
- •Курсовой проект по дисциплине «Металлические конструкции»
- •Содержание
- •1. Компоновка стального каркаса здания.
- •1.1. Выбор шага колонн и составление эскиза плана колонн.
- •1.2. Компоновка поперечной рамы стального каркаса.
- •1.3. Выбор схемы связей.
- •2. Статический расчет поперечной рамы здания.
- •2.1 Нагрузки на поперечную раму.
- •Нагрузки от конструкций и элементов покрытия на 1 м2 площади
- •Нагрузка от подвесных кранов
- •− Вес тележки крана;
- •2.2. Статический расчет поперечной рамы
- •3. Расчет и конструирование элементов рамы.
- •3.1. Расчет прогона.
- •3.2. Расчет и конструирование ригеля.
- •− Усилия в опорном сечении ригеля;
- •− Расчетное сопротивление материала стенки срезу.
- •3.3 Расчет и конструирование стойки рамы.
- •3.4 Расчет и конструирование узлов рамы.
- •Расчет фланцевого соединения карнизного узла рамы
- •Предельное усилие, воспринимаемое болтами верхнего пояса
Нагрузка от подвесных кранов
В курсовом проекте при сравнительно небольших планировочных размерах задания количество подвесных кранов в каждом пролете следует принимать не более одного. В этом случае неблагоприятное по своему воздействию на ригель расположение кранов будет соответствовать схемам по варианту 1 или варианту 2.
Максимальное и минимальное значение давления кареток крана на ригель можно вычислить по формулам:
− максимальное
давление катка на балку кранового пути
(нормативное значение); определяется
по таблице П18;
− коэффициент
надежности для крановой нагрузки;
− коэффициент
сочетаний крановой нагрузки при учете
одного крана;
Минимальное давление катка на балку кранового пути:
− грузоподъемность
крана;
− масса крана,
устанавливается по таблице П18 в
зависимости от грузоподъемности крана.
Расчетное значение горизонтальной нагрузки:
− Вес тележки крана;
− база крана;
− шаг ригеле
2.2. Статический расчет поперечной рамы
Поперечные рамы производственных зданий рассчитываются как плоские статически неопределимые системы. При расчете плоских рам на воздействие крановых нагрузок можно исходить из пространственной работы каркаса, учитывая вовлечение в работу соседних рам через горизонтальные продольные связи по нижним поясам ферм и диск покрытия. Учет этого фактора позволяет снизить изгибающие моменты в нижних сечениях колонн и уменьшить горизонтальные перемещения каркаса.
Статический расчет поперечной рамы на различные виды загружения выполняют известными методами строительной механики (методом сил, методом деформаций и др.) или практическими методами с использованием вспомогательных таблиц и графиков.
;
Е = 2∙k+3=2∙1+3 = 5
Постоянная нагрузка
VA=VB
=
= 129,2кН;
MC=MD
=
= –271,2кНм
HA=
HB
= –
33,9
кН;
Mmax
=
кНм
Снеговая нагрузка
VA=VB
=
= 113,4кН;
MC=MD
=
= –238,1кНм
HA=
HB
= –
29,8
кН;
Mmax
=
кНм
Ветровая нагрузка (активное давление):
VA=
-VB
=
= 1,63кН
кН;
кН
кНм;
кНм;
Ветровая нагрузка (пассивное давление):
VA=
-VB
=
= -1,22кН;
кН;
кН
кНм;
кНм.
Ветровая сосредоточенная нагрузка:
W +W’ = 3,1 + 2,32 = 5,42 кН
кН
кН
кН
кНм;
кНм
Ветровая нагрузка слева направо (общая):
Крановая нагрузка Pmax (вертикальная):
м,
кН;
кН
кНм;
кН;
кНм;
Крановая нагрузка Pmin (вертикальная):
м,
кН;
кН
кНм;
кН;
кНм;
Крановая нагрузка (вертикальная общая):
Крановая нагрузка (горизонтальная):
кН;
кН;
кН;
кНм;
кНм;
2.3. Составление расчетных комбинаций усилий
Расчет конструкций по предельным состояниям первой и второй групп следует выполнять с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок. Эти сочетания устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок с учетом возможности появления различных схем приложения временных нагрузок или при отсутствии некоторых из них.
В курсовом проекте рассматриваются основные сочетания, состоящие из постоянных м временных нагрузок. При составлении расчетных комбинаций усилий в раме в соответствии с рекомендациями СНиП 2.01.07-85* применяются две схемы сочетаний:
Усилия от постоянной и одной наиболее неблагоприятной временной нагрузки. Коэффициент сочетания для временной нагрузки
.
Усилия от постоянной и не менее двух наиболее неблагоприятных временных нагрузок. В этом случае временные нагрузки следует умножать на коэффициент сочетаний для кратковременных нагрузок
.
Усилия в характерных сечениях рамы для левой стойки |
Табл. 2.2 |
||||||||
№ |
Наименование нагрузки |
Коэфф.
сочет.
|
Усилия в стойке, сечение 1-1 |
Усилия в ригеле, сечение 2-2 |
|||||
М, кНм |
Q, кН |
N, кН |
М, кНм |
Q, кН |
N, кН |
||||
1 |
Постоянная |
1,0 |
-271,2 |
-33,9 |
-129,2 |
+406,8 |
0 |
-33,9 |
|
2 |
Снеговая |
1,0 |
-238,1 |
-29,8 |
-113,4 |
+357,3 |
0 |
-29,8 |
|
0,9 |
-214,3 |
-26,82 |
-102,1 |
+321,57 |
0 |
-26,82 |
|||
3 |
Ветровая слева (общая) |
1,0 |
+51,18 |
+2,12 |
+4,91 |
+4,8 |
-4,91 |
-6,82 |
|
0,9 |
+46,1 |
+1,9 |
+4,42 |
+4,32 |
-4,42 |
-6,14 |
|||
4 |
Крановая вертикальная (общая) |
1,0 |
-4,7 |
-0,59 |
-4,12 |
-5,87 |
+0,86 |
-0,59 |
|
0,9 |
-4,23 |
-0,53 |
-3,71 |
-5,28 |
+0,77 |
-0,53 |
|||
5 |
Крановая горизонтальная |
1,0 |
|
0,7 |
0,53 |
0 |
|
-0,7 |
|
0,9 |
5,04 |
0,63 |
0,48 |
0 |
0,48 |
-0,63 |
Основные сочетания усилий |
Табл. 2.3 |
||||||||
Условия для состояния сочетаний |
Нагрузки, усилия |
Коэфф. сочет. |
Усилия в стойке, сечение 1-1 |
Усилия в ригеле, сечение 2-2 |
|||||
М, кНм |
Q, кН |
N, кН |
М, кНм |
Q, кН |
N, кН |
||||
+Mmax, Nсоотв |
№ нагрузок |
1,0 |
- |
1, 2 |
|||||
Значение усилий |
- |
- |
- |
+764,1 |
0 |
-63,7 |
|||
№ нагрузок |
0,9 |
- |
1,2,3 |
||||||
Значение усилий |
- |
- |
- |
+732,7 |
-4,42 |
-66,86 |
|||
-Mmax, Nсоотв |
№ нагрузок |
1,0 |
1,2 |
- |
|||||
Значение усилий |
-509,3 |
-63,7 |
-242,6 |
- |
- |
- |
|||
№ нагрузок |
0,9 |
1,2,4,5(-) |
- |
||||||
Значение усилий |
-494,77 |
-61,88 |
-235,49 |
- |
- |
- |
|||
Nmax, +Mсоотв |
№ нагрузок |
1,0 |
- |
1,2 |
|||||
Значение усилий |
- |
- |
- |
+764,1 |
0 |
-63,7 |
|||
№ нагрузок |
0,9 |
- |
1,2,3,5(-) |
||||||
Значение усилий |
- |
- |
- |
+732,7 |
-4,9 |
-67,5 |
|||
Nmax, -Mсоотв |
№ нагрузок |
1,0 |
1,2 |
- |
|||||
Значение усилий |
-509,3 |
-63,7 |
-242,6 |
- |
- |
- |
|||
№ нагрузок |
0,9 |
1,2,4,5(-) |
- |
||||||
Значение усилий |
-494,77 |
-61,88 |
-235,49 |
- |
- |
- |
|||
Qmax, Nсоотв |
№ нагрузок |
1,0 |
1,2 |
1,3 |
|||||
Значение усилий |
-509,3 |
-63,7 |
-242,6 |
+411,6 |
-4,91 |
-40,72 |
|||
№ нагрузок |
0,9 |
1,2,4,5(-) |
1,3,5(-) |
||||||
Значение усилий |
-494,77 |
-61,88 |
-235,49 |
+411,1 |
-4,9 |
-40,67 |