МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное агентство по образованию

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (МГСУ)

факультет

Кафедра

Курсовой проект по дисциплине «Металлические конструкции»

Тема проекта: «Стальной каркас одноэтажного производственного здания»

Исполнитель: студент курса группы

Руководитель:

Москва 2012

Содержание

1 КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ КАРКАСА ЗДАНИЯ	3
1.1 Выбор шага колонн	3
1.2 Компоновка поперечной рамы	4
1.3 Выбор схемы связей	5
2 СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ ЗДАНИЯ	6
2.1 Нагрузки на поперечную раму	6
2.2 Статический расчет поперечной рамы	10
3 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ РАМЫ	19
3.1 Расчет прогона	19
3.2 Расчет и конструирование ригеля	20
3.3 Расчет и конструирование стойки рамы	23
3.4 Расчет и конструирование узлов рамы	25
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ	27

1. Компоновка стального каркаса здания.

Исходные данные:

• наименование здания – цех с подвесным краном;

• грузоподъемность подвесного крана Q = 1 т;

• пролет здания L = 21 м;

• длина здания D = 60 м;

• отметка головки рельса H₀ = 7,2 м;

• материал конструкции – сталь С235;

• фундаменты монолитные из бетона класса В15;

• шаг рам – 6 м;

• место строительства – г. Екатеринбург.

1.1. Выбор шага колонн и составление эскиза плана колонн.

Согласно принципу концентрации материала, в большинстве случаев выгодно сосредоточить массу в некоторых несущих элементах каркаса. При этом часть элементов получается достаточно тяжелой, но их количество сокращается. При значительных нагрузках и высотах колонн, что имеет место в нашем случае, шаг колонн 6 м оказывается выгоднее.

Эскиз плана колонн приведен на рисунке 1.1.

Размещение колонн в плане производится с учетом технологических, конструктивных и экономических факторов согласно требованиям «Основные положения по унификации объемно-планировочных и конструктивных решений промышленных зданий» (СН 223-62*). Оно должно быть увязано с габаритами и расположением технологического оборудования, направлением грузопотоков. Колонны размещаются так, чтобы вместе с ригелями они образовывали поперечные рамы, т.е. в многопролетных цехах колонны разных рядов устанавливаются по одной оси.

Здание большой длины согласно нормам разрезается на отдельные блоки поперечными температурными швами для уменьшения дополнительных напряжений в элементах каркаса от колебания температур.

Рис. 1.1. Компоновка конструктивной схемы здания:

1.2. Компоновка поперечной рамы стального каркаса.

Основными исходными геометрическими параметрами поперечной рамы с подвесными кранами является пролет ( ) и полезная высота производственного помещения (H₀), (Рис. 1.2). Для определения вертикальных размеров рамы необходимо задаться заглублением плиты базы колонны ( ) и высотой сечения ригеля ( ).

Параметр принимается в зависимости от конструкции базы. Если база колонны проектируется с траверсами, имеющими вертикальный размер порядка 300-400мм, то для того, чтобы конструкции базы не мешали производственному процессу, их необходимо заглубить ниже отметки пола. В этом случае = 400...500 мм. Для конструкции базы без траверсы при тех же технологических требованиях = 150-200 мм. Принимаем = 300 мм.

Высота сечения ригеля зависит главным образом от нагрузки на ригель, его пролета, конструктивной формы и конструкции карнизного узла. При жестком сопряжении ригеля со стойкой предварительно можно принять:

• для ригелей сплошного сечения = (1/25... 1/30) ,

• для сквозных ригелей = (1/15 ... 1/20) .

Принимаем = 700 мм.

Для обеспечения необходимой жесткости поперечной рамы ее стойки должны иметь высоту сечения b_k = (1/15....1/20) .

Принимаем b_{k =} 400 мм.

При компоновке поперечной рамы необходимо установить габаритные размеры подвесного крана по техническим условиям на краны. Длина крана определяется из условия обеспечения доставки транспортируемых краном грузов в любую точку по ширине обслуживаемой им производственной зоны. При этом внутренние габариты поперечной рамы не должны создавать помех для перемещения крана вдоль пролета. Длину крана с учетом обеспечения максимальной ширины обслуживаемой производственной зоны можно определить следующим образом:

− технологический зазор.

Принимае = 16,8 м.