Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра інженерних конструкцій

Пояснювальна записка

до курсового проекту з дисципліни:

«Металеві конструкції»

на тему:

«Стальний каркас одноповерхової

виробничої будівлі»

Виконав:

студент ІV курсу ФБА

групи ПЦБ – 3

Воробець Я.В

Перевірив:

доц. Налепа О. І.

Рівне 2012

Зміст

1. Компонування поперечної рами..........................................................................4

1.1 Розміщення колон на плані……..........................................................................4

1.2 Розробка конструктивної схеми каркасу............................................................4

1.3 Забезпечення просторової жорсткості будівлі…...............................................6

2. Розрахунок поперечної рами...............................................................................10

2.1 Визнчення навантажень на раму.........................................................................10

2.1.1 Постійне навантаження........................................................................................10

2.1.2 Снігове навантаження..........................................................................................10

2.1.3 Кранове навантаження.........................................................................................11

2.1.4 Вітрове навантаження..........................................................................................12

2.2 Вихідні дані для статичного розрахунку рами..................................................16

2.3 Розрахункова схема і статичний розрахунок рами...........................................17

3. Розрахунок та конструювання колони...............................................................21

3.1 Вихідні дані для розрахунку колони………………..........................................21

3.2 Визначення розрахункових довжин ділянок колони........................................21

3.3 Підбір перерізу верхньої частини колони.........................................................23

3.4 Підбір перерізу нижньої частини колони..........................................................28

3.5 Перевірка стійкості колони в цілому.................................................................32

3.6 Розрахунок зєднання верхньої частини колони з нижньою............................34

3.7 Розрахунок бази колони……………………………………..............................34

3.8 Розрахунок фундаментних болтів…………………………..............................37

4. Розрахунок та конструювання ферми покриття...............................................38

4.1 Збір навантаження і статичний розрахунок ферми……………………..........38

4.2 Підбір перерізів стержнів ферми……................................................................39

4.2.1 Загальні положення…………….……................................................................39

4.2.2 Підбір перерізу верхньої частини поясу............................................................39

4.2.3 Підбір перерізу нижнього поясу……….............................................................44

4.2.4 Підбір перерізу нижнього поясу……….............................................................45

4.3 Конструювання та розрахунок вузлів ферми ...................................................48

4.3.1 Конструювання та розрахунок проміжних вузлів ферми ...............................50

4.3.2 Розрахунок та коструювання опорних вузлів ферми…… ..............................62

5. Література............................................................................................................ 74

Основні характеристики мостового крану Q=80/20 т

Вантажо підйомність крана, т		Проліт будівлі	Розміри, мм				Тиск колеса крана, кН		Маса, т		Тип кранової рейки
Головний гак	Допоміжний гак		Нк	В1	В2	К	F1	F2	Візка Gt	Крана з візком G
80	20	24	3700	400	9100	4350	350	370	38	110	КР-100

Габаритні розміри мостового крану Q=80/20 т

1. Компонування поперечної рами

0. 1.1 Розміщення колон на плані

Розміщення колон на плані (рис. 1.1) приймають з урахуванням технологічних, конструктивних та економічних факторів. Воно повинно бути узгоджене з габаритами технологічного обладнання, його розташуванням та напрямком вантажопотоків. Колони розміщують так, щоб разом з ригелями вони утворювали поперечні рами.

Крок колон відповідно до завдання становить 6м. Біля торців будівлі колони зміщують всередину будівлі на 500мм для зручності оформлення кутів будівлі стандартними огороджу вальними конструкціями.

1.2. Розробка конструктивної схеми каркасу

Компонування поперечної рами починають з визначення вертикальних розмірів будівлі, які залежать від технологічних умов виробництва, габаритів технологічного обладнання і підйомно-транспортних механізмів. Вони визначаються відстанню від рівня підлоги, відмітку якої приймають нульовою, до головки кранової рейки Н₀ і відстанню від головки кранової рейки до низу несучих конструкцій покриття Н₃ (рис. 1.2). Розмір Н₃ диктується габаритами мостового крана і умовами безпечної експлуатації крана та несучих конструкцій каркасу будівлі:

Н₃ = Н_к + а = 3,70+ 0,5 = 4,20 м,

де Н_к - висота мостового крана; а - розмір, який враховує прогин конструкцій покриття та висоту виступаючих донизу елементів, а також мінімальний зазор між верхньою точкою візка крана і низом несучої конструкції покриття, виходячи з вимог техніки безпеки.

Корисна висота будівлі:

Н₄ = Н₀ + Н₃ = 15,9 + 4,20 = 20,10 м,

Довжина верхньої та нижньої частин колони:

Н₂ = h_b + H₃ = 1,2 + 4,20 = 5,40 м,

Н₁ = Н₄ – Н₂ + h₃ = 20,10 – 5,40 + 1,0 = 15,7 м,

де h_b - висота підкранової балки з рейкою; h₃ - заглиблення колони нижче нульової відмітки.

Загальна висота колони від низу бази до низу ригеля:

Н = Н₁ + Н₂ = 15,7 + 5,40 = 21,10 м.

Висота ферми на опорі для трапецієподібного контуру поясів h₀=2,2 м, а висота ферми посередині прольоту:

h_f = h₀ + 0,5·L·i = 2,2 + 0,5·24·0,1 = 3,4 м,

де L=24м - проліт ферми; i - ухил верхнього поясу ферми.

Після визначення необхідних розмірів по вертикалі визначають основні габаритні розміри по горизонталі.

Прив'язку зовнішньої грані колони крайнього ряду до поздовжньої координаційної осі будівлі приймаємо залежно від висоти будівлі і вантажопідйомності крана b₀=250 мм.

Ширину перерізу верхньої частини колони приймаємо з умови стійкості таким чином, щоб м. Остаточно приймаємо h₂=500 мм.

Ширину перерізу нижньої частини колони приймають з умови забезпечення необхідної жорсткості будівлі в поперечному напрямку таким чином, щоб . Приймаємо h₁=1250 мм.

Відстань від осі колони до осі підкранової балки:

λ = h₁– b₀ = 1250- 250 = 1000мм.

Для того, щоб кран під час руху не торкався колон, повинна виконуватись умова:

λ =1000 мм > В₁ + (h₂– b₀ ) + 75 мм = 400+(500-250)+75=725 мм,

де В₁ - виступ моста крана за межі осі підкранової балки; 75мм – зазор, виходячи з техніки безпеки.

Умова виконується.