Металлический каркас одноэтажного производственного здания

Металлический каркас одноэтажного производственного здания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Пермский государственный технический университет

Строительный факультет

Кафедра строительных конструкций

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту на тему

Металлический каркас одноэтажного производственного здания

Выполнил студент

гр. ПГС07

Краснов В.Г.

г. Пермь 2010

Содержание

1. Исходные данные

2. Компоновка каркаса

3. Сбор нагрузок на поперечную раму каркаса

4. Расчетная схема рамы. Жесткости элементов

5. Определение расчетных усилий в элементах поперечной рамы

6. Расчетные сочетания усилий

7. Компоновка системы связей

8. Расчет колонны. Надкрановая часть

9. Расчет колонны. Подкрановая часть

10. Расчет колонны. Траверса. База

11. Расчет стропильной фермы. Определение усилий, сечений

12. Расчет стропильной фермы. Узлы

Список литературы

1.     
Исходные данные

Табл. 1.1 Статический расчёт поперечной рамы выполнен для производственного здания со следующими исходными данными

Производственное здание - двухпролётное, оборудовано в каждом пролёте двумя мостовыми кранами. Здание холодное, двускатное с i=1,5%. В таблице 1.2 приведены технические характеристика кранов. Длина стеновых панелей 6м. Шаг крайних и средних колон 12 м. Имеются промежуточные стойки фахверка Шаг стропильных ферм 12 м. Длина здания 96 м. Количество температурных блоков - один.

Табл. 1.2 Технические характеристики мостовых кранов

2.      Компоновка каркаса

Компоновку поперечной рамы начинают с установки габаритных размеров элементов конструкции в плоскости рамы. Вертикальные габариты здания зависят от технологических условий и определяются расстоянием от уровня пола до головки кранового рельса h1 и расстоянием от головки кранового рельса до низа несущей конструкции покрытия h2 . Определяем размеры по максимальной грузоподъемности кранов и для большего пролета.

Полезная высота цеха

Нк+100 - габаритный размер от головки кранового рельса до верхней точки тележки крана.

100 мм - безопасный зазор между верхней точкой тележки крана и стропильной конструкцией.

а - прогиб фермы. Примем а = 300 мм.

В зависимости от максимальной грузоподъемности крана и максимального пролета примем Нк = 2750 мм, В1=300 мм. В1 - часть кранового моста, выступающего за ось рельса.

 мм

Н = 16000+3150=19150 мм. Примем полезную высоту цеха Н = 19,8м

Уточняем h2:

 мм

Устанавливаем размеры верхней части колонны:

 мм

м.

Примем высоту подкрановой балки мм.

Примем высоту кранового рельса hкр.р = 200мм.

Устанавливаем размеры нижней части колонны:

мм

Общая высота колонны:

мм =19,95 м.

Примем привязку наружной грани колонны к оси "250".

Размеры колонн:

1)    Ширина верхней части колонны из условий жесткости

мм.

Примем мм

Чтобы кран при движении вдоль цеха не задевал колонну расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны должно быть не менее:

мм = 300+(500-250)+75=625 мм® l=750мм

=500-250=250 мм - расстояние от оси до внутренней грани верхней части колонны.

60…75 мм - безопасный зазор между краном и колонной.

1)    Ширина нижней части колонны зависит от Н и Q.

Верхняя часть колонны сплошного сечения, нижняя - сквозного.

Для колонны среднего ряда:

Рис. 2 Разрез производственного здания

3. Сбор нагрузок на поперечную раму каркаса

На поперечную раму здания действуют следующие нагрузки:

1.     Постоянные - от веса ограждающих (кровля, стены) и несущих конструкций (фермы, связи, колонны).

2.     Кратковременные - атмосферные (снеговые, ветровые), технологические (от мостовых кранов, подвесного оборудования, рабочих площадок) и др.

Расчет конструкций по первой группе предельных состояний выполняется на расчетные нагрузки и воздействия. Величины расчетных нагрузок определяются умножением нормативных значений на коэффициенты надежности по нагрузке.

Сбор постоянной нагрузки.

Постоянная нагрузка, действующая на поперечную раму, складывается из веса кровли, стропильных и подстропильных конструкций, системы связей, подвесного потолка, стеновых панелей, колонн и других элементов каркаса.

Табл.3.1 Собственный вес кровли

Собственный вес стропильной фермы:

qн - суммарная нормативная равномерно распределенная нагрузка от собственного веса покрытия, снега, технологического оборудования. [кН/м2].

Соликамск - 5 снеговой район. Нормативная снеговая нагрузка - 2,24 кН/м2

Вф - шаг стропильных ферм. Вф=12м

aф = 1,4 - для малоуглеродистых сталей.

Lф - пролет фермы. Lф = 24м.

Погонная постоянная нагрузка:

Узловая нагрузка:

Поскольку оси надкрановой и подкрановой частей колонны не совпадают, от постоянной нагрузки вследствие этого возникает дополнительный момент, приложенный в месте перехода надкрановой части колонны в подкрановую.

Значение момента, действующего на колонны крайнего ряда, от постоянной нагрузки, кНм:

Снеговая нагрузка

При расчете поперечных рам снеговая нагрузка определяется на 1 м2 горизонтальной проекции. Величина снеговой нагрузки зависит от снегового района.

S0 - расчётное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной проекции земли. Соликамск - 5 снеговой район. S0=3,2 кН/м2

- коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.  при

Расчетная погонная снеговая нагрузка на поперечную раму:

где Всррам - шаг средних колонн.

ce- коэффициент снижения снеговой нагрузки

Узловая снеговая нагрузка на ферму:

- площадь сбора нагрузки на узел фермы.

Значения моментов от снеговой нагрузки:

Рис. 3.1 Схемы загружения поперечной рамы нагрузками: а - постоянной, б - снеговой.

Ветровая нагрузка

Ветровую нагрузку на здания и сооружения рекомендуется учитывать как сумму 2-х составляющих: средней и пульсационной.

Wm - Средняя составляющая ветровой нагрузки учитывается при расчете всех зданий и сооружений. Характер ее распределения зависит от профиля здания.

Величина средней составляющей ветровой нагрузки определяется:

 [кН/м2]

где - коэффициент надежности по нагрузке для ветровой нагрузки.

- нормативное значение ветрового давления. Соликамск -2 ветровой район. Для г. Соликамск

- аэродинамический коэффициент. Зависит от конфигурации здания. Принимается по приложению 4 СНиП "Нагрузки и воздействия". Принимаем для наветренной стороны се = 0,8, для подветренной се = -0,6.

Скоростной напор ветра увеличивается с высотой от уровня земли. У поверхности земли зависит от наличия разных препятствий.

- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте. Определяется по т.6 СНиП в зависимости от типа местности. У нас В - городские территории, местности равномерно покрытые препятствиями.

Часто действительную эпюру заменяют на расчетную. Иногда для упрощения расчета нагрузку на колонну заменяют эквивалентной равномерно распределенной.

Определение среднего значения коэффициента к на первом и втором участках

1 участок - колонна от обреза фундамента до низа стропильной фермы h1= 19950мм

2 участок - шатер от низа стропильной фермы до наивысшей точки фермы

 - высота от уровня пола до верхней точки покрытия,

Средний коэффициент на 1ом и 2ом участках находят по формуле:

j - участок осреднения

i - участок с одной эпюрой

hj - 1ый и 2ой участки (h1 и h2)

На каждом j участке с однозначной эпюрой i определяем осредненный коэф.

tg i - тангенс угла наклона эпюры ветрового давления на участке с однозначной эпюрой.

- протяженность участков с однозначными эпюрами на осредненных участках.

         Табл. 3.2

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5