Реферат: Расчёт и конструирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания

Содержание

1. Компоновка каркаса здания

3

2. Расчёт и конструирование фермы

5

2.1 Расчётные усилия в элементах фермы

6

2.2 Подбор сечения элементов фермы

8

2.3 Расчёт сварных швов

15

3 Расчёт связей

24

Список используемой литературы

26

1Компоновка  каркаса здания

Исходные данные:

Грузоподъемность мостовых кранов (2 крана)

50 т.

Пролет здания

<st1:metricconverter ProductID=«18 м» w:st=«on»>18 м</st1:metricconverter>.

Длина здания

<st1:metricconverter ProductID=«96 м» w:st=«on»>96 м</st1:metricconverter>.

Отметка головки рельса

<st1:metricconverter ProductID=«14,0 м» w:st=«on»>14,0 м</st1:metricconverter>.

Материал конструкций:

Колонн

С285

Ферм

С285

Подкрановых балок

С285

Фундаментов

В15

Место строительства

г. Ростов

Компоновку поперечной рамы начинают сустановления основных габаритных размеров элементов конструкций в плоскостирамы. Размеры по вертикали привязываются к отметке уровня пола, принимая еенулевой. Размеры по горизонтали привязываются к продольным осям здания. Всеразмеры принимаются в соответствии с основными положениями по унификации идругими нормативными документами.

Вертикальнаякомпоновка.

Определяем расстояние от головкикранового рельса до низа несущих конструкций покрытия:

,                                                                                   (1)

где   — запасгабарита крана и конструкций.

мм;

Принимаем Н2 = <st1:metricconverter ProductID=«3600 мм» w:st=«on»>3600 мм</st1:metricconverter> (кратно <st1:metricconverter ProductID=«200 мм» w:st=«on»>200 мм</st1:metricconverter>).

Определяем высоту цеха от уровня пола до низастропильных ферм:

                                                                                             (2)

мм.

Принимаем Н0= <st1:metricconverter ProductID=«18000 мм» w:st=«on»>18000 мм</st1:metricconverter> (кратно <st1:metricconverter ProductID=«0,6 м» w:st=«on»>0,6 м</st1:metricconverter>.).

Принимаем мм.

Определяем размер верхней части колонны:

,                                                                                     (3)

где    — высота подкрановогорельса;

мм;

  — высота подкрановой балки.

Принимаем <st1:metricconverter ProductID=«1500 мм» w:st=«on»>1500 мм</st1:metricconverter>.

Тип кранового рельса КР 70.

Определяем размер нижней части колонны:

,                                                                                   (4)

где  Нб – заглублениеопорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола, принимаем <st1:metricconverter ProductID=«500 мм» w:st=«on»>500 мм</st1:metricconverter>.

мм;

Общая высота колонны от низа базы до низа ригеля:

 мм.

 Горизонтальнаякомпоновка.

Принимаем мм.

Принимаем высоту сечения верхней части колонны

мм.

Принимаем мм.

Определяем расстояние от оси подкрановой балки до осиколонны:

 ;                                                                             (5)

мм.

Принимаем мм (кратно <st1:metricconverter ProductID=«250 мм» w:st=«on»>250 мм</st1:metricconverter>).

Определяем высоту сечения нижней части колонны:

 ;                                                                               (6)

мм мм.

Определяем пролет мостового крана:

;                                                                                             (7)

мм.

2Расчет и конструирование стропильной фермы

Исходные данные:

Пролет фермы — <st1:metricconverter ProductID=«18 м» w:st=«on»>18 м</st1:metricconverter>.

Шаг фермы впродольном направлении — <st1:metricconverter ProductID=«12 м» w:st=«on»>12 м</st1:metricconverter>.

Район строительства- г. Ростов

Марка стали   — С285

Классответственности здания I

<span Times New Roman CYR";font-variant: small-caps">

Рисунок1 – Расчётная схема фермы

Подсчёт нагрузок производимв табличной форме.

Таблица 1   —   Подсчёт расчётных нагрузок

Вид нагрузки

Подсчёт, кН/м2

Нор. кН/м2

Коэфф. надёж.

Расчёт. кН/м2

1. Гравийная защита

0,4

1,3

0,52

2. Гидроизоляция: 4сл. руберойда

600×0,02

0,12

1,2

0,144

3. Утеплитель: мин. плиты, t=100мм

0,1× 1,5

0,15

1,2

0,18

4. Пароизоляция: 1слой руберойда.

600×0,01

0,06

1,2

0,072

5. Фермы,  связи и проф. лист 0,35÷0,45

42

0,42

1,05

0,441

Итого постоянная

1,15

1,357

Снеговая

0,84

0,7

1,2

Полная

1,99

2,557

Для вычисленияузловых нагрузок предварительно вычисляем длину панели фермы lm= <st1:metricconverter ProductID=«3000 мм» w:st=«on»>3000 мм</st1:metricconverter>. Нагрузка от ребер плит передаетсянепосредственно на узлы фермы.

                 

Рисунок2 – Узловые нагрузки

При уклоне кровли α= <st1:metricconverter ProductID=«6034’» w:st=«on»>6034’</st1:metricconverter>;cosα= 0,9935; tgα = (3,285 – 2,25)/9 = 0,115

Усилие на средние узлы:

;                                                                                        (8)

кН;

Опорная реакция от полного загружения фермы:

кН.

2.1Расчётные усилия в элементах фермы

Определение усилий вэлементах фермы производим на ЭВМ при помощи программы StructureCAD7.31 R.4. Распечатка отчета программы о вычислении,содержащая таблицу усилий в элементах фермы и ее расчетную схему приводитсяниже.

<span Times New Roman CYR",«serif»">

Загружения

Номер

Наименование

1

Ферма 18м

Максимальные усилия элементов расчетной схемы, kН, м

Наиме-

нование

MAX+

MAX-

Значение

Номер

эл-та

Номер

сече-

ния

Номер

загру-

жения

Значение

Номер

эл-та

Номер

сече-

ния

Номер

загру-

жения

N

365,543

4

3

1

-364,796

10

3

1

M

0,

25

3

1

0,

25

3

1

Q

0,

25

3

1

0,

25

3

1

Усилия и напряжения элементов, kН, м

Номер

эл-та

Номер

сечен.

Номер

загруж.

Усилия и напряжения

N

M

Q

1

1

1

250,713

0,

0,

 

2

1

250,713

0,

0,

 

3

1

250,713

0,

0,

2

1

1

362,297

0,

0,

 

2

1

362,297

0,

0,

 

3

1

362,297

0,

0,

3

1

1

365,543

0,

0,

 

2

1

365,543

0,

0,

 

3

1

365,543

0,

0,

4

1

1

365,543

0,

0,

 

2

1

365,543

0,

0,

 

3

1

365,543

0,

0,

5

1

1

362,297

0,

0,

 

2

1

362,297

0,

0,

 

3

1

362,297

0,

0,

6

1

1

250,713

0,

0,

 

2

1

250,713

0,

0,

 

3

1

250,713

0,

0,

8

1

1

-252,443

0,

0,

 

2

1

-252,443

0,

0,

 

3

1

-252,443

0,

0,

9

1

1

-364,796

0,

0,

 

2

1

-364,796

0,

0,

 

3

1

-364,796

0,

0,

10

1

1

-364,796

0,

0,

 

2

1

-364,796

0,

0,

 

3

1

-364,796

0,

0,

11

1

1

-252,443

0,

0,

 

2

1

-252,443

0,

0,

 

3

1

-252,443

0,

0,

13

1

1

109,054

0,

0,

 

2

1

109,054

0,

0,

 

3

1

109,054

0,

0,

14

1

1

3,55471

0,

0,

 

2

1

3,55471

0,

0,

 

3

1

3,55471

0,

0,

16

1

1

3,55471

0,

0,

 

2

1

3,55471

0,

0,

 

3

1

3,55471

0,

0,

17

1

1

109,054

0,

0,

 

2

1

109,054

0,

0,

 

3

1

109,054

0,

0,

18

1

1

-340,857

0,

0,

 

2

1

-340,857

0,

0,

 

3

1

-340,857

0,

0,

19

1

1

-156,024

0,

0,

 

2

1

-156,024

0,

0,

 

3

1

-156,024

0,

0,

20

1

1

-4,81399

0,

0,

 

2

1

-4,81399

0,

0,

 

3

1

-4,81399

0,

0,

21

1

1

-4,81399

0,

0,

 

2

1

-4,81399

0,

0,

 

3

1

-4,81399

0,

0,

22

1

1

-156,024

0,

0,

 

2

1

-156,024

0,

0,

 

3

1

-156,024

0,

0,

23

1

1

-340,857

0,

0,

 

2

1

-340,857

0,

0,

 

3

1

-340,857

0,

0,

Рисунок 3 – Значения эпюры N

2.2 Подбор сечений элементов фермы

По заданию на проектирование, материал конструкцийфермы – сталь С285.

кН/см2.

Подбор сечений элементовверхнего пояса фермы.

Расчетное усилие Nmax= -364,8кН.

;

Требуемая пло­щадь поперечного сечения:

;                                                                                                   (9)

см2.                                                                                     

Принимаем сечение из двух равнополочныхуголков 100<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">´

7. Для него выпишемиз сортамента следующие величины: А = 13,75<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">´2 = 27,5 см2, iх = <st1:metricconverter ProductID=«3,08 см» w:st=«on»>3,08 см</st1:metricconverter>, z0=2,71см,  см; (принимаемтолщину фасонки <st1:metricconverter ProductID=«10 мм» w:st=«on»>10 мм</st1:metricconverter>,так как N18=-340,86кН).

Расчетные гибкости стержня в плоскостях:

< <span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:8.0pt;mso-text-raise:-8.0pt">

                                                                                                        (10)

 < <span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative;top:8.0pt;mso-text-raise: -8.0pt">

                                                                                                     (11)

<span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:8.0pt;mso-text-raise:-8.0pt">

                                                                                                  (12)

<span Arial CYR",«sans-serif»">

 > 0,5                                                                                               (13)

< <span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:5.0pt;mso-text-raise:-5.0pt">

 < <span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative;top:6.0pt;mso-text-raise: -6.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:8.0pt;mso-text-raise:-8.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»">

 > 0,5

<span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:6.0pt;mso-text-raise:-6.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»">

По /2 / таб.72 находим, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">j

= 0,512 интерполяцией.

Проверим несущую способность подобранного сечения

;                                                                                              (14)

кН/см2.

Условие выполняется.

Подбор сеченийраскосов фермы

Расчетное усилие N18 = 340,86 кН.

;

Требуемая пло­щадь поперечного сечения:

см2.

Принимаем сечение из двух равнополочныхуголков 110<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">´

7. Для него выпишемиз сортамента следующие величины: А = 15,15<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">´2 = 30,3 см2, iх = <st1:metricconverter ProductID=«3,4 см» w:st=«on»>3,4 см</st1:metricconverter>,  см; z0= 2,96см

см.

Расчетные гибкости стержня в плоскостях:

< <span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:8.0pt;mso-text-raise:-8.0pt">

 < <span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative;top:8.0pt;mso-text-raise: -8.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:16.0pt;mso-text-raise:-16.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»">

<span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:6.0pt;mso-text-raise:-6.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»">

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">j

= 0,415.

Проверим несущую способность подобранного сечения

кН/см2.

Условие выполняется.

Расчетное усилие N19 = 156,02 кН.

;

Требуемая пло­щадь поперечного сечения:

см2.

Принимаем сечение из двух равнополочныхуголков 100<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">´

7. Для него выпишемиз сортамента следующие величины: А = 27,5 см2, iх= <st1:metricconverter ProductID=«3,08 см» w:st=«on»>3,08 см</st1:metricconverter>, см.

см.

Расчетные гибкости стержня в плоскостях:

< <span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:8.0pt;mso-text-raise:-8.0pt">

 < <span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative;top:8.0pt;mso-text-raise: -8.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:8.0pt;mso-text-raise:-8.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»; position:relative;top:16.0pt;mso-text-raise:-16.0pt">                                                                                        (15)<span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative;top:16.0pt; mso-text-raise:-16.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:16.0pt;mso-text-raise:-16.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»">

<span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:6.0pt;mso-text-raise:-6.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»">

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">j

= 0,434.

Проверим несущую способность подобранного сечения

кН/см2.

Условие выполняется.

Расчетное усилие N20  = 4,81 кН.

;

Требуемая пло­щадь поперечного сечения:

см2.

Принимаем сечение из двух равнополочныхуголков 70<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">´

5. Для него выпишемиз сортамента следующие величины: А = 13,72 см2, iх= <st1:metricconverter ProductID=«2,16 см» w:st=«on»>2,16 см</st1:metricconverter>, см; z0= <st1:metricconverter ProductID=«1,9 см» w:st=«on»>1,9 см</st1:metricconverter>.

см.

Расчетные гибкости стержня в плоскостях:

< <span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:8.0pt;mso-text-raise:-8.0pt">

 < <span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative;top:8.0pt;mso-text-raise: -8.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:16.0pt;mso-text-raise:-16.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»">

<span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:6.0pt;mso-text-raise:-6.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»">

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">j

= 0,201

Проверим несущую способность подобранного сечения

кН/см2.

Условие выполняется.

Подбор сечений элементовнижнего пояса фермы

Расчетное усилие Nmax= 365,54кН.

Требуемая пло­щадь поперечного сечения:

см2.

Принимаем сечение из двух равнополочныхуголков 70<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">´

5. Для него выпишемиз сортамента следующие величины: А = 13,72см2, iх= 2,16см,  см; z0= 1,9см.

Расчетные гибкости стержня в плоскостях:

< <span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative; top:8.0pt;mso-text-raise:-8.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»">

 < <span Arial CYR",«sans-serif»;position:relative;top:8.0pt;mso-text-raise: -8.0pt">

<span Arial CYR",«sans-serif»">

Проверим несущую способность подобранного сечения

кН/см2.

Условие выполняется.

Подбор сеченийстоек фермы

Расчетное усилие N13 = 109,05 кН.

Требуемая пло­щадь поперечного сечения:

см2.

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 50<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">´

5. А = 9,6 см2, iх =<st1:metricconverter ProductID=«1,53 см» w:s
еще рефераты
Еще работы по архитектуре, технологии