
- •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
− Усилия в опорном сечении ригеля;
− геометрические
характеристики сечения ригеля.
Кроме того должно выполняться условие:
− Расчетное сопротивление материала стенки срезу.
Расчет ригеля по жесткости
Расчет ригеля по
жесткости заключается в проверке условия
, где
− прогиб ригеля
в середине пролета от неблаго-
приятной нагрузки;
;
;
− прогибы ригеля, устанавливаемые
по его расчетной схеме в виде однопролетной
балки,
− предельный
прогиб ригеля, устанавливаемый по
рекомендациям СНиП 2.01.07-85 или по табл.
П17
Расчет ригеля по жесткости необходимо выполнять с учетом эстетико-психологических и технологических требований. В курсовом проекте можно ограничиться только расчетом по эстетико-психологическим требованиям.
Нагрузка на ригель при расчете по жесткости определяется следующим образом:
а) равномерно распределенная нагрузка
− нормативное
значение погонной нагрузки от
конструкций покрытия (постоянная
нагрузка);
− расчетное
значение снеговой нагрузки;
= 0,5 − коэффициент
перехода от кратковременного
к длительному значению снеговой нагрузки.
б) сосредоточенная нагрузка от подвесных кранов
;
;
;
− максимальное и минимальное нормативное
значение вертикальной нагрузки от
подвесного крана (кратковременная
крановая нагрузка);
− коэффициент
перехода от кратковременного к длительному
значению крановой нагрузки; для групп
режимов работы кранов 4К – 6К
=
0,5.
в) опорные моменты
Моменты на левой
(m
)
и правой (m
)
опорах ригеля определяются из статического
расчета рамы на те же нагрузки, которые
учитываются при определении fg
и fp
. Прогибы для принятой расчетной схемы
ригеля определяются по формулам:
;
следовательно
условие необходимой жесткости ригеля
обеспечено.
3.3 Расчет и конструирование стойки рамы.
Расчетные усилия:
Стойки рамы работают по схеме внецентренного сжатия. Расчетную комбинацию усилий определяют, как наиболее неблагоприятную в сечении 1 - 1. Расчетную длину стойки в плоскости рамы (lx) определяют исходя из соотношения геометрических размеров поперечной рамы и жесткости ее элементов. При жестком креплении стойки к ригелю и шарнирном к фундаменту коэффициент расчетной длины стойки определяется по формуле:
, где
− расчетная
длина стойки в плоскости рамы.
При определении
расчетной длины стойки из плоскости
рамы учитываются условия закрепления
стойки в фундаменте и в уровне оголовка.
В курсовом проекте можно принять
шарнирные закрепления обоих концов
стойки, поэтому
.
Условная гибкость стойки в плоскости рамы:
− модуль упругости
стали;
− радиус
инерции сечения.
Требуемая площадь
сечения
стойки устанавливается в зависимости
от коэффициента
, который, в свою очередь, является
функцией параметров
и
.
Приведенный эксцентриситет (
)
определяется по формуле:
− коэффициент
влияния формы сечения;
предварительно
можно принять
.
− условный
эксцентриситет продольной силы;
− радиус ядра
сечения;
bk - высота сечения стойки рамы
В зависимости от полученных значений и по таблице П15 приложения определяется коэффициент . Требуемая площадь сечения стойки находится из условия обеспечения устойчивости внецентренно сжатого стержня по формуле:
Принимаем двутавр
№30К1 с
Для проверки устойчивости стойки в плоскости рамы применяется формула:
Коэффициент
влияния формы сечения (
)
устанавливается по таблице П10 приложения
в зависимости от
и
.
Следовательно
Для проверки устойчивости стойки из плоскости рамы применяется формула:
− коэффициент
продольного изгиба центрально сжатого
стержня при работе его сечения относительно
оси „
”;
устанавливается в зависимости от
по таблице
П14.
Коэффициент „
”
определяется следующим образом:
если
,
;
при
;
при
Коэффициент
определяется
по СНиП II-23-81 (п.5.31).