Содержание

1. Исходные данные для проектирования……………………………………………..2

2. Компоновка стального каркаса промышленного здания………………………….2

3. Сбор нагрузок………………………………………………………………………...5

3.1. Постоянная нагрузка на ригель рамы………………………………………..5

3.2. Постоянная нагрузка на колонны……………………………………………6

3.3. Снеговая нагрузка……………………………………………………………..8

3.4. Вертикальное давление от колес мостового крана………………………...12

3.5. Горизонтальное усилие на колонну от поперечного торможения

тележек кранов………………………………………………………………15

3.6. Ветровая нагрузка……………………………………………………………16

4. Предварительное назначение сечений………………………………………………21

5. Расчет и конструирование фермы…………………………………………………...24

5.1. Подбор сечений элементов фермы…………………………………………...24

5.2. Проверка сечений элементов фермы…………………………………………45

5.3. Расчет сварных швов прикрепления элементов решетки фермы к поясам..46

5.4. Расчет соединительных прокладок…………………………………………...47

6. Расчет колонны производственного здания………………………………………..48

6.1. Определение расчетных длин колонн………………………………………...48

6.2. Подбор сечения надкрановой части колонны………………………………..50

6.3. Подбор сечения нижней части колонны……………………………………...52

6.4. Расчет решетки нижней части колонны………………………………………54

6.5. Проверка устойчивости нижней части колонны в плоскости действия

момента как единого стержня………………………………………………….55

6.6. Расчет базы колонны…………………………………………………………...57

6.7. Расчет оголовка колонны………………………………………………………61

6.8. Расчет анкерных болтов………………………………………………………..62

7. Библиографический список………………………………………………………….63

1. Исходные данные для проектирования

Однопролетный горячий цех, имеющий следующие характеристики:

пролет здания - 36 м,

длина здания – 72 м,

шаг стропильных ферм – 6 м,

шаг колонн – 12 м.

Цех оборудован мостовым краном легкого режима работы со следующими характеристиками:

грузоподъемность – 100 т,

отметка головки рельса – 8 м,

группа режима работы – 3 К.

Место строительства – город Астрахань.

2. Компоновка стального каркаса промышленного здания

Определение размеров поперечной рамы

Основой каркаса является поперечная рама, состоящая из ступенчатых колонн и сквозных ригелей. Колонны проектируются защемленными в фундаментах и жестко сопряженными с ригелями.

Размеры по вертикали:

1) Определяем высоту Н₂ . Выписываем габаритные размеры крана и необходимые параметры подкранового рельса:

L_кр= 34 м, Н_к=4000 мм , В₁=400 мм , рельс КР120 , h_кр=170 мм .

Устанавливаем величину расстояния от головки крана до низа конструкций покрытия:

Н₂=(Н_к+100)+а=(4000+100)+400 мм=4500 мм.

Принимаем Н₂=4600 мм, кранную 200.

2) Определение высоты цеха:

Н=Н₁+Н₂=8000+4600=12600 мм.

Принимаем Н=12600 мм, кранную 1,8, т.к Н>10,8 м.

3) Определение размера верхней части колонны:

Н_в=h_пб+ h_кр+ Н₂=1650+170+4600=6420 мм.

4) Определение размера нижней части колонны:

Н_н= Н- Н_в+600=12600-6420+600=6780 мм.

4) Определение общей высоты колонны:

Н_К= Н_н+ Н_в=6780+6420=13200 мм.

Принимаем в качестве ригеля трапецеидальную ферму с уклоном верхнего пояса i=1/8.

С учетом высоты части колонны Н_о=2200 мм высота всей колонны равна 15400 мм.

Размеры по горизонтали:

1) Определение высоты сечения верхней части колонны:

Для ступенчатой колонны из условия жесткости высота сечения в верхней части колонны должна быть не менее h_в≥1/12Н_в:

Высоту сечения верхней части колонны с учетом привязки торца фермы (200 мм) и привязки колонны (500 мм) к разбивочной оси:

h_в=500+200=700 мм.

Следовательно, подбираем h_в=700 мм.

Проверим обеспечение необходимого зазора между краном и колонной:

λ₁=(L- L_кр)/2=(36-34)/2=1 м=1000 мм.

λ₁> В₁+( h_в- h_о)+75=400+(700-500)+75=675,

1000>675, условие выполняется.

2) Определение высоты сечения верхней части колонны:

Ось подкрановой ветви колонны обычно совмещают с осью подкрановой балки, поэтому:

h_н= λ₁+ h_o=1000+500=1500 мм.

рис. 1.

3. Сбор нагрузок

3.1. Постоянная нагрузка на ригель рамы

Таблица 1.

№ п/п	Вид нагрузки		qн		γf		g
1	2		3		4		5
Нагрузка от кровли
1	Стальные неутепленные панели 3х6 м		0,150		1,05		0,158
2	Кровельная гидроизоляция полимерной композицией		0,024		1,30		0,031
Итого от кровли:		0,174				0,189
Нагрузки от конструкций покрытия и фонаря
3	Подстропильные фермы		0,04		1,05		0,042
4	Связи		0,06		1,05		0,063
5	Конструкция фонаря с остеклением и бортовыми элементами		0,12		1,10		0,132
Итого от конструкций покрытия и фонаря:		0,47				0,237
Всего:		0,394				0,426

Расчётный собственный вес покрытия по таблице 3.1. равен g₁ = 0,426 кН/м². Собственный вес фермы в величине g₁ не учитывается, так как он вычисляется автоматически в программном комплексе.

Распределенная расчетная нагрузка на ригель рамы:

q_п = (g₁∙В_ф) /cosα =(0,426∙6)/cos(7,125°)=2,576 кН/м.

Сосредоточенные силы, действующие в верхние узлы фермы:

Величина сил, приложенных в крайние узлы: P₁ = q₁ ∙ 3м = 7,728 кН.

Величина сил, приложенных в промежуточных узлах: P₂ = q₁ ∙ 1,5 м = 3,864 кН.