Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Курсовая работа на тему «Расчет стального каркаса одноэтажного производственного здания»

Настил подбирается исходя из предельной равномерно распределённой нагрузки и расчётной схемы профилированных листов по ГОСТ 24045-94. Шаг листов настила составляет 3 м.

Курсовая работа с гарантией

Задание и исходные данные для проектирования

Запроектировать несущие конструкции стального каркаса одноэтажного промышленного здания при следующих исходных данных:

 

1. Компоновка стального каркаса

Вертикальные размеры:

Расстояние от головки подкранового рельса до низа несущих конструкций покрытия определяется следующим образом:

настил каркас рама статический

, мм (1.1)

где Нкр = 2750 мм — габаритная высота крана по ГОСТ на кран по таблице [2];

100 мм — конструктивный зазор в мм по ГОСТ;

f = 200 мм-зазор, учитывающий прогибы конструкций покрытия пролетом 24 м;

.

Отметка головки подкранового рельса определяется по формуле:

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

, мм (1.2)

где Н0 = 18000 мм — полезная высота цеха;

.

Определяем длину верхней части колонны до низа ригеля по формуле:

мм, (1.3)

где НПБ = 1000 мм — высота типовой подкрановой балки пролётом 12 м для крана грузоподъёмностью 30 т [2];

hр= 120 мм — высота подкранового рельса [2];

Длину нижней части колонны определяем по формуле:

, мм (1.4)

где hb=600 мм — высота заглубления базы ниже отметки чистого пола;

Полную высоту колонны находим по формуле:

Н, мм (1.5)

Н.

Высота ригеля фермы на опоре, рекомендуемая по типовым конструкциям по серии 1.460.3-18, для стропильных ферм пролетом 30 м Нф = 3150 мм.

Горизонтальные размеры:

Высоту поперечного сечения верхней части колонны (рис. 1.1) определяем по формуле:

, мм (1.6)

Принимаем hВ = 500 мм. Привязка колонны а = 250 мм.

Высоту сечения нижней части колонны найдём из выражения:

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать курсовую

, мм (1.7)

Расстояние от разбивочной оси ряда колонн до оси подкрановой балки должно удовлетворять условию:

, мм (1.8)

где В-вылет концевой балки за пределы оси рельса [2];

с = 75 мм — конструктивный зазор между торцом мостового крана и внутренней плоскости колонны.

Принимаем  Тогда:

, мм (1.9)

Проектируем нижнюю часть колонны сквозной.

2 Расчет настила

Настил подбирается исходя из предельной равномерно распределённой нагрузки и расчётной схемы профилированных листов по ГОСТ 24045-94. Шаг листов настила составляет 3 м.

Принимаем четырёхпролётную расчётную схему. Производим сбор нагрузок на настил в табл. 2.1:

Таблица 2.1 — Определение нагрузки на профилированный настил

 

Принимаем настил Н 57-750-0,8 длиной 12 м с нагрузками для четырех пролетной схемы, вес настила 0,096 кН/м2.

3. Расчет прогонов

На прогон покрытия действует нагрузка от веса покрытия и веса снегового покрова. Постоянная нагрузка от веса покрытия приведена в таблице 3.1.

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать курсовую

Таблица 3.1 — Состав покрытия

 

Нормативная линейная нагрузка от веса покрытия на прогон определяется по формуле:

, кН/м, (3.1)

 — нормативная нагрузка от веса покрытия, ,

 — шаг прогонов;

 кН/м.

Расчетная линейная нагрузка от веса покрытия на прогон определяется по формуле:

, кН/м, (3.2)

где  — расчетная нагрузка от веса покрытия, .

 кН/м.

Нормативная линейная нагрузка от веса снегового покрова на прогон определяется по формуле:

, кН/м, (3.3)

 кН/м.

Расчетная линейная нагрузка от веса снегового покрова на прогон определяется по формуле:

, кН/м, (3.4)

 кН/м.

Суммарная нормативная нагрузка на прогон составляет:

, кН/м, (3.5)

где  — нормативное значение веса 1 п.м. прогона (принимаем =0,42кН/м).

, кН/м.

Суммарная расчетная нагрузка на прогон составляет:

, кН/м, (3.6)

 — расчетное значение веса 1 м. прогона (принимаем =0,42кН/м, 1,05 — коэффициент перехода от нормативного значения к расчетному).

 кН/м.

В общем случае прогоны, расположенные на скате кровли, работают на изгиб в двух плоскостях. Составляющие нагрузки qx и qy равны:

,

где б — угол наклона кровли к горизонту, б=1,145˚.

кН/м.

Расчётные моменты от составляющих qx и qy равны:

В соответствии с принятой расчетной схемой прогона (рис. 3.2) максимальные расчетные усилия в прогоне:

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

где l = 6 м — шаг ферм.

Для расчетной температуры -53 подбираем сталь для прогона. Прогоны относятся к 3-ой группе конструкций (Приложение В [1]), согласно таблице В.1 [1] для отапливаемого здания принимаем сталь С345, Ry=320 МПа.

Предельные относительные прогибы для балок принимаются в зависимости от величины пролета по таблице Е.1 [2]. При l= 6 м:

fu = l/200 = 6/200 = 0,03 м = 3 см.

Требуемый момент сопротивления из условия обеспечения прочности по нормальным напряжениям:

где гс — коэффициент условий работы (табл. 1 [1]);

Ry — расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию и изгибу по пределу текучести.

Требуемый момент инерции сечения прогонов из условия обеспечения жесткости находим по формуле:

 

По сортаменту (ГОСТ 8239-89) подбираем двутавр №22, геометрические характеристики которого:

·   высота сечения h = 220 мм,

·   толщина стенки tw = 5,4 мм,

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать курсовую

·   ширина полки bf = 110,0 мм,

·   толщина полки tf = 8,7 мм,

·   площадь сечения А = 30,6см2,

·   момент инерции Iх = 2550 см4,

·   момент сопротивления Wх = 232 см3, Wу =28,6 см3.

Масса профиля g = 24 кг/м.

Площадь полки Af = tf · bf = 0,87×11,0 = 9,57см2.

Площадь стенки Aw = A — 2Af = 30,6 — 2×9,57 = 11,46 см2.

Проверим принятое сечение.

Проверка жесткости

Определяем прогиб балки в середине пролета (3.7):

Проверка прочности

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать курсовую

Касательные напряжения в опорном сечении балки проверяем по формуле (3.8):

где Rs = 0,58·Ry = 0,58×320 = 185,6 МПа;

Выполняем проверку нормальных напряжений по формуле (3.9):

Требование прочности выполняется.

Проверка выполнена.

. Сбор нагрузок

.1 Постоянные нагрузки

Постоянная нагрузка на ригель

Нагрузка от веса покрытия включает в себя нагрузку от веса кровли, профилированного настила и прогонов, а также от веса связей по покрытию.

Для удобства расчетов сведем все нагрузки в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 — Определение постоянной нагрузки на ферму

 

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена курсовой

Так как нагрузка от веса покрытия передается через прогоны, то она определится в виде сосредоточенных сил (рис. 4.1):

Fn = p·d·Вф, (4.1)

где p — расчетная нагрузка от веса покрытия,

d — шаг прогонов, м;

Bф — шаг стропильных ферм, м.

Fn,1 = p·d·Вф = 0,84014·6·3 = 15,123 кН — средние прогоны;

Fn,2 = p·d·Вф = 0,84014·6·1,5 = 7,561кН — крайние прогоны.

Постоянные нагрузки на колонны рамы

Постоянная нагрузка от собственного веса колонн будет автоматически определена при статическом расчете в ППП «SCAD» с учетом принятых жесткостных характеристик.

Собственный вес подкрановых балок принимаем по таблице П. 6 [6] ориентировочно равными для удобства расчета будем учитывать его вместе с вертикальными крановыми нагрузками.

4.2 Снеговая нагрузка

Снеговая нагрузка на 1м2горизонтальной поверхности земли для IV снегового района составляет (таблица 10.1 [2]).

Так как снеговая нагрузка передается через прогоны в узлы фермы, то она определяется в виде сосредоточенных сил (рис. 4.2).

Рассматриваем две схемы приложения снеговой нагрузки: равномерно распределенную по всему пролету (приложение Г.1, схема б, вариант 1 [2]) и равномерно распределенную на половине пролета в соответствии с п. 10.4 [2].

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать курсовую

Нормативное значение снеговой нагрузки определяется по формуле:

         (8)

где cе =1 — коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с 10.5;t= 1 — термический коэффициент, принимаемый в соответствии с 10.10;=1 — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с 10.4;g — вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемый в соответствии с 10.2.

Расчетная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия будет вычисляться по формуле:

где гf= 1,4 — коэффициент надежности по снеговой нагрузке, принимаемый согласно п. 10.12 [2].

Расчетная линейная нагрузка на ригель:

Узловая нагрузка на прогоны (узлы фермы):

(9)

где  — шаг прогонов.

средние прогоны;

крайние прогоны.

4.3 Ветровая нагрузка

Расчетное значение ветровой нагрузки w следует определять по формуле:

где wm — нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли;

wm — значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки на высоте z.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm на высоте z над поверхностью земли следует определять по формуле

wm = w0 k(ze) c

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать курсовую

где w0 = 0,3 — нормативное значение ветрового давления для I ветрового района (табл. 11.1.4 [2]);

k(ze) — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты ze(см. 11.1.5 и 11.1.6 [2]);

Поправочные коэффициенты, учитывающие изменение ветрового давления по высоте для типа местности «С» составят (таблица 4.2):

Таблица 4.2 — Поправочные коэффициенты

 

Примечание: Высота Z принимается от поверхности земли.

с — аэродинамический коэффициент (см. п. 11.1.7 [2]).

Аэродинамические коэффициенты выбираются по таблице Д.2 приложения Д.1.2 [2] (напор, отсос):

с наветренной стороны:

с заветренной стороны:

с торца:

(Отсос ветра по длине ригеля в запас прочности не учитываем)

Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки wpна эквивалентной высоте ze следует определять следующим образом:

где z(ze) — коэффициент пульсации давления ветра, принимаемый по таблице 11.4 [2] или формуле (11.6 [2]) для эквивалентной высоты ze(см. 11.1.5 [2]);

Таблица 4.3 — Коэффициент пульсации давления ветра

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

 

v — коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра (см. 11.1.11 [2]);

Таблица 4.4 — Коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра

 

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке  (п. 11.1.12 [2]).

Расчётная линейная ветровая нагрузка на колонну рамы определяется по формуле:

. Со стороны напора ветра:

До 10 м:

13,960 м:

,150 м:

,4 м:

2. Со стороны отсоса ветра:

До 10 м:

13,960, м:

,150, м:

20,4 м:

3. Со стороны торца:

До 10 м:

13,960 м:

,150 м:

20,4 м:

4.4 Нагрузка от мостовых кранов

Нагрузки от вертикального давления кранов

Вертикальные крановые нагрузки для расчета рам с кранами на одном ярусе принимаются по [5] от двух наиболее неприятных по воздействию кранов.

Для получения наибольшего давления на колонну краны следует ставить на подкрановые балки в соответствии с рисунком 9, а крановые тележки максимально приблизить к одному ряду колонн. Тогда на колонну этого ряда будет действовать наибольшее давление , а на противоположную .

Расчетное давление кранов определяется по формуле:

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

  (31)

где  — коэффициент сочетаний для групп режимов работы кранов 7К-8К (п. 9.19 [2]);  — коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок (п. 9.8 [2]);

 — сумма ординат линии влияния по рисунку 4.4.1;

 — максимальное нормативное давление колеса крана на рельс при легком режиме работы крана с по ГОСТ 25711-83;

 — собственный вес подкрановой балки (принят из расчета = 20 кг/м2 здания);

 — коэффициент надежности по нагрузке для металлических конструкций (таблица 7.1 [2]);

 — коэффициент надежности по нагрузке;

где qтп=1,5 — полезная нормативная нагрузка на тормозной площадке от веса людей и оборудования;

 — ширина тормозной площадки;

Расчетное значение кранов определяется по формуле:

   (32)

где  минимальное давление определяется по формуле:

где G = 343 кН — вес крана с тележкой по ГОСТ 25711-83;

Q = 300 кН — грузоподъёмность крана по таблице ГОСТ 25711-83;

 — число колес на одной стороне крана с г/п32/5 т.

Вертикальное давление кранов передается с эксцентриситетом, вследствие чего возникают сосредоточенные моменты:

где  — расстояние от центра подкрановой балки до оси центра тяжести нижней части колонны.

Нагрузки от поперечного торможения крана

Расчетное усилие поперечного торможения на колонну определяется по формуле:

    (35)

где — нормативное усилие на одно колесо крана, кН.

    (36)

где  — нормативное усилие на одну сторону моста крана, кН.

       (37)

где  — для кранов с гибким подвесом;

 =85 кН — вес крановой тележки, кН.

Сила  прикладывается к одной колонне в уровне верхнего пояса подкрановой балки (рисунок 4.4).

5 Статический расчет поперечной рамы

.1 Вариант 1

Выполняем с помощью программного комплекса «SCAD». Тип схемы — плоская рама (имеет три степени свободы по x, z, uy). Сопряжение колонны с фундаментом жесткое (запрещаем перемещения x, z, uy).

К постоянному типу загружений относятся собственный вес рамы и нагрузка от веса покрытия; к кратковременному — снеговая нагрузка на полный пролет, снеговая нагрузка на половину пролета, ветер слева, ветер справа; к крановому — вертикальное давление крана (тележка слева), вертикальное давление крана (тележка справа); к тормозному — поперечное торможение слева и поперечное торможение справа.

Знакопеременными нагрузками являются поперечное торможение слева и поперечное торможение справа.

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать курсовую

Сопутствующими нагрузками являются поперечное торможение слева и вертикальное давление крана (тележка слева), поперечное торможение справа и вертикальное давление крана (тележка справа).

Взаимоисключающими нагрузками являются снеговая нагрузка на весь пролет и снеговая нагрузка на половину пролета; ветер слева, ветер справа и ветер на торец; вертикальное давление крана (тележка слева) и вертикальное давление крана (тележка справа), поперечное торможение слева и поперечное торможение справа.

Таблица 5.1.1 Расчетные сочетания усилий.

 

 

5.2 Вариант 2

Статический расчет выполняем с помощью программного комплекса «SCAD», в основе которого лежит метод конечных элементов. Тип схемы — 5 система общего вида. Сопряжение колонны с фундаментом жесткое (запрещаем перемещения x, z, y).

Установка связей в узлах (закрепление по y):

·  на месте установки подкрановой балки;

·        в верхней части колонны, на уровне подкранового рельса;

·        в местах сопряжения элементов фермы и верхней части колоны;

·        по верхнему и по нижнему поясам фермы (в местах закрепления ее горизонтальными или вертикальными связями).

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

К постоянному типу загружений относятся собственный вес рамы и нагрузка от веса покрытия; к кратковременному — снеговая нагрузка на полный пролет, снеговая нагрузка на половину пролета, ветер слева, ветер справа; к крановому — вертикальное давление крана (тележка слева), вертикальное давление крана (тележка справа); к тормозному — поперечное торможение слева и поперечное торможение справа.

Знакопеременными нагрузками являются поперечное торможение слева и поперечное торможение справа.

Сопутствующими нагрузками являются поперечное торможение слева и вертикальное давление крана (тележка слева), поперечное торможение справа и вертикальное давление крана (тележка справа).

Взаимоисключающими нагрузками являются снеговая нагрузка на весь пролет и снеговая нагрузка на половину пролета; ветер слева, ветер справа и ветер на торец; вертикальное давление крана (тележка слева) и вертикальное давление крана (тележка справа), поперечное торможение слева и поперечное торможение справа.

Таблица 5.2.1 Расчетные сочетания усилий

 

Таблица 5.2.2 — Максимальные усилия в элементах фермы

 

6. Подбор сечений элементов фермы

После получения РСУ в элементах рамы, требуется проверочный расчет стержней фермы и окончательно определить сечения её элементов. Проверочный расчет сведен в таблицу.

Для климатического района II5 подбираем сталь. Элементы фермы относятся ко 2-ой группе конструкций (Приложение В[1]). Здание отапливаемое. Сталь выбираем по таблице В.1 [1]. Принимаем сталь С345, Ry=320 МПа. Проверка сечений производится по гибкости, прочности и устойчивости. При этом сечения элементов фермы принимаются не менее, принимаемых исходя из конструктива. Для поясов это пара уголков 63х5, для решетки — 50х5.

Расчетные длины элементов  берется в соответствии с табл. 24 [1]. Предельные гибкости растянутых элементов принимаются по табл. 33 [1], сжатых элементов — по табл. 32 [1].

Расчет на прочность проводится по пункту 7.1.1 [1]:

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

где гс — коэффициент надежности по ответственности.

Расчет на устойчивость проводится по пункту 7.1.3 [1]:

где ц — коэффициент устойчивости при центральном сжатии, значение которого при :

Значение коэффициента д следует вычислять по формуле:

где  — условная гибкость стержня

б и в — коэффициенты, определяемые по табл. 7 [1] в зависимости от типов сечений.

Таблица 6.1 Подбор сечений элементов фермы.

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Поставьте оценку первым.

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

604

Закажите такую же работу

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке