Определение вертикальных размеров

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра металлических конструкций

Пояснительная записка

к курсовому проекту на тему:

Конструктивный расчет стальных рам одноэтажных

промышленных зданий»

Проверил консультант: Киселев Д.А

Выполнил студент гр. 141 Журавлева Т.О.

Нижний Новгород 2011

Содержание

1. Компоновка стального каркаса….............….............................................................................................................................................................3

1.1. Пример компоновки однопролётной рамы.................…............................................................................................................3

1.2. Определение вертикальных размеров...........................................................................................................................................4

2. Расчётные нагрузки на поперечную раму.....................................................................................................................................................6

2.1. Постоянные нагрузки.......................................................................................................................................................................................5

2.2. Расчётная постоянная нагрузка на колонну.....................................................................................................................5

2.3. Снеговая нагрузка..............................................................................................................................................................................................7

2.4. Вертикальное, давление от мостовых кранов................................................................................................................7

2.5. Горизонтальное торможение кранов..........................................................................................................................................8

2.6. Ветровая нагрузка..........................................................................................................................................................................................8

3. Статический расчёт.........................................................................................................................................................................................................11

4. Расчёт ступенчатой колонны производственного здания................................................................................................19

4.1. Исходные данные...............................................................................................................................................................................................19

4.2. Определение расчётных длин колонны в плоскости и из плоскости рамы..............................19

4.3. Подбор сечения верхней части колонны.............................................................................................................................20

4.4. Подбор сечения нижней - сквозной части колонны..............................................................................................23

4.5. Расчёт и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.........25

5. Расчёт и конструирование базы колонны.............................................................................................................................................27

6. Подбор и проверка сечений стержней фермы...................................................................................................................................33

7. Список литературы...........................................................................................................................................................................................................35

1. Компановка стального каркаса

1.1 Пример компоновки однопролетной рамы

Исходные данные:

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

- здание однопролетное без фонаря, неотапливаемое;

- класс ответственности здания I;

- кровля лёгкая по прогонам;

- стеновое ограждение самонесущее

- климатический район строительства II₄;

- снеговой район строительства II;

- ветровой район строительства III;

- крановое оборудование - мостовой кран общего назначения грузоподъемностью Q=30т (режим работы 1К-3К);

- пролет цеха L=36 м, шаг поперечных рам B=6 м, высота до низа конструкций H=18,0 м.

- класс бетона В12,5 Rbh =9,5мПа

- монтаж производиться на болтах и сварке

Определение вертикальных размеров

Расстояние oт головки подкранового рельса до низа несущих конструкций покрытия:

НВ =( Нc + 100) + а,

где Н_с- габаритная высота крана по ГОСТ на кран по таблице П.4

(Н_с=3150мм);

100 - конструктивный зазор в мм по ГОСТ;

а = 400 мм - зазор, учитывающий прогибы конструкций покрытия.

Н_B=(3150+100)+400=3650 мм;

Отметка головки подкранового рельса:

Н_t = Н_o - Н_B=18000-3650=14350 мм;

где H_о =18000 мм no заданию (полезная высота цеха).

Длина верхней части колонны до низа ригеля:

Н₂ = H_com+h_c_в + h_r+20мм,

где h_св = 1/8·B_f=1/8×6000=750 мм - высота типовой подкрановой балки пролетом 36м для крана грузоподъемностью 30 т [2];

h_r =120 мм - высота подкранового рельса (табл.П.2);

20 мм - толщина возможных подкладок.

Н₂ =3650+750+120+20=4540 мм;

Принимаем Н₂ =4600 мм.

Длина нижней части колонны:

Н₁ = Н_o – Н₂ +600=18000-4600+600=14000мм (при заглублении базы на 600 мм ниже отметки чистого пола);

Полная высота колонны:

Н = Н₁ + H₂ =14000+4600=18600 мм.

Высота ригеля фермы на опоре, рекомендуемая по типовом конструкциям по серии 1.460.3-18 (см. табл. П.З), H₁_rt =3150мм.

Для обеспечения поперечной жесткости каркаса, высота поперечного сечения колонн, ориентировочно, должна быть:

h₂ H₂/12=4600/12=383,3 мм;

Принимаем h₂ = 500 мм. Привязка b_o = 250 мм.

250 мм – привязка типовой фермы к разбивочной оси.

Высоту сечения нижней части колонны определим из выражения, h₁=H/20=18600/20=930 мм;

где λ₁≥B₁+c+(h₂-b_o)=300+75+(400-250)= 525мм;

где В₁ –вылет концевой балки за пределы оси рельса (приложение 4);

с=(75…100)мм – конструктивный зазор между торцом мостового крана и внутренней плоскостью колонны.

Принимаем λ₁=750 мм (должен быть кратен 250мм).

Тогда h₁ =b_o+λ₁=250+750=1000 мм , проектируем нижнюю часть колонны сквозной.
2. Сбор нагрузок на одну поперечную раму

Постоянные нагрузки

Постоянная поверхностная нагрузка от покрытия. Табл. 1

Тип и состав покрытия	Единица измерения	Нормативное значение		Расчётное значение
2слоя Изопласт К ЭКП 5,0	кН/м²	0,05∙2=0,1	1,2	0,12
Утеплитель Knouf t=50мм	кН/м²	0,055	1,2	0,066
1слой Изопласт П КПП 3,0	кН/м²	0,03	1,2	0,036
Проф. настил Н75-750-0,8	кН/м²	0,155	1,05	0,163
Итого:	кН/м²	0,34		0,385
Сплошные прогоны пролётом 6 м – I№35 по ГОСТ 26020-83	кН/м²	0,15	1,05	0,108
Собственный вес ферм и связей покрытия без учета веса конструкций фонаря	кН/м²	0,6	1,05	0,63
Всего:	кН/м²

Расчетная нагрузка от собственного веса покрытия на ригель:

q=γ_n·g_a·B_rt=0,95·1,123·6=6,40 кН/м²;

где -коэффициент надежности сооружения по назначению, принимается в соответствии с [2];

g_o - нормативный вес 1 м²покрытия в кН/м² (уклон кровли до i=12,5% допускается не учитывать) по таб.1;

B_f=6 м-шаг стропильных ферм.