Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Задание

Читайте также:
  1. Аналогичное задание
  2. Ваше задание
  3. Выполните задание
  4. Выполните задание по следующему образцу.
  5. Глава 5.Секретное задание
  6. ДАЙ ЗАДАНИЕ ИГРУШКАМ
  7. Домашнее задание

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине __________ «Металлические конструкции» ________________

на тему ___ «Стальной каркас одноэтажного промышленного здания» ______

_________________________________________________________________

 

Специальность 270102.65 Промышленное и гражданское строительство _____

 

Автор проекта ____________ Бобынцева Е.В. _ ____________________

Группа ____ ПС-91 ___

 

Руководитель проекта ______ Белик А. З. ____________________

 

Проект защищен__________________________

 

Оценка_________________

 

Члены комиссии _____ Белик А.З. ______________________

______ Михайленко Т.Г. ______ ______________________

______________________

 

 

Курск 2013

 

ЗАДАНИЕ

 

 

Задание


  Содержание Задание. 2 1. Способы изготовления и монтажа конструкций каркаса. 4 промышленного здания. 4 2. Назначение стали для конструкций и материалов для сварки. 5 3. Компоновка конструктивной схемы каркаса. 7 3.1. Разбивка сетки колонн в плане. 7 3.2. Компоновка поперечной рамы здания. 8 4. Определение нагрузок, действующих на раму каркаса здания. 12 4.1. Постоянные нагрузки. 12 4.2. Снеговая нагрузка. 13 4.3. Ветровая нагрузка. 14 4.4. Нагрузки от мостовых кранов. 16 5. Статический расчет рамы. 18 6. Определение расчетных усилий в колонне рамы каркаса. Ошибка! Закладка не определена. 7. Расчет сечения ступенчатой колонны. Ошибка! Закладка не определена. 8. Расчёт фермы. 25 8.1. Определение усилий в стержнях фермы. 25 8.2. Подбор сечений стержней фермы. 28 9. Расчет и конструирование узлов сопряжения конструкций. 39 9.1. Расчет узла опирания внецентренно сжатой. 39 сквозной колонны на фундамент. 39 9.2. Расчет узла сопряжения надкрановой. 42 и подкрановой частей колонны. 42 9. 3. Расчет узла шарнирного сопряжения фермы с колонной. 46 Список литературы.. 49 Графическая часть. Лист 1. Поперечный разрез, схемы связей, узлы 1,2,3, разрезы 1-1, 2-2, 3-3, 4-4, 5-5, 6-6. Лист 2. Схема укрупнительной сборки фермы Ф.  
            ЮЗГУ – КП – 419002  
             
Изм. Кол. Лист №док Подп. Дата  
Зав.кафедрой Клюева Н. В.     Пояснительная записка Стадия Лист Листов  
Руков. Белик А.З.     КП      
Консульт.        
Н.контр.       ПСЗиЛС-ПС-91  
Выполнила Бобынцева Е.В.      
1. Способы изготовления и монтажа конструкций каркаса промышленного здания.   Колонны промышленного здания – стальные, ступенчатые. Стержень колонны сквозного сечения. Монтаж таких колонн осуществляется методом безвыверочного монтажа. Стропильные фермы изготавливаются из различных прокатных профилей: верхний и нижний пояса, решетка из уголков таврового сечения (уголковая ферма). В зависимости от усилий в поясах фермы и наличия профилей проката верхние и нижние пояса проектируют также из широкополочных двутавров. Стержни в узлах приваривают полуавтоматом в среде СО2. На монтаж фермы поступают из двух отправочных марок. Монтажный стык осуществляется на сварке. Подкрановые балки сварные, составного сечения из листового проката. Присоединение поясов к стенке осуществляется автоматической сваркой под слоем флюса. На монтаж балки поступают одной отправочной маркой. Все конструктивные элементы, имеющие небольшую длину сварных швов, приваривают на ЗМК полуавтоматом в среде СО2. Монтажные соединения ферм с колоннами, подкрановых балок с колоннами выполняются на болтах нормальной точности. Крепление колонн к фундаментам осуществляется на анкерных болтах, диаметр которых принимается из расчета.
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
2. Назначение стали для конструкций и материалов для сварки. Для сварных конструкций 3 группы, работающих при статистической нагрузке (колонны, связи по каркасу здания) при расчетной температуре и эксплуатации конструкций выше или равной - 30°С и климатического района II4 (г. Вологда), принимаем сталь С235 по ГОСТ 27772-88*. Для сварных конструкций 2 группы, работающих при статистической нагрузке (стропильные фермы), принимаем сталь С245 по ГОСТ 27772-88*. Для сварных конструкций первой группы, подвергающихся непосредственному воздействию динамических, подвижных нагрузок (подкрановые балки), принимаем сталь С255 по ГОСТ 27772-88*. Нормативные и расчетные сопротивления стального проката при растяжении, сжатии и изгибе листового и фасонного проката принимаются в зависимости от стали, вида и толщины проката по табл. В.5 приложения В СП 16.13330.2011. Для сварных соединений деталей и элементов конструкций необходимо выбрать материалы для сварки по табл. Г.1 приложения Г СП 16.13330.2011. Расчетные сопротивления сварных соединений определяются по формулам табл. 4 и табл. Г.2 того же приложения. Результаты выбора стали и сварочных материалов заносим в табл. 1 и табл. 2. Таблица 1. Стали для конструкций каркаса здания.
Наим-е конструкции Сталь ГОСТ Вид проката Толщина проката, мм Норматив-ное сопротив- ление, МПа Расчетное сопротив-ление, МПа
Колонны, связи С235 27772-88* фасон 2-20    
лист 2-20    
Фермы С245 фасон 2-20    
лист 2-20    
Подкрановые балки С255 лист 4-10    
10-20    

 

Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
  Таблица 2. Материалы для сварки стали С235, С245 и С255.
Вид сварки Выполняемые сварные швы Материалы для сварки
Автоматическая сварка под слоем флюса Поясные швы подкрановых балок, стержни сварных колонн Флюс АН-348А по ГОСТ 9087-81*. Сварочная проволока Св-08А по ГОСТ 2246-70*
Полуавтоматическая в среде СО2 Сварка ферм, приварка конструктивных элементов Углекислый газ по ГОСТ 8050-85 или в его смеси с аргоном по ГОСТ 10157-79*. Сварочная проволока Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70*
Ручная Прихватки элементов перед сваркой Электроды типа Э42, по ГОСТ 9467-75*

 

Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
3. Компоновка конструктивной схемы каркаса. 3.1. Разбивка сетки колонн в плане.     Рисунок 1. План расположения колонн здания на отм. 0.000.
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
3.2. Компоновка поперечной рамы здания. Рисунок 2. Поперечная рама каркаса здания. а) определение вертикальных размеров: Отметка головки подкранового рельса: 8м. Высота подкрановой балки . Высота рельса . Справочные данные: , . Расстояние от головки подкранового рельса до низа несущих конструкций покрытия: . Полезная высота цеха: . Принимаем размер , кратный 0,6м. Высота верхней части колонны: . Высота нижней части колонны: . Общая высота колонны: Высота ферм у опор: для пролета .
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
б) определение горизонтальных размеров: Привязка колонны к продольной оси . Высота верхней части колонны: . Принимаем Расстояние от оси подкрановой балки до оси колоны: . Принимаем . Высота сечения нижней части колонны: .    
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
3.3. Расположение связей   Рисунок 3. Расположение вертикальных связей по колоннам и по покрытию.  
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
      Рисунок 4. Расположение связей по верхним поясам ферм.     Рисунок 5. Расположение связей по нижним поясам ферм.
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
4. Определение нагрузок, действующих на раму каркаса здания. 4.1. Постоянные нагрузки. Таблица 3. Нагрузки от массы конструкций покрытия.
Вид нагрузки (состав кровли) Нормативная, кПа Коэффициент надежности Расчетная, кПа
1.Гравийная защита t=20мм 0,4 1,3 0,52
2. Рубемаст (2 слоя) 0,2 1,3 0,26
3. Гидроизоляция (гидролон 1 слой) 0, 2 1,3 0,26
4. Цементная стяжка 0,4 1,3 0,52 t=20мм, γ=2 кН/м3
5.Минераловатные плиты t=90мм, ρ=200 кг/м3 0,18 1,2 0,216
6. Пароизоляция (изоспан-1 слой) 0,05 1,3 0,065
7. Профилированный настил толщиной 1 мм. 0,16 1,05 0,17
8. Прогоны решетчатые 6 м 0,08 1,05 0,085
9. Стропильные фермы 0,3 1,05 0,315
10. Связи покрытия 0,06 1,05 0,065
    2,476
         

 

Постоянная нагрузка на ригель рамы: .

Опорная реакция ригеля: .

Расчетный вес колонны (расход стали здания):

а) верхней части: ,

б) нижней части:

Сосредоточенная сила, приложенная к низу надкрановой части колонны (с учетом массы навесных стен(), массы оконных переплетов()):

.

Соответственно для подкрановой части колонны:

.

Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
  Рисунок 6. Постоянная нагрузка.   4.2. Снеговая нагрузка. Расчетное значение веса снегового покрова: . Линейная распределенная нагрузка на ригель рамы: . Опорная реакция ригеля: . Рисунок 7. Снеговая нагрузка
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
4.3. Ветровая нагрузка. Рисунок 8. Ветровая нагрузка. Расчетная линейная ветровая нагрузка в какой-либо точке по высоте: а) для наветренной стойки рамы: , - нормативное ветровое давление для г. Нижний Новгород. Линейная распределенная нагрузка: на высоте до 10 м: , на высоте до 20 м: , на высоте до 30 м: , на высоте 12,0 м: , на высоте 15,15 м: . Эквивалентная нагрузка активного ветрового давления: , где .
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
  Сосредоточенная сила в уровне нижнего пояса фермы: . б) для подветренной стойки рамы: . Линейная распределенная нагрузка: на высоте до 10 м: , на высоте до 20 м: , на высоте до 30 м: , на высоте 12,0 м: , на высоте 15,15 м: . Эквивалентная нагрузка отсоса: . Сосредоточенная сила в уровне нижнего пояса фермы: .  
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
4.4. Нагрузки от мостовых кранов. Рисунок 10. Нагрузки от мостовых кранов   Вертикальные усилия от мостовых кранов: , где - вес подкрановой балки. , где , - число колес с одной стороны крана. , . , где .  
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
  Рисунок 11. Нагрузки, действующие на поперечную раму каркаса здания.
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
5. Статический расчет рамы. Эксцентриситет нагрузки от фермы на колонну: где - эксцентриситет крановой нагрузки. Для двутавра № 60БI: Jу = 3154см4; А = 135,26 см2. Е = 2,06·104 кН/см2 Jн = 2·Jу + 2·A·х2 = 2·3154 + 2·135,26·(56,8)2 = 879070 см4. kв' = 2,395 тогда . Строим единичную эпюру. Рисунок 12. Расчетная схема и единичная эпюра   1. Постоянная нагрузка. Rв = kR Mкр/h. Mкр = FR∙eф = 177,6∙0,318 = 56,48 кНм. kR = 1,005, тогда Rв = 1,005∙56,48/13,0 = 4,37 кН. Строим грузовую, а затем и окончательную эпюры.    
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
Рисунок 13. Грузовая и окончательная эпюры изгибающих моментов от постоянной нагрузки   2. Снеговая нагрузка. α = qсн/qпост = 14,4/14,8 = 0,97.   Рис. 14. Окончательная эпюра изгибающих моментов от снеговой нагрузки   3. Ветровая нагрузка (ветер действует слева) Rв = kв'∙qh. qэнав. = 1,037 кН/м; qэподв. = 0,776 кН/м. kв' = 0,329 тогда Rвлев. = kв'∙qэнав.∙h + Fwнав. = 0,329∙1,037 ∙13,0 + 3,528 = 7,96 кН. Rвправ. = kв'∙qэподв.∙h + Fwподв. = 0,329∙0,776∙13,0 + 2,63 = 5,95 кН.  
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
Рисунок 15. Грузовая эпюра изгибающих моментов от ветровой нагрузки (ветер слева) Рисунок 16. Окончательная эпюра изгибающих моментов от ветровой нагрузки (ветер слева) 4. Ветровая нагрузка (ветер действует справа). Rвправ = kв'∙qэнав.∙h + Fwнав. = 0,329∙1,037 ∙13,0 + 3,528 = 7,96 кН. Rвлев.. = kв'∙qэподв.∙h + Fwподв. = 0,329∙0,776 ∙13,0 + 2,63 = 5,95 кН. Рисунок 17. Грузовая эпюра изгибающих моментов от ветровой нагрузки (ветер справа)  
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
Рисунок 18. Окончательная эпюра изгибающих моментов от ветровой нагрузки (ветер справа)   5. Вертикальная нагрузка мостового крана Dmax на левую стойку. Rв = kR Mкр/h. Мmax = 716,65 кН∙м; Мmin = 189,03 кН∙м. Rвлев. = 1,005∙ 716,65 /13,0 = 55,4 кН; Rвправ. = 1,005∙ 189,03/13,0 = 14,61 кН. Строим грузовую эпюру: Рисунок 19.Грузовая эпюра изгибающих моментов от вертикальной нагрузки мостового крана   Окончательная эпюра имеет следующий вид:  
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
  Рисунок 20. Окончательная эпюра изгибающих моментов от вертикальной нагрузки мостового крана на левую стойку 6. Вертикальная нагрузка мостового крана Dmax на правую стойку. Rвлев. = 1,005∙ 189,03/13,0 = 14,61 кН; Rвправ. = 1,005∙ 716,65 /13,0 = 55,4 кН Рисунок 21. Окончательная эпюра изгибающих моментов от вертикальной нагрузки мостового крана на правую стойку 7. Горизонтальное воздействие мостового крана T на левую стойку. Rв = kв'∙T. Т = 47,69 кН; kв' = 0,442, тогда Rвлев. = 0,442∙47,69 = 21,08 кН. Грузовая эпюра имеет следующий вид.  
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
  Рисунок 22. Грузовая эпюра изгибающих моментов от горизонтального воздействия мостового крана на левую стойку Построим окончательную эпюру. Рисунок 23. Окончательная эпюра изгибающих моментов от горизонтального воздействия мостового крана на левую стойку 8. Горизонтальное воздействие мостового крана T на правую стойку. Rвправ. = 21,08кН. Строим грузовую эпюру. Рисунок 24. Грузовая эпюра изгибающих моментов от горизонтального воздействия мостового крана на правую стойку
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
Окончательная эпюра имеет следующий вид: Рис. 21. Окончательная эпюра изгибающих моментов от горизонтального воздействия мостового крана на правую стойку  
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
6. Расчёт фермы. 6.1. Определение усилий в стержнях фермы. Определение нагрузок на ферму. При расчете стропильной фермы учитываются постоянная нагрузка от кровли, несущих конструкций покрытия и нагрузка от снега. Постоянная нагрузка составляет: g=2,476 (кН/ ). Узловые силы вычисляем по формуле: . Опорные реакции: . Снеговая нагрузка: . Узловые силы: . Опорные реакции: . Находим коэффициент соотношения: .    
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
  Рисунок 13. Расчетная схема и диаграмма усилий от постоянной нагрузки.
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
Таблица 7. – Расчетные усилия в стержнях фермы, кН.
Элемент № стержня Усилия от постоянной нагрузки Усилия от снеговой нагрузки Расчетные усилия
пс = 1 пс = 0,9 № усилия растяжение № усилия сжатие
 
                 
Верхний пояс 0-1 В1-3 В2-4 В3-6 В4-7 -210,39 -210,39 -315,58 -315,58 -420,58 -420,58 -630,87 -630,87 -378,52 -378,52 -567,78 -567,78 – – – – – 1+2а – -588,91 -588,91 -946,45 -946,45
Нижний пояс Н2 Н5 Н8 118,34 276,13 328,73 236,57 552,0 657,15 212,91 496,8 591,44 1+2а 354,91 828,13 985,88 – – –
Раскосы 1-2 2-3 4-5 5-6 7-8 -172,87 132,45 -96,04 56,77 -19,21 -345,58 264,78 -191,99 113,49 -38,4 -311,02 238,3 -172,8 102,14 -34,56 1+2а – 397,23 – 170,26 – 1+2а -518,45 – -288,03 – -57,61
Стойки 3-4 6-7 8-8’ -21,61 -21,61 -43,2 -43,2 -38,88 -38,88 – – – 1+2а -64,81 -64,81

 

Рисунок 14. Диаграммы усилий от постоянной и снеговой нагрузок.

Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
  6.2. Подбор сечений стержней фермы. 1) Стержень 7-8: - стержень сжат. Задаемся гибкостью , тогда . . Принимаем широкополочный тавр 20ШТ2, . , , , , , . Проверка устойчивости: . Проверка по гибкости: . 2) Стержень 4-5: - стержень сжат. Задаемся гибкостью , тогда . . Принимаем широкополочный тавр 15ШТ3, . , , , , , . Проверка устойчивости: . Проверка по гибкости:
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
3) Стержень 6-9: - стержень растянут. . Принимаем широкополочный тавр 15ШТ3, . Проверка прочности: . Проверка по гибкости: , , , , . 5) Стержень 1-3: - стержень растянут. . Принимаем широкополочный тавр 10ШТ1, . Проверка прочности: . Проверка по гибкости: , , , , . 6) Раскос 1-2: - стержень сжат. Принимаем гибкость , . . Принимаем 2 равнополочных уголка 125х9, . , ,
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
, , , , . Проверка по гибкости: . 7) раскос 2-3: - стержень растянут. . Принимаем 2 равнополочных уголка 80х6, . Проверка прочности: . 8) Раскос 3-5: - стержень сжат. Принимаем гибкость , . . Принимаем 2 равнополочных уголка 110х8, . , , , , , , Проверка по гибкости: .
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
9) раскос 5-6: - стержень растянут. . Принимаем 2 равнополочных уголка 63х5, . Проверка прочности: . 10) Раскос 6-8: - стержень сжат. Принимаем гибкость , . . Принимаем 2 равнополочных уголка 80х6, . , , , , , , . . 11) Стойки 4-3 и 6-7: - стержни сжаты. Принимаем гибкость , , Принимаем 2 равнополочных уголка 63х5, . , , . , , , ,
Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
    Таблица 8. - Проверка сечений стержней фермы.
элемент № стержня расчетное усилие, кН сечение А см2 lx/ly см ix/iy см проверка сечения
растя-жение сжа-тие проч-ность уст-ть
верхний пояс 7-8 -946,45 20ШТ2 70,8   5,15 7,14 58,25 42,02 2,0   0,744 0,95 18< 22,8
4-5 -588,91 15ШТ3 43,5   3,81 4,8 78,74 62,5 2,7   0,617 0,95 21,9< 22,8
ниж. пояс 6-9 985,88 15ШТ3 43,5   3,81 4,8 78,7 187,5   0,95 22,66< 22,8
1-3 354,91 10ШТ1 19,48   2,39 3,61 125,5 166,2   0,95 18,2< 22,8
раскосы 1-2 -518,45 2∟125 х 9   219,15 438,3 3,86 4,86 56,77 90,2 3,1   0,544 0,95 21,7< 22,8
2-3 397,23 2∟80 х 6 18,76 345,44 431,8 2,47 3,11 139,8   0,95 21,2< 22,8
3-5 -288,03 2∟110 х 8 34,4 350,64 438,3 3,39 4,28 103,4 102,4 3,53   0,4712 0,8 17,8< 19,2
5-6 170,26 2∟63 х 5 12,26 345,44 431,8 1,94 2,44     0,95 13,9< 22,8
6-8 -57,61 2∟80 х 6 18,76 350,64 438,3 2,47 3,11 140,9 4,85   0,303 0,8 10,1< 19,2
стойки 4-3 6-7 -21,61 2∟63 х 5 12,26   1,94 2,44   4,44   0,3464 0,8 5,1< 19,2

 

Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата ЮЗГУ – КП – 419002 Лист
             
           
6.3. Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек к фасонкам. Для сварки узлов фермы применяем полуавтоматическую сварку проволокой Св-08Г2С ; < . Несущая способность швов определяется по металлу шва . Требуемую длину швов определяем по формуле . Результаты расчета швов приведены в таблице 9.   Таблица 9. Расчет сварных швов.  
№ стержня сечение N, кН шов по обушку шов по перу
, кН , см (), см , кН , см () см
1-2 125х9 518,45 388,84 0,8   129,61 0,6  
2-3 80х6 397,23 278,06 0,6   119,17 0,4  
3-5 110х8 288,03 201,62 0,8   86,41 0,6  
5-6 63х5 170,26 119,18 0,6   51,08 0,4  
6-8 80х6 57,61 40,33 0,6 3 (4) 17,28 0,4 2 (4)
3-4 6-7 63х5 21,61 15,13 0,6 2 (4) 6,48 0,4 1,5 (4)

 


Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 319 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Участники КОНКУРСА ВЕДУЩИХ освобождаются от организационного взноса.| ЗАДАНИЕ

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.019 сек.)