Металлический каркас одноэтажного производственного здания (стр. 1 из 12)
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
| Буква Ф.И.О. | № п/п | Исходные данные | Условные обозна-чения | Ед.изм. | Размер,величина,сталь |
| К | 1 | Ширина 1-ого пролёта | H1 | м | 18 |
| Р | 2 | Ширина 2-ого пролёта | H2 | м | 0 |
| А | 3 | Ширина 3-ого пролёта | H3 | м | 24 |
| С | 4 | Шаг рам | N | м | 12 |
| Н | 5 | Высота головки рельса | h | м | 16 |
| О | 6 | Грузоподъемность 1-ого крана | Q1 | кН | 300 |
| В | 7 | Грузоподъёмность 2-ого крана | Q2 | кН | 150 |
| В | 8 | Район строительства | г.Соликамск | ||
| А | 9 | Характеристика здания по тепловому режиму | Холодное | ||
| Л | 10 | Режим работы кранов | 3К | ||
| Е | 11 | Класс стали колонн | С345 | ||
| Н | 12 | Класс стали поясов фермы | С255 | ||
| Т | 13 | Класс стали решётки фермы | С245 | ||
| И | 14 | Тип сечения элементов фермы | уголки | ||
| Н | 15 | Тип кровли | прогоны | ||
| Г | 16 | Стеновое ограждение | панели | ||
| Е | 17 | Длинна здания | L | м | 96 |
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
| Грузоподъемность, т | Пролёт здания, м Li | Размеры, мм | Пролёт крана, мLкр | Собственный вес тележки, т Gт | Вес крана с тележкой, т Gкт | Тип кранового рельса | Высота кранового рельса, мм hр | Высота подкранов. балки, ммhпб | Максимальное давление колеса, кН | |||||
| Осн. крюка | Вспом. крюка | Ширина кранаВ | База кранаК | Нкр | В1 | Fк1 | Fк2 | |||||||
| 15 | 24 | 6000 | 4400 | 2200 | 230 | 22,5 | 3,7 | 21,7 | 200 | 1400 | 146 | 146 | ||
| 18 | 6000 | 4400 | 2200 | 230 | 16,5 | 3,7 | 21,7 | 134 | 134 | |||||
| 30 | 24 | 6300 | 5100 | 2750 | 300 | 22,5 | 8,7 | 35 | 200 | 1400 | 255 | 255 | ||
| 18 | 6300 | 5100 | 2750 | 300 | 16,5 | 8,7 | 35 | 235 | 235 | |||||
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.
ммН = 16000+3150=19150 мм. Примем полезную высоту цеха Н = 19,8м
Уточняем h2:
ммУстанавливаем 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
ммЧтобы 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.
2) 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
| №п/п | Вид нагрузки | Ед. измерения | Нормативная нагрузка | Коэффициент надежности по нагрузке | Расчетная нагрузка |
| 1 | Стальные волнистые листы | кН/м2 | 0,21 | 1,05 | 0,22 |
| 2 | Прогоны сквозные l=12м | кН/м2 | 0,12 | 1,05 | 0,126 |
| 3 | Связи | кН/м2 | 0,06 | 1,05 | 0,063 |
| Всего | кН/м2 | 0,39 | 0,409 | ||
| 8 | Собственный вес стропильной фермы | кН/м2 | 0,139 | 1,05 | 0,146 |
| Итого: | кН/м2 | 0,529 | 0,555 |
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:
