Металлические конструкции одноэтажного производственного здания (стр. 1 из 7)
Министерство образования РФ
Сибирская Государственная Автомобильно-дорожная Академия
Кафедра «Строительные конструкции»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ:
«Металлические конструкции одноэтажного
производственного здания»
Выполнил: студент гр. 42 ПГС
Сердюк В.М.
Проверила: преподаватель
Кононова Р.М.
Омск-2005 г
Содержание:
1. Исходные данные
2. Определение основных размеров поперечной рамы цеха.
3. Расчет подкрановой балки.
4. Сбор нагрузок на поперечную раму
5. Статический расчет поперечной рамы
6. Расчет и конструирование колонны
7. Расчет базы колонны
8. Расчет и конструирование стропильных ферм
9. Список литературы
Исходные данные:
1. длина здания 48 м;
2. высота от пола до головки подкранового рельса 12,8 м;
3. район строительства г. Бухара;
4. грузоподъёмность крана 50 т;
5. пролёт цеха 34 м;
6. колонны сплошного сечения, шаг колонн 12 м
7. подкрановая балка составного сечения, сварная.
Определение основных размеров поперечной рамы цеха.
Для крана грузоподъёмностью Q=200 т определяем необходимые для расчета характеристики [1, прил.1]:
Пролёт мостового крана Lk = L – 1,5м = 34м – 1,5м = 32,5 м;
Характеристики мостового крана:
· пролёт 36 м;
· максимальное усилие колеса Fк max=540 кН;
· вес тележки Gт=180 кН;
· вес крана с тележкой Gк=900 кН;
· высота крана Нк=3150 мм;
· свес мостового крана (за осью подкранового рельса) В1=300 мм;
· тип кранового рельса КР-80;
· высота рельса hр=130 мм;
Зная габаритные размеры мостового крана определяем основные размеры поперечной рамы:
Высота колонны от обреза фундамента до оси нижнего пояса ригеля определяется по формуле:
Н=h1+h2+h3
где: h1=12,8 м [задание],
h2=Нк+150+100 – расстояние от головки подкранового рельса до оси нижнего пояса ригеля,
150 мм – минимальная величина, учитывающая высоту выступающих вниз элементов связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкций покрытия,
100 мм – минимальный зазор м/у конструкцией крана и низом покрытия,
h2=3150+150+100=3400 мм=3,4 м
h3=0,8 м – заглубление башмаков колонн рамы ниже уровня пола цеха.
Н=12,8+3,4+,8=17 м
Высота сечения надкрановой части колонны:
е = 500 мм
Высоту сечения подкрановой части колонны из условия свободного прохода крана назначают не менее:
где: D=100 мм – минимальный зазор между внутренней гранью колонны и конструкцией мостового крана;
В1=200 мм –свес мостового крана (за осью подкранового рельса).
m=500+200+100=800 мм
Данная высота должна удовлетворять условиям жесткости:
=1700/22=772,7 ммm > 772,7 мм – условие выполняется.
По [1, прил. 14, табл. 5] принимаю m=800 мм.
Расчётный пролёт рамы равен расстоянию м/у осями надкрановых частей колонн:
;Lp=34000-500+500=34000 мм =34 м.
Расчётный пролёт ригеля рамы:
Lф=34000-500=35000 мм =33,5 м.
Высоту ригеля в середине пролета hф и на опоре hо принимаем по [7] в зависимости от Lф: hф=4,1 м, hо=2,8 м.
Расчет подкрановой балки.
В проекте необходимо произвести расчет и конструирование однопролетной подкрановой балки несимметричного, постоянного сечения со специальной тормозной балкой.
1. Определение расчетных усилий.
Величина расчетного изгибающего момента от вертикальных сил:
где
– коэффициент надежности по назначению [1 стр.57], 
– коэффициент перегрузки для крановой нагрузки [3 п.4.8], 
– коэффициент, учитывающий вес подкрановой и тормозной балок с рельсом [4 табл. 2.1],
– коэффициент сочетаний, [3 п.4.17], 
сумма ординат линии влияния, расположенных под грузами,
– коэффициент динамичности [3 п.4.9], 
– наибольшая сила давления колеса крана =540 кНMmax=0,95*1,1*0,85*1,05*1,1*540*2*5,245/2=2906 кНм
Расчетный изгибающий момент от поперечных тормозных сил определяется по той же линии влияния, что и Mmax и при том же загружении:
– горизонтальная сила одного колеса крана от поперечного торможения тележки с грузом. 
где: nо=2 – число колёс с одной стороны крана;
Q=50 т – номинальная грузоподъёмность крана;
Gт =180 кН – вес тележки.
=0,05*(9,8*50+180)/2=16,75 кНMz=0,95*1,1*0,85*1,1*16,75*2*5,245/2=85,8 кНм
Расчётная поперечная сила в сечении у опоры от вертикальной нагрузки:
Qmax=0,95*1,1*0,85*1,04*540*1,1*(6,755+5,245)/12 кН
2. Подбор сечения подкрановой балки.
Согласно условиям работы проектируемых конструкций принимаем сталь марки С255 ГОСТ 27772–88 с расчетным сопротивлением:
· по пределу текучести Ry=23 кН/см²
· по временному сопротивлению Ru=35,5 кН/см²
Наименьшая допустимая высота балки из условия жесткости:
где Ry=23 кН/см² – расчетное сопротивление материала балки [2 табл.51*]
Е=2,06*10 кН/см² – модуль упругости стали
nср=1,1 – осреднённый коэффициент перегрузки [4 стр.12]
n0=600 – величина, обратная предельному значению относительного прогиба балки [4 стр12]
l=12 м – расчетный пролет балки
hmin=5*23*600*1200/(34*2,06*10000*1,1)=1,52 см
Толщина стенки определяется по эмпирической формуле:
ммПо Сортаменту на сталь прокатную толстолистовую принимаем стенку балки толщиной tст.=14 мм
Оптимальная высота балки из условия прочности, отвечающая наименьшей её массе при упругой работе материала:
где к = 1,1
Wтр – требуемый момент сопротивления сечения балки
Wтр=290600/(0,9*23)=14039 см³
смПо Сортаменту принимаем высоту стенки балки hст.=1600 мм
[1 пр.14 табл.5]
Минимальная ширина полок:
верхней bb min=2*(hp/2+2+3)=2*(13/2+2+3)=23 см
По [1 пр.14 табл.5] принимаем bb min=40 см
нижней bн min=(6d+tст)=(6*2+1,4)=13,4 см – из условия размещения болтов
По [1 пр.14 табл.5] принимаем bн min =26 см
Толщину полок определяем по [2 табл.30]:
где bef=(40-1,4)/2=19,3 см
tw=1,4 см – толщина стенки балки
hef=160 см – расчетная высота балки
tп=19,3*1,4/(0,11*160)=0,86 см
По [1 пр.14 табл.5] принимаем t=1,54 см
Конструктивные требования, предъявляемые к сечению сварной
подкрановой балки:
· tп max=40 мм
· tст ≤ tп ≤3 tст – из условия свариваемости
· tст=8 – 16 мм
· из условия обеспечения местной устойчивости поясов [4 стр.13]:
, 25<29,9 – условие выполняетсяПринимаем подкрановую балку:
hст=160 см
tст=1,6 см
bв=40 см
bн=26 см
tп=1,6 см
Тормозная балка
Тормозная балка состоит из швеллера и горизонтального листа.
· швеллер №14: Ао = 15,6 см2 – площадь сечения швеллера
Jzо = 45,4 см4– момент инерции швеллера относительно Zo