Курсовая работа на тему «Стальной каркас одноэтажного промышленного здания»

Исходные данные для расчёта:

1. Шаг пролёта L — 12м

. Шаг колонн В — 6м

. Отметка головки кранового рельса dкр = 9,0м

. Высота фермы на опоре hоп = 2,25м

. Уклон верхнего пояса фермы α = 3

. Зазор между тележкой крана и фермы а = 0,3

. Заглубление колонны в грунт hф = 0,6

. Тип решётки фермы:

. Снеговой район 2 — S0 = 0,9

. Нормативная снеговая нагрузка S0 (кH/м2)-1,5

. Ветровой район 1а

. Нормативный скоростной набор W0 = 0,17кH/м2

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

13. Тип кровли: железобетон

. Мостовой кран:

— грузоподьемность Q = 125/20

— пролет крана L = 10 м

— давление колеса Р1 = 396 и Р2 = 426

— количество колес с одной стороны n = 4

— вес тележки σт = 43

— вес крана σкр т = 90

— высота крана Нк = 4,0м

— вылет консоли крана В1 = 0,4

— С1 = L — Lк = 2,0

— высота рельса hp = 170мм

1. Компоновка конструктивной схемы каркаса

Установление основных размеров

Нужна помощь в написании курсовой?

Подробнее

Нам заданы:

Нулевая отметка на уровне пола здания d0 = 0,00 м

Отметка головки кранового рельса dкр = 9,0м

Принимаем отметку dф = — 0,6 м

Зазор между тележкой крана и фермы а = 0,3

а = ∆в + ∆доп. = 0,1 + (0,2…..0,4) = 0,1 + 0,2 = 0,3 — условие выполняется

∆в = 0,1 м — обязательный зазор

∆доп. = 0,2….0,4 м — дополнительный зазор на погиб фермы и подвеску связей

Дана высота крана Нк = 4,0м

h2 = Hк + а = 4,2 +0,4 = 4,6 — кратное 0,2 , где

Нк = 4,2 кратное 0,6

Находим отметку низа ригеля

dр = dкр + h2 = 9,0 + 4,6 = 13,6м — принимаем кратно 0,6 dр = 13,8м

h2 = dр — dкр = 10,8 — 9,6 = 1,2м

Нужна помощь в написании курсовой?

Цена курсовой

каркас нагрузка балка ферма

Определяем высоту подкрановой балки

hн.б = 1/8 В = 1/8 × 6 = 0,75м

Рассчитываем высоту балки

hб = hр + hн.б = 0,17 + 0,75 = 0,92м

где hp = 170мм — высота рельса (исходные данные)

Определяем высоту нижней части колонны

hн = dкр — dф — hб = 9,6 +0,6 — 0,92 = 7,48м

Фонаря нет.

Увязка размеров рамы по ширине в0 = 500мм, т.к. Q > 80т

λ = 1250мм = 1,25м — расчет от оси подкрановой балки до оси привязки здания

Определяем ширину верхней части колонны:

вв ≥ 1/12 × hв = 1/12 × 5,72 = 0,5м

Принимаем кратно 0,25 — вв = 0,25м

Нужна помощь в написании курсовой?

Цена курсовой

Ширина нижней части колонны:

Зазор между краном и колонной

С = λ — (вв — вв) — В1 = 1,25 — (0,25 — 0,5) — 0,4 = 1,1м

С = 1,1 ≥ 0,075м — условие выполняется

2.Нагрузки и воздействия на каркас

Постоянные нагрузки

№	Наименование	Расчёт	qн	γf	qp
1	Сборные ж/б плиты покрытия	1,6	1,6	1,1	1,76
2	Утеплитель минераловатные плиты ρ=2; δ=0,08м	2×0,08= 0,16	0,16	1,3	0,21
3	Гидроизоляция 3 слоя рубероида		0,16	1,3	0,21
4	Собственный вес плиты МК	0,7	0,7	1,05	0,74
	ИТОГО		2,62		2,92

qн = 2,62 кН/м2 qр = 2,92 кН/м2

Расчётная постоянная нагрузка на 1м длины покрытия

кН/м2

γn = 0,95 — коэффициент надежности по назначению здания

qp = 2,92кН/м2

В = 6м

Cos α = cos 3 = 1

Реакция опора колонны

Нужна помощь в написании курсовой?

Цена курсовой

кН

Вес верхней части колонны

Gв = 0,95 × 1,05 × 0,2 × К × В × Н = 0,95 × 1,05 × 0,2 × 0,7 × 13,2 × 6 = 8,54 кН

К = 0,7 кН/м2

Н = hв+ hн = 5,72 + 7,48 = 13,2 м

Вес нижней части колонны

Gв = 0,95 × 1,05 × 0,8× К × В × Н = 0,95 × 1,05 × 0,8× 0,7 × 13,2 × 6 = 44,24 кН

Поверхностная масса стен: 1200 кг/м2

Поверхностная масса остекления: 35 кг/м2

Высота остекления — 2,4 м

Усилие от верхней части колонны (кН)

Усилие от нижней части колонны

Момент от постоянной нагрузки

кНм

Рассчитываем снеговые нагрузки:

кН/м

Реакция опоры колонны:

Нужна помощь в написании курсовой?

Цена курсовой

кН

Момент от снеговой нагрузки

кНм

Нагрузки от мостовых кранов:

Вес подкрановой балки

кН

Где: кН/м — вес 1м балки ;

Максимальное давление крана на колонну:

кН

где: — коэффициент условия работы

— коэффициент надежности

кН — максимальное давление на колесо крана

— сумма ординат под колёсами крана.

Минимальное нормативное давление

кН

Вес крана с тележкой: кН

Минимальное давление крана на колонну:

кН

Эксцентриситет давления крана на колонну:

Сосредоточенный момент, возникающий в подкрановой части колонны:

кН∙м

Нормативное давление на 1 колесо крана:

кН

— при гибком подвесе груза

— вес тележки

— количество колес с 1-й стороны

Горизонтальное давление на колонну, передаваемое на уровне тормозных конструкций:

кН

.Ветровые нагрузки

Ветровой поток вызывает давление с наветренной стороны и отсос с подветренной высоты здания. При расчёте с наветренной стороны нагрузки принимаются с аэродинамическим коэффициентом , а с подветренной стороны .

где: — коэффициент, учитывающий изменение напора ветра в зависимости от высоты и типа местности.

Для местности типа Б: ; ; .

С наветренной стороны:

кН/м

С подветренной стороны:

кН/м

Эквивалентная равномерно распределенная нагрузка

Нужна помощь в написании курсовой?

Цена курсовой

кН/м

Расчетная величина сосредоточенной силы на уровне нижнего пояса фермы.

кН

. Статический расчет поперечной рамы

Экономическое уравнение:

Жесткость верхней части колонны

Моменты от поворота узлов на угол φ = 1

Моменты от нагрузки на стойку

Коэффициенты экономического уравнения:

Моменты от фактического угла поворота:

Моменты окончательной эпюры:

Т.к. , то в ригеле равна нулю.

Расчёт на снеговую нагрузку

Экономическое уравнение:

Моменты от поворота узлов на φ = 1

Моменты от нагрузки на стойку

Коэффициенты экономического уравнения:

Моменты от фактического угла поворота:

Нужна помощь в написании курсовой?

Заказать курсовую

Моменты окончательной эпюры:

Расчёт на вертикальную нагрузку от мостовых кранов

Экономическое уравнение:

Момент на левой стойке, когда тележка с грузом находится максимально близко к стойке.

Реакция верхних концов стоек:

Смещение плоской рамы:

Определяем коэффициент пространственной работы

— кол-во колёс с одной стороны крана

Определяем смещение рамы под нагрузкой от мостовых кранов

Строим окончательную эпюру:

Расчёт на горизонтальное воздействие мостовых кранов.

Каноническое уравнение:

Окончательная эпюра Мок

При поперечном действии крановой нагрузки эпюра продольных сил нулевая.

Расчёт на действие от ветровой нагрузки

Нужна помощь в написании курсовой?

Цена курсовой

Грузовая эпюра с наветренной стороны:

Грузовая эпюра с подветренной стороны:

Окончательная эпюра:

Эпюра продольных сил N — нулевая.

Сумма моментов относительно точки А.

Тоже с подветренной стороны:

Эпюра продольных сил нулевая.

ТАБЛИЦА РАСЧЁТНЫХ УСИЛИЙ.
№	Вид нагрузки	Надкрановая часть				Подкрановая часть
		Сечение 1-1		Сечение 2-2		Сечение 3-3		Сечение 4-4
		М	N	M	N	M	N	M	N	Q
1	Постоянная	-14,04	-71,82	-107,62	-679,18	244,39	-679,18	-129,57	-1319,6	-49,99
2	Снеговая	-15,89	-71,82	-23,07	-71,82	21,82	-71,82	6,84	-71,82	-5,83
3	Т на лев. стойку	110,45	0	90,8	0	90,8	0	0	18,59
4	Т на прав. стойку.	7,89	0	20,79	0	20,79	0	43,74	0	6,55
5	Dмах на лев.стойку	-12,19	0	220,57	0	-561,35	-1042,59	271,37	-1042,59	-96,01
6	Dмах на прав.стойку	-12,19	0	220,57	0	-561,35	-569,22	271,37	-569,22	-96,01
7	Ветровые справа	11,01	0	8,62	0	8,62	0	-46,68	0	6,12
8	Ветровые слева	-43,69	0	8,06	0	8,06	0	12,49	0	-1,99

. Расчёт и конструирование стержня колонны

Определяем наиболее неблагоприятные сочетания в 1 и 2 сечениях.

) М = — 450,68 кН м; N = — 751 кН

) М= -130,69 кН м; N = -751 кН

Где вв — ширина верхней части колонны.

Следовательно, принимаем:

М = -450,68 кН∙м;

Нужна помощь в написании курсовой?

Подробнее

N = -751 кН

Расчётные длины верхней и нижней частей колонны.

кН

Определяем коэффициент приведения расчётной длины для подкрановой части колонны:

Коэффициент приведения расчётной длины для верхней части колонны:

Расчётные длины в плоскости рамы для нижней и верхней частей колонны

Расчётные длины из плоскости рамы для нижней и верхней частей колонны

Конструирование и расчёт верхней части колонны:

Вст 3пс 6-2 — марка стали мПа

Тип сечения: двутавр

cм2

По сортаменту принимаем двутавр:

40 Ш2

А = 133 см2 ; в = 300 мм ; см4 ; см3 ; см ; см

Проверка общей и местной устойчивости верхней части колонны:

Гибкости стержня:

Условная гибкость:

— условие выполняется.

Проверка общей устойчивости колонны в плоскости действия момента.

Нужна помощь в написании курсовой?

Цена курсовой

, где

— коэффициент влияния формы сечения

см

Устойчивость стержня колонны:

кН/см2

Недонапряжение:

— условие выполняется.

Расчёт и конструирование нижний части колонны:

Подкрановая ветвь: Наружная ветвь:

Сечение 3-3 N1 = 1721,77 кН M1 = 316,96 кН∙м

Сечение 4-4 N2 = 2434,01 кН M2 = 141,80 кН∙м

Подбор сечения подкрановой части сквозной колонны:

Задаёмся см

Усилие в ветвях колонны:

кН

Определяем требую площадь сечения ветвей:

см2

По сортаменту подбираем двутавр:

№ 40 Б1

Аф = 61,25 см2 ; см4 ; см3 ; см ; см

Для наружной ветви принимаем:

мм

Требуемая площадь полки сварного швеллера:

см2

Ширина полки сварного швеллера

Нужна помощь в написании курсовой?

Заказать курсовую

см

Проверяем условие:

— условие не выполняется, следовательно увеличиваем толщину полки.

мм

см2

см

— условие не выполняется, следовательно увеличиваем толщину полки мм

см

Фактическая площадь сварного швеллера:

см

Расстояние от наружной грани до центра тяжести ветви.

см

Моменты инерции сечения:

см4

Определяем радиус инерции:

см

Проверка ветвей колонны на устойчивость как, центрально-сжатых стержней.

кН/м2 кН/м2 — условие выполняется.

Наружная ветвь:

кН/м2 кН/м2 — условие выполняется.

Подбор сечения элементов решетки колонны.

см

кН

Стержень 1-2

кН

см2

Принимаем уголок равнополочный: 75х6 мм

Аф = 8,78 см2 ; см ; см

Определяем максимальную гибкость:

— условие выполняется.

Стержень 1-3.

см2

Принимаем уголок равнополочный: 45х5 мм

Аф = 4,29 см2 ; см ; см

Определяем максимальную гибкость:

Нужна помощь в написании курсовой?

Подробнее

кН/м2 — условие выполняется.

Проверка устойчивости колонны, как единого стержня составного сечения.

см3

Моменты инерции всего сечения:

см4

см

Приведенная гибкость относительно оси Х

Относительные эксцентриситеты:

см

кН/м2

Вывод: все условия выполняются, следовательно, прочность колонны обеспечивается.