Стальний каркас одноповерховоi промисловоi будiвлi

Мiнiстерство освiти та науки Украiни

Нацiональний унiверситет водного господарства та природокористування

Факультет будiвництва та архiтектури

Кафедра iнженерних конструкцiй

Пояснювальна записка до курсового проекту з металевих конструкцiй на тему:

тАЮСтальний каркас одноповерховоi промисловоi будiвлiтАЭ

Виконав:

студент IV-го курсу

ФБА, ПЦБ-1

Гончаров М.В.

Перевiрив:

Романюк В.В.

Рiвне тАУ 2005

Змiст

1. Вихiднi данi.....................................................3

2. ОбтАЩiмно-планувальне та конструктивне рiшення будiвлi................4

2.1 Призначення сiтки колон будiвлi...................................4

2.2 Компонування поперечноi рами...................................4

2.3 ОбТСрунтування системи втАЩязей стального каркасу.....................5

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

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

3.1.1 Постiйне навантаження.........................................6

3.1.2 Снiгове навантаження..........................................7

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

3.1.4 Вiтрове навантаження..........................................9

3.2 Вихiднi данi для статичного розрахунку рами.......................12

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

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

3.5 Вибiр найневигiднiших комбiнацiй зусиль для лiвоi колони рами......15

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

4.1 Визначення розрахункових довжин дiлянок колони..................17

4.2 Пiдбiр перерiзу верхньоi частини колони...........................17

4.3 Пiдбiр перерiзу нижньоi частини колони...........................20

4.4 Перевiрка стiйкостi колони в цiлому...............................22

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

5.1 Збiр навантаження на ферму i визначення вузлових зосереджених сил..23

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

5.3 Пiдбiр перерiзу стержнiв ферми..................................27

5.4 Розрахунок прикрiплень у вузлах ферми...........................30

5.4.1 Розрахунок прикрiплень стержнiв решiтки до фасонок..............30

5.4.2 Розрахунок прикрiплень поясiв до фасонок.......................30

6. Лiтература.....................................................33

1. Вихiднi данi

Шифр: Н-2

Основнi характеристики мостового крана

2. ОбтАЩiмно-планувальне та конструктивне рiшення будiвлi

2.1 Призначення сiтки колон будiвлi

Розмiщення колон в планi (рис.1) повинно вiдповiдати вимогам технологii, економiчностi та унiфiкацii обтАЩiмно-планувальних i конструктивних рiшень промислових будiвель. Крок колон вiдповiдно до завдання становить 6м. Бiля торцiв будiвлi колони змiщують всередину будiвлi на 500мм для зручностi оформлення кутiв будiвлi стандартними огороджуючими конструкцiями.

2.2 Компонування поперечноi рами

Компонування поперечноi рами починають з встановлення вертикальних розмiрiв будiвлi, якi залежать вiд технологiчних умов виробництва, габаритiв технологiчного обладнання i пiдйомно-транспортних механiзмiв. Вони визначаються вiдстанню вiд рiвня пiдлоги до головки пiдкрановоi рейки Н₀ i вiдстанню вiд головки пiдкрановоi рейки до низу несучих конструкцiй покриття Н₃ (рис.2):

;

;

;

;

.

Висота ферми на опорi h₀=2.2м, а посерединi прольоту

.

Пiсля визначення необхiдних розмiрiв по вертикалi визначають основнi розмiри по горизонталi.

ПривтАЩязка зовнiшньоi гранi колони крайнього ряду до поздовжньоi осi приймаiмо ₀=250мм.

Ширина перерiзу верхньоi частини колони , приймаiмо h₂=500мм.

Ширина перерiзу нижньоi частини колони , приймаiмо h₁=1250мм.

Вiдстань вiд осi колони до осi пiдкрановоi балки

.

Для того, щоб кран пiд час руху не торкався колон

.

Умова виконуiться. Всi розмiри наведенi на рис.2.

2.3 ОбТСрунтування системи втАЩязей стального каркасу

В каркасах промислових будiвель використовують втАЩязi в площинi верхнiх i нижнiх поясiв ферми, а також вертикальнi тАУ мiж фермами i мiж колонами (рис.3, рис.4, рис.5).

Горизонтальнi втАЩязi в площинi верхнiх поясiв ферм, якi служать для забезпечення iх стiйкостi, встановлюють по серединi та бiля торцiв температурного блоку (рис.3). Горизонтальнi втАЩязi в площинi нижнiх поясiв ферм, розташовують по периметру температурного блоку (рис.4).

Якщо довжина блока близька до граничноi, то поперечнi горизонтальнi втАЩязi по верхнiх i нижнiх поясах ферм влаштовують через 50..60м. Вертикальнi втАЩязi мiж фермами використовують для збiльшення iх боковоi жорсткостi та зручностi пiд час монтажу. ВтАЩязi влаштовують бiля опор ферми та по довжинi ферм через 9..12м. Вздовж будiвлi цi втАЩязi розмiщують в площинi поперечних втАЩязей i в промiжку через 3..4 кроки ферм.

Вертикальнi втАЩязi мiж колонами (рис.5) забезпечують загальну стiйкiсть та незмiннiсть споруди. А також сприймають зусилля вiд поздовжнього гальмування кранiв i тиску вiтру на торець будiвлi. Нижнi втАЩязi мiж колонами розмiщують посерединi температурного блоку або близько до неi в площинi пiдкрановоi та зовнiшньоi вiтки колони. Верхнi втАЩязi мiж колонами, якi розташованi вище пiдкранових балок влаштовують двоярусними (рис.5). Нижнiй ярус (мiж низом ферми i пiдкрановою балкою) виконують у виглядi хрестовоi або трикутноi решiтки. Роль втАЩязей верхнього ярусу виконують вертикальнi втАЩязi мiж фермами. Верхнi втАЩязi мiж колонами встановлюють посерединi блоку та в його торцях.

3. Розрахунок рами

3.1 Визначення навантажень на раму

3.1.1 Постiйне навантаження

В курсовому проектi постiйне розрахункове навантаження на ригель рами .

Розрахункове погонне постiйне навантаження на ригель рами ,

де В=6м тАУ поздовжнiй крок колон.

Опорний тиск ригеля вiд постiйного навантаження вiдносно центру перерiзу нижньоi частини колони викликаi момент М_q .

Опорний тиск ригеля вiд постiйного навантаження .

Ексцентриситет опорного тиску .

Момент .

Постiйне навантаження вiд власноi ваги верхньоi та нижньоi частини ступiнчатоi колони:

а) вiд нижньоi частини колони ;

б) вiд верхньоi частини колони .

Навантаження на раму вiд власноi ваги пiдкранових конструкцiй ,

де , , Ва- дивись вихiднi данi.

3.1.2 Снiгове навантаження

Снiгове навантаження приймають залежно вiд клiматичного району будiвництва за нормами проектування СНиП 2.01.07-85 тАЮНагрузки и воздействиятАЭ. В курсовому проектi нормативне снiгове навантаження . Розрахункове погонне навантаження вiд снiгу на ригель рами складаi ,

де С=1 тАУ коефiцiiнт, що враховуi нерiвномiрнiсть снiгового навантаження по довжинi ригеля за складноi конфiгурацii покрiвлi;

ВатАУ коефiцiiнт надiйностi за навантаженням для снiгового навантаження.

;

3.1.3 кранове навантаження

Вертикальне та горизонтальне кранове навантаження на раму визначають вiд двох найбiльш несприятливих за впливом кранiв. Кранове навантаження передаiться на раму пiдкрановими та гальмiвними балками у виглядi вертикальних опорних тискiв V_max i V_min та горизонтальноi сили гальмування Т.

;

,

де ψ_С тАУ коефiцiiнт сполучень за сумiсноi роботи двох кранiв легкого та середнього режимiв роботи;

ВатАУ коефiцiiнт надiйностi за навантаженням для кранового навантаження;

F_max тАУ нормативний максимальний тиск колеса крана, для кранiв Q = 80 т F_max = 0,5×(350+370)= 360 кН;

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

G₃=21кН тАУ навантаження вiд власноi ваги пiдкранових конструкцiй (див. п. 3.1.1);

F_min тАУ нормативний мiнiмальний тиск колеса крана.

,

де Q=80 т тАУ вантажопiдйомнiсть крана;

G =110 т тАУ повна вага крана з вiзком;

n₀ = 4 тАУ кiлькiсть колiс з одного боку крана.

Горизонтальний розрахунковий тиск гальмiвних балок на колону

,

де .

Пiдкрановi балки встановлюють вiдносно осi нижньоi частини колони з ексцентриситетом, тому в рамi вiд iх опорного тиску виникають зосередженi моменти .

;

,

де .

3.1.4 Вiтрове навантаження

Для розрахунку рами необхiдно визначити вiтрове навантаження як з навiтряноi сторони, так i з завiтреноi сторони. Вiтрове навантаження по висотi будiвлi розподiляiться нерiвномiрно i його iнтенсивнiсть залежить вiд клiматичного району будiвництва, типу мiсцевостi, кроку рам i висоти будiвлi.

РЖнтенсивнiсть розрахункового вiтрового навантаження на одиницю довжини на будь-якiй висотi х над поверхнею землi:

а) з навiтряноi сторони ;

б) iз завiтреноi сторони ,

де ВатАУ коефiцiiнт надiйностi за навантаженням для вiтрового навантаження; ВатАУ нормативний швидкiсний напiр вiтру (див. завдання); С=0,8 i С′=0,6 тАУ коефiцiiнт аеродинамiки; К_Х тАУ коефiцiiнт, що враховуi змiни швидкiсного напору вiтру залежно вiд висоти та типу мiсцевостi; В=6м тАУ крок рам.

В курсовому проектi iнтенсивнiсть розрахункового вiтрового навантаження визначають на чотирьох рiвнях:

q₁ тАУ на висотi 5м вiд поверхнi землi;

q₂ тАУ на висотi 10 м вiд поверхнi землi;

q₃ тАУ на висотi низу ферми;

q₄ тАУ на висотi верху ферми на опорi;

Вiдповiдно:

k₁=0,75

k₂=1,0;

k₃=1,25+0,015(х-20)=1,25+0,015(21-20)=1,265;

k₄=1,25+0,015(х-20)=1,25+0,015(23,2-20)=1,298;

q₁=1,4×0,7×0,8×0,75×6=3,53кН/м;

q₂=1,4×0,7×0,8×1,00×6=4,7 кН/м;

q₃=1,4×0,7×0,8×1,265×6=5,95 кН/м;

q₄=1,4×0,7×0,8×1,298×6=6,11 кН/м.

РЖнтенсивнiсть вiтрового навантаження iз завiтряноi сторони отримують множенням iнтенсивностi вiтрового навантаження з навiтряноi сторони на коефiцiiнт

;

;

;

.

На пiдставi виконаних розрахункiв складаiмо схему вiтрового тиску на виробничу будiвлю.

Для спрощення розрахунку, фактичне вiтрове навантаження на колону вiд рiвня землi до низу ферми замiнюiмо рiвномiрно-розподiленим еквiвалентним навантаженням, а вiд низу ферми до ii верха тАУ зосередженою силою.

РЖнтенсивнiсть еквiвалентного рiвномiрно-розподiленого вiтрового навантаження визначаiться iз умови рiвностi моментiв в защемленi колони вiд фактичноi епюри вiтрового тиску i еквiвалентного рiвномiрно-розподiленого навантаження М=М_w.

Момент вiд фактичного навантаження

Момент вiд еквiвалентного навантаження

.

РЖз умови рiвностi моментiв

;

.

Зосереджена сила

.

Вихiднi данi для статичного розрахунку рами

Таблиця 1