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


7.2 Определение расчётной длины колонны из плоскости рамы


По п.6.13.(1) Стальная рабочая площадка промздания Стальная рабочая площадка промздания

где 1м – высота подкрановой балки


7.3 Конструктивный расчёт надкрановой части колонны


Сечение надкрановой части колонны принимаем из широкополочного двутавра, высота сечения h2 =40см. Требуемая площадь сечения:


Стальная рабочая площадка промздания


где


Стальная рабочая площадка промздания


эксцентриситет продольной силы, Ry = 240 МПа по табл.50(1).

Стальная рабочая площадка промздания

По сортаменту подбираем двутавр 40Ш1 с характеристиками:

А = 122,4 см2; Jx = 34360 см4; Wx = 1771 см3; ix = 16,79 см;

iy = 7,18 см; h = 388 мм; tw = 9,5 мм; br = 300 мм; tf = 14 мм;

Определяем гибкость стержня в плоскости и из плоскости рамы:


Стальная рабочая площадка промздания; Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания; Стальная рабочая площадка промздания


Проверка устойчивости стержня колонны в плоскости действия момента по п.5.27(1)


Стальная рабочая площадка промздания


где φе – коэффициент, принимаемый по табл.74(1) в зависимости от Стальная рабочая площадка промздания и приведенного эксцентриситета


Стальная рабочая площадка промздания,


η определяем по табл.73(1) в зависимости от


Стальная рабочая площадка промздания и

Стальная рабочая площадка промздания

при Стальная рабочая площадка промздания Стальная рабочая площадка промздания


Стальная рабочая площадка промздания


φе = 0,097 – коэффициент, принимаемый по табл. 74(1)


Стальная рабочая площадка промздания


Проверяем устойчивость стержня колонны из плоскости действия момента по п.5.30(1)


Стальная рабочая площадка промздания


где φy = 0,838– коэффициент подсчитанный по п.5.3(1), коэффициент с подсчитываем по п.5.31(1), в зависимости от значения относительного эксцентриситета mx.

Тогда


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


здесь β =1 по п.10(1);

Стальная рабочая площадка промздания


тогда


Стальная рабочая площадка промздания


Устойчивость обеспечена


8. Конструктивный расчёт подкрановой части стержня ступенчатой колонны


8.1 Расчёт подкрановой части сплошного сечения


Сечение компонуется из двух прокатных двутавров, высота сечения h1 =100 см. Требуемая площадь сечения:


Стальная рабочая площадка промздания


где


Стальная рабочая площадка промздания

эксцентриситет продольной силы, Ry = 240 МПа по табл.50(1).

Стальная рабочая площадка промздания

По сортаменту подбираем два двутавра 26Ш1 с характеристиками:

А = 54,37 см2; Jx = 6225 см4; Wx =496 см3; ix = 10,7 см;

iy = 4,23 см; h = 251 мм; tw = 7 мм; br = 180 мм; tf = 10 мм;

Характеристика сечения:


Стальная рабочая площадка промздания;

Стальная рабочая площадка промздания;

Стальная рабочая площадка промздания;

Стальная рабочая площадка промздания;

Стальная рабочая площадка промздания;

Стальная рабочая площадка промздания;

Стальная рабочая площадка промздания


Определяем гибкость стержня в плоскости и из плоскости рамы:


Стальная рабочая площадка промздания; Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания; Стальная рабочая площадка промздания


Проверка устойчивости стержня в плоскости действия момента по п.5.27(1)


Стальная рабочая площадка промздания


где φе – коэффициент, принимаемый по табл.74(1) в зависимости от Стальная рабочая площадка промздания и приведенного эксцентриситета


Стальная рабочая площадка промздания,


η определяем по табл.73(1) в зависимости от


Стальная рабочая площадка промздания

и


Стальная рабочая площадка промздания


при Стальная рабочая площадка промздания


Стальная рабочая площадка промздания


здесь


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


φе = 0,475 – коэффициент, принимаемый по табл. 74(1)


Стальная рабочая площадка промздания


Проверяем устойчивость стержня колонны из плоскости действия момента по п.5.30(1)


Стальная рабочая площадка промздания


где φy = 0,488– коэффициент подсчитанный по п.5.3(1), коэффициент с подсчитываем по п.5.31(1), в зависимости от значения относительного эксцентриситета mx.

Стальная рабочая площадка промздания


тогда


Стальная рабочая площадка промздания


здесь β =1 по п.10(1);


Стальная рабочая площадка промздания


тогда


Стальная рабочая площадка промздания


Устойчивость обеспечена


9. Расчёт и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.


Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы определяем высоту траверсы hтр


Стальная рабочая площадка промздания


где tw = 7мм – толщина стенки двутавра 26Ш1;


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


здесь для определения N и M составляем комбинацию усилий в сечении С дающую наибольшую опорную реакцию траверсы.

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Высоту стенки траверсы увеличиваем до 50 см, что соответствует рекомендациям hтр = (0,5 …. 0,8) h1

Толщину стенки определяем из условия прочности на смятие:


Стальная рабочая площадка промздания


где


Стальная рабочая площадка промздания

– длина сминаемой поверхности;

В связи с тем, что подкрановая балка не рассчитывается, принимаем bd и t по своему усмотрению.

bd = 20 см – ширина опорного ребра подкрановой балки;

t = 2 см – толщина опорного листа подкрановой ступени;

Rp = 336 МПа – расчётное сопротивление смятию торцевой поверхности по т.52(1).

Принимаем ttr = 10 мм.

Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы определяется по усилиям в сечении С.

МС = -168,156 кН·м, NC = 191,562 кН.

Усилие во внутренней полке верхней части колонны равно:


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


Применяем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-08А,

d = 1,4…2 мм; βr = 0,9; βz = 1,05 по т.34(1).

Назначаем kf = 6мм; ywf = ywf =1 по п.11.2(1), Rwf = 180 МПа по т.56(1).


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


тогда Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания, что в соответствии с п. 12.8 (1)

10. Расчёт и конструирование базы колонны


10.1 Проектирование и расчёт базы под колонну со сплошной подкрановой частью


Проектируем базу с двустенчатыми листовыми траверсами и сплошной общей плитой. Расчётные усилия принимаем по сечению А-А.

МА = 414,363 кН·м, NА = 904,367 кН.

По конструктивным соображениям определяем ширину опорной плиты:


Стальная рабочая площадка промздания;


где h = 251 мм – высота двутавра,

ttr = 12 мм – толщина траверсы,

с = 50 мм – вылет консоли плиты.

Принимаем Вр = 400 мм.

Определяем длину плиты:


Стальная рабочая площадка промздания


здесь


Стальная рабочая площадка промздания


Rb = 0,75 кН/см2 для бетона В12 по т.1 Приложение 1(5)

Принимаем Lр = 100 cм.

Назначаем плиту в плане 400Ч1200 мм.

Определяем толщину плиты.

Вычисляем краевые напряжения в бетоне фундамента под опорной плитой


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


Устанавливаем размеры верхнего обреза фундамента 600Ч1500 мм.

При этом


Стальная рабочая площадка промздания


Положение нулевой точки в эпюре напряжений определяется:


Стальная рабочая площадка промздания


Напряжения на участке эпюры сжатия:

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Изгибающие моменты в опорной плите:

Участок 1 (консольный свес с = 6,25 см)


Стальная рабочая площадка промздания;

Участок 2 (плита, опёртая на три стороны)

Стальная рабочая площадка промздания; β = 0,119


Стальная рабочая площадка промздания


Участок 3 (плита, опёртая на четыре стороны)

Стальная рабочая площадка промздания α = 0,125


Стальная рабочая площадка промздания


Коэффициенты α и β определяем по т.2,3 приложения 1(5)

Толщину опорной плиты определяем по Мmax


Стальная рабочая площадка промздания


Принимаем tпл =2 см (учитываем пропуск на фрезеровку).

Расчёт траверсы htr =300мм (рекомендуется принимать в пределах 300…600мм) и проверяем её прочность на изгиб и срез, как прочность однопролётной балки с консолями, опирающимися на полки колонны.


Стальная рабочая площадка промздания


здесь


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


Катет швов, крепящих траверсу к полкам колонны, принимаем равным 10 мм

Проверяем прочность швов:


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


где βf = 0,8; βz = 1,0 по т.34(1).


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


10.1 Расчёт анкерных болтов


Определяем краевые напряжения в бетоне фундамента:


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


Положение нулевой точки:


Стальная рабочая площадка промздания


Растягивающее усилие в анкерных болтах:


Стальная рабочая площадка промздания


где Стальная рабочая площадка промздания расстояние от центра тяжести эпюры сжатой зоны до геометрической оси колонны;

y = 1090 мм – расстояние от оси анкерных болтов до центра тяжести сжатой зоны эпюры напряжений.

Требуемая площадь сечения нетто одного анкерного болта:


Стальная рабочая площадка промздания

Rba = 185МПа – расчётное сопротивление растяжению анкерных болтов из стали ВСт3кп2 по т.60*(1); n =2 – число анкерных болтов в растянутой зоне.

Принимаем болты диаметром 30 мм с площадью сечения нетто одного болта Abn = 5,60 см2 по т. 62(1) Минимальная длина заделки болта в бетоне l = 0,8 м по т.4.17


Стальная рабочая площадка промздания

Стальная рабочая площадка промздания


11.Расчёт и конструирование стропильной фермы


11.1 Конструктивная схема фермы


К расчёту и конструированию принята ферма с параллельными поясами пролётом:


Стальная рабочая площадка промздания


и высотой сечения по центрам тяжести сечений поясов:


Стальная рабочая площадка промздания


11.2 Конструкция кровли


Для заданного отапливаемого здания принимаем кровлю по Приложению 2 (6) с толщиной минераловатных плит повышенной твёрдости равной 120 мм со слоем пароизоляции и водоизоляционным слоем кровли из 3-х слоёв рубероида


11.3 Нагрузки на стропильную ферму


Вычисление суммарной расчётной постоянной и временной нагрузок, отнесённых к 1м2 покрытия


Вид нагрузки и расчёт

Нормативная нагрузка Стальная рабочая площадка промздания, кПа

Коэффициент надёжности по нагрузке Стальная рабочая площадка промздания

Расчётная нагрузка Стальная рабочая площадка промздания, кПа

1. Постоянная нагрузка от веса кровли:

слой гравия в мастике 20мм.

3 слоя рубероида

минераловатная плита повышенной жёсткости t = 120мм.

Профилированный лист марки НС-30-750-0,6

прогоны,


0,40

0,15

0,29


0,07


0,05


1,3

1,3

1,2


1,05


1,05


0,52

0,2

0,35


0,074


0,06

Итого: 0,96
1,20
2. Стропильные фермы со связями 0,25 1,05 0,26
Постоянная нагрузка, всего: 1,21
1,46
3. Временная снеговая нагрузка 0,7 1,4 0,98
Общая нагрузка: 1,91
2,44

Полная узловая нагрузка на ферму:


Стальная рабочая площадка промздания


где dр =3м – длина панели верхнего пояса фермы;


11.4 Определение усилий в элементах фермы


Усилия в элементах фермы определяем по полной узловой нагрузки, расположенной во всех узлах верхнего пояса фермы. Для определения усилий используем таблицу усилий в элементах фермы от единичной узловой нагрузки F= 1 по Приложению 4(6)


Таблица №3

Элемент Усилие кН от yn Расчетн. усилие N·yn, кН

F = 1 F = 43,92

Верхний пояс 2-3 0 0 0 0

3-5 -7,452 -327,3 0,95 -310,9

5-6 -7,452 -327,3 0,95 -310,9

6-8 -11,332 -497,7 0,95 -472,8

8-9 -11,332 -497,7 0,95 -472,8
Нижний пояс 1-4 +4,064 178,5 0,95 169,6

4-7 +9,871 433,5 0,95 411,9

7-10 +11,805 518,5 0,95 492,6
Раскосы 1-3 -6,064 -266,3 0,95 -253,0

3-4 +4,870 +213,9 0,95 +203,2

4-6 -3,479 -152,8 0,95 -145,2

6-7 +1,989 +87,4 0,95 +83,0

7-9 -0,663 -29,1 0,95 -27,7
Стойки 4-5 -1,0 -43,92 0,95 -41,7

7-8 -1,0 -43,92 0,95 -41,7

9-10 0 0 0,95 0

11.5 Конструирование и расчёт элементов ферм


Согласно п.п. 2.1;3.1 и табл. 50*;51* (1) в качестве материала элементов ферм принимаем сталь С245 , а для узловых фасонок – С255. Толщина фасонок tф = 10мм. по Приложению 6 (6) при N1-3 = 253,0 кН.

Расчётные сопротивления:

- для элементов фермы Ry = 24 кН/см2, как для фасонного проката

t = 2ч20 мм;

- для фасонок – Ry = 25 кН/см2 при t = 10 мм;

Все элементы ферм из парных равнополочных уголков. Конструирование и расчёт элементов фермы выполнены в табличной форме. Пояса ферм приняты переменного сечения по длине фермы.

Требуемую площадь сечения определяем по формуле


Стальная рабочая площадка промздания


Конструирование и расчёт элементов фермы

Элемент Расч. усилие кН Сечение А см2 Длины, см ix см iy см λx λy λu φmin yc Несущая спос, кН Запас надёж. %




l lx ly








В.П. 2-6 310,9 ╥100Ч7 27,6 300 300 300 3,08 4,45 97,4 67,4 126 0,55 0,95 346,1 11,3

6-9 472,8 ╥110Ч8 34,4


3,39 4,87 88,5 61,6 135 0,62 0,95 486,2 2,8
Н.П. 1-4 169,6 ╥63Ч5 12,26 580 580 580 1,94 2,96 301,0 196,0 400
0,95 279,5 64,8

4-10 492,6 ╥90Ч7 24,6 600 600 900 2,77 4,06 216,6 221,7 400
0,95 560,9 13,7
Раскосы 1-3 253,0 ╥90Ч7 24,6 422 211 422 2,77 4,06 76,2 103,9 122 0,517 0,95 290,0 14,6

3-4 203,2 ╥50Ч5 9,6








0,95 218,9 7,7

4-6 145,2 ╥90Ч6 21,2 436 349 436 2,78 4,04 125,0 108,0 158 0,392 0,8 159,5 9,8

6-7 83,0 ╥50Ч5 9,6








0,95 218,9 163,7

7-9 27,7 ╥63Ч5 12,26 436 349 436 1,94 2,96 180 147 178 0,196 0,8 46,1 66,4
Стойки 4-5 41,7 ╥63Ч5 12,26 310 248 310 1,94 2,96 128 105 183 0,375 0,8 88,3 111,8

7-8















Замечания к таблице:

Расчётная длина ly элементов 6-8; 8-9 верхнего пояса принята равной расстоянию между центрами узлов верхнего пояса, т.к. они закреплены в этих точках от смещения из плоскости фермы прогонами, связанными с настилом кровли, как с жёстким диском.

Расчётная длина lx опорного раскоса 1-3 равна половине его геометрической длины, т.к. элемент 1-3 закреплён в середине дополнительным раскосом от смещения в плоскости фермы.

Сечение элемента 1-3 принято таким, как сечение нижнего пояса с целью унификации размеров сечений уголков.

В нижних растянутых поясах ферм не рекомендуется применять уголки менее 63Ч5 (элемент 1-4) по соображениям не повреждаемости пояса при транспортировке, складирования и монтаже. Для элементов решётки не следует применять уголки менее чем 50Ч5. При подборе элементов фермы учитывается также величина предельной гибкости согласно п.п. 6.15 и 6.16 (1).


11.6 Расчёт сварных соединений в ферме


Рассчитываем прикрепления элементов решётки из парных уголков к узловым фасонкам. Сварка полуавтоматическая в нижнем положении; диаметр сварочной проволоки 2 мм. Согласно табл.55(1) для конструкции группы 1 (по узловым фасонкам) из стали С255 принимаем флюс АН-348-А по ГОСТ 9087-81 и сварочную проволоку Св-08А по ГОСТ 2246-70.

Расчётные сопротивления: Rwf = 18 кН/см2, по табл.56 (1) и Rwz = 0.45·Run = 0,45·38=17,1 кН/см2, ( Run = 380 МПа = 38 кН/см2 для фасонного проката из стали С255 толщиной до 10 мм – по табл. 51(1)).

Требуемую расчётную длину швов для прикрепления одного уголка элемента решётки вычисляем по формулам 120; 121 п. 11.2 (1)

По прочности металла шва:

Стальная рабочая площадка промздания;


По прочности металла границы сплавления:


Стальная рабочая площадка промздания


Коэффициенты:

βf = 0,9; βf = 1,05; при kf = 4ч8мм;

βz = 0,8; βz = 1,0; при kf = 9ч12мм; - по табл. 34(1).

Согласно п. 11.2 (1) ywf = 1; ywz = 1; по табл. 6(1) yс = 1, т.к. рассматриваемый случай в таблице отсутствует. Большую из вычисленных lw для каждого элемента распределяем на обушок и перо:


Стальная рабочая площадка промздания; Стальная рабочая площадка промздания.


Вычисление длин швов для прикрепления элементов решётки.

Элемент N, кН Сечение kf см lwf см lwz см lwоб см lwперо см Прим.
1-3 253,0 2└ 90Ч7 0,5 15,6 14,1 13,0 7,0
3-4 203,2 2└ 50Ч5 0,4 15,7 14,2 13,0 7,0
4-6 145,2 2└ 90Ч6 0,4 11,2 10,1 10,0 6,0
6-7 83,0 2└ 50Ч5 0,4 6,4 5,8 6,0 6,0 констр.
7-9 27,7 2└ 63Ч5 0,4 2,1 1,9 6,0 6,0 констр.
5-4 41,7 2└ 63Ч5 0,4 3,2 2,9 6,0 6,0 констр.

Используемая литература


СНиП II-23-81*. «Стальные конструкции»/ Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990.-96стр., изд.2001г. (Госстрой России).

СНиП 2.01.07-85. «Нагрузки и воздействия»/ Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990.-36стр.+Дополнения, (Раздел 10. Прогибы и перемещения), изм. №2 от 2003г.

Пестряков В.П., Житянная Е.В., «Компоновка и статический расчёт поперечной рамы одноэтажного промздания». Метод. указ. для студентов специальности 290300 ПГС заочн. формы обучения./ НГАСА-Н.Новгород 1996г., 42стр.

Колесов А.И., «Расчёт стальных рам одноэтажных промзданий». Метод. указ. по курсовому и дипломному проектированию для спец. 1202 ПГС заочн. и вечерн. обучения./ ГИСИ.-Горький, 1984г. Вып.1 «Компоновка каркаса и статический расчёт поперечной рамы».-84стр. Вып.2 «Примеры статического расчёта поперечных рам стального каркаса».-72стр.

Колесов А.И., Житянная Е.В., «Конструктивный расчёт колонны одноэтажного промышленного здания». Метод. указ. для студентов специальности 290300 ПГС заочн. формы обучения./ НГАСУ-Н.Новгород 2000г., 22стр.

Похожие работы:

  1. • Расчет давления подкрановых балок
  2. • Монолитные перекрытия, выполненные по балочной схеме
  3. • Экзаменационные вопросы к экзамену по деревянным ...
  4. • Описание шахты "Черкасская"
  5. • Производственный корпус автотранспортного предприятия
  6. • Одноэтажное двухпролётное промышленное здание
  7. • Проектирование металлической фермы
  8. • Способ съемок подкрановых путей в цехах с большой ...
  9. • Проектирование производственного здания с мостовыми ...
  10. • Проектирование и расчет несущих конструкций ...
  11. • Расчет прочности крайней колонны одноэтажной рамы ...
  12. • Проектирование металлического каркаса
  13. • Одноэтажное промышленное здание с железобетонным ...
  14. • Технология производства бетонных работ при возведении ...
  15. • Расчёт технико-экономических показателей работы ...
  16. • Автоматизированное проектирование станочной оснастки
  17. • Факторы негативного воздействия предприятия ЗАО ...
  18. • Муниципальная собственность как основа местного ...
  19. • Технология производства строительных работ в ...
Рефетека ру refoteka@gmail.com