
- •Предисловие
- •1. Общие указания по содержанию и оформлению курсового проекта
- •2. Рекомендации по выбору конструктивной и расчетной схем каркаса
- •2.1. Разбивка сетки колонн
- •Схемы здания:
- •2.2. Компоновка однопролетной рамы производственного здания
- •Мостовые опорные краны нормального режима работы**
- •Основные размеры элементов подкрановых балок
- •2.3. Компоновка связей каркаса
- •Р ис. 2.4. Схема связей по колоннам
- •2.3.1. Связи между колоннами
- •2.3.2. Связи покрытия
- •3. Расчет поперечной рамы
- •3.1. Расчетная схема рамы
- •3.2. Нагрузки, действующие на поперечную раму
- •Назначение стали в конструкциях и сооружениях
- •3.2.1. Постоянные нагрузки
- •Нагрузки на прогон от веса ограждающих конструкций покрытия
- •Расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли
- •Подкрановых балок нагрузками от колес мостовых кранов
- •3.2.2. Воздействия от мостовых кранов
- •3.2.3. Снеговая нагрузка
- •3.2.4. Ветровая нагрузка
- •Нормативные значения ветрового давления wo
- •Значение коэффициента kэ
- •3.3. Назначение жесткостей элементов рамы
- •3.3.1 Определение жесткости сквозного ригеля
- •3.3.2. Определение жесткостей ступенчатой колонны
- •3.4. Статический расчет поперечной рамы
- •3.4.1. Определение расчетных усилий в колонне
- •3.4.2. Определение расчетных сочетаний усилий
- •3.4.3. Выбор расчетных комбинаций усилий для подбора сечений верхней и нижней частей колонны
- •3.4.4. Определение расчетных усилий для расчета базы колонны, анкерных болтов и крепления фермы к колонне
- •3.5. Статический расчет стропильной фермы
- •3.5.1. Определение нагрузок на ферму
- •3.5.2. Определение усилий в стержнях фермы
- •Единичной узловой силы (б)
- •От единичного момента (б)
- •4. Расчет одноступенчатой внецентренно-сжатой колонны
- •4.1. Общие требования при проектировании конструкций
- •4.2. Исходные данные для расчета колонны
- •Коэффициент расчетной длины 1 для одноступенчатой колонны с верхним концом, свободным от закреплений
- •Коэффициенты условий работы с
- •4.3. Компоновка сечения и расчет надкрановой части колонны
- •Коэффициенты φe для проверки устойчивости внецентренно-сжатых сплошностенчатых стержней в плоскости действия момента
- •Коэффициент влияния формы сечения η
- •Коэффициенты для расчета на устойчивость центрально- и внецентренно-сжатых элементов
- •Значения коэффициентов α и β
- •4.3.1. Подбор сечения надкрановой части колонны
- •4.3.2. Проверка устойчивости надкрановой части колонны
- •4.3.3. Проверка местной устойчивости элементов сплошной колонны
- •Предельные условные гибкости
- •Минимальные катеты cварных швов k,min
- •4.4. Компоновка сечения и расчет подкрановой части колонны
- •Коэффициенты φe для проверки устойчивости внецентренно-сжатых
- •4.4.1. Подбор сечения ветвей колонны
- •4.4.2. Проверка устойчивости ветвей и стержня колонны в целом
- •4.4.3. Расчет крепления раскосов решетки к ветви колонны
- •Материалы для сварки, соответствующие стали
- •Нормативные и расчетные сопротивления металла швов сварных соединений с угловыми швами
- •Значения коэффициентов f и z
- •4.5. Расчет и конструирование базы внецентренно-сжатой сквозной колонны
- •4.5.1. Общие требования к базам колонн
- •4.5.2. Определение размеров опорной плиты в плане
- •Расчетные сопротивления бетона Rb
- •4.5.3. Определение толщины опорной плиты
- •Коэффициент 1 для расчета на изгиб плиты, опертой
- •4.5.4. Расчет траверсы
- •4.5.5. Расчет анкерных болтов и пластин
- •Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов Rba
- •4.6. Расчет соединения надкрановой и подкрановой частей колонны
- •Расчетные сопротивления проката смятию торцевой поверхности
- •Расчетные длины стержней ферм lef
- •5.1.2. Выбор типов сечений стержней фермы
- •Приближенные значения радиусов инерции сечений
- •5.1.3. Подбор сечений элементов фермы
- •5.1.4. Примеры расчета и конструирования элементов стропильной фермы
- •Предельная гибкость
- •5.1.5. Расчет и конструирование узлов фермы
- •Подбор сечений элементов строительной фермы. Материал – сталь с245,
- •Расстояния между соединительными прокладками
- •5.1.6. Примеры расчета и конструирования узлов фермы
- •Значения коэффициента α
- •Максимальные катеты швов kf,max у скруглений
- •5.1.7. Сопряжение фермы с колонной
- •Расчетные сопротивления одноболтовых соединений срезу и растяжению болтов
- •Исходные данные для выполнения курсового проекта
- •Приложение б Исходные данные и результаты статического расчета поперечной рамы
- •Исходные данные для статического расчета рамы
- •Результаты статического расчета поперечной рамы (жесткое сопряжение ригеля с колоннами)
- •Обозначения: Мл, Nл, Qл – усилия в левой колонне; Мп, Nп, Qп – усилия в правой колонне.
- •Исходные данные для статического расчета рамы по программе
- •Результаты статического расчета поперечной рамы
- •(Вариант – шарнирное сопряжение ригеля с колоннами)
- •Правой колонне.
- •Сортаменты
- •Сталь широкополосная универсальная по гост 82-70*
- •Уголки стальные горячекатаные равнополочные по гост 8509-93 (выборка)
- •Продолжение таблицы в.4
- •Окончание таблицы в.4
- •Уголки стальные горячекатаные неравнополочные по гост 8510-86 (выборка)
- •Окончание таблицы в.5
- •Окончание таблицы в.6
- •Сталь горячекатаная, балки двутавровые по гост 8239-89
- •Продолжение таблицы в.8
- •Окончание таблицы в.8
- •Приложение г
- •Оглавление
- •Стальной каркас одноэтажного производственного здания
- •664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
В.Г. Темников
СТАЛЬНОЙ КАРКАС ОДНОЭТАЖНОГО
ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ
Учебное пособие
ИЗДАТЕЛЬСТВО
Иркутского государственного технического университета
2012
УДК 624.014
ББК 38
Т 32
Рекомендовано к изданию Ученым советом ИрГТУ
Рецензенты:
докт. техн. наук, профессор ИрГУПСа В.В. Тюньков;
главный специалист отдела по проектированию металлоконструкций ОАО «Иркутский промстройпроект» Б.А. Титаев
Темников В.Г.
Т 32 Стальной каркас одноэтажного производственного здания : учеб. пособие. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2012. – 170 с.
Приводятся примеры компоновки и расчета поперечной рамы одноэтажного производственного здания, расчета и конструирования внецентренно-сжатой одноступенчатой колонны, стропильной фермы. Примерам предшествуют краткие теоретические сведения, конструктивные требования и положения свода правил СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции».
Пособие позволяет выполнить курсовой проект, предусмотренный учебной программой по дисциплине «Металлические конструкции, включая сварку».
Для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения.
УДК 624.014
ББК 38
© Темников В.Г., 2012
© Иркутский государственный
технический университет, 2012
Предисловие
Целью выполнения курсового проекта является ознакомление студентов с основными принципами компоновки одноэтажного производственного здания, расчетом и конструированием несущих конструкций и других элементов каркаса, разработкой чертежей на стадии рабочего проектирования КМ и КМД.
Расчетные положения, используемые при проектировании, согласуются с действующими нормами проектирования СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-23-81*). В тексте приведены нормативные и справочные данные в табличной форме, принятые из Свода правил [4] и справочника проектировщика по проектированию металлических конструкций [3].
Изложение материала предполагает, что студенты, приступившие к проектированию, уже знакомы с принципами объемно-планировочных решений, свойствами стали и ее нормированием, сопротивлением материалов и строительной механикой, основами теории вероятности и математической статистики.
В первой главе даны общие указания по содержанию и оформлению курсового проекта. Во второй главе изложены рекомендации по выбору конструктивной и расчетной схем каркаса. В третьей главе рассмотрен расчет поперечной рамы, в четвертой – расчет и конструирование одноступенчатой внецентренно-сжатой колонны, в пятой – расчет и конструирование стропильной фермы.
В конце пособия приводится список нормативной, справочной и учебной литературы, в которой студенты найдут более подробные сведения по отдельным вопросам.
В приложениях приведены: исходные данные для выполнения курсового проекта; исходные данные и результаты статического расчета поперечной рамы, сортаменты на прокатную сталь, образец выполнения рабочего чертежа.
1. Общие указания по содержанию и оформлению курсового проекта
Проект включает рассчетно-пояснительную записку и чертежи, выполненные на двух листах основного формата А1 (ГОСТ 2.301-68*). Образцы рабочих чертежей приведены в приложении Г. В пояснительной записке рассматривается компоновочное решение каркаса производственного здания с обоснованным назначением генеральных размеров. Собираются нагрузки, выполняется статический расчет поперечной рамы здания, расчет и конструирование внецентренно-сжатой колонны и стропильной фермы, детально разрабатываются наиболее важные узлы и сопряжения конструкций (не менее трех). Параллельно с расчетом рекомендуется заниматься конструктивной разработкой, результаты которой помещаются в пояснительной записке в виде эскизов и схем.
На первом листе чертежей, выполняемых на стадии КМ, размещается компоновочная часть проекта: поперечный разрез здания с указанием всех размеров и отметок; монтажные схемы вертикальных связей по колоннам и фермам, связей по верхним и нижним поясам ферм; колонна. Кроме этого, на чертеж выносятся основные узлы конструкций с необходимым количеством сечений (база колонны, сопряжения надкрановой части колонны с подкрановой и фермы с колонной), примечания и условные обозначения.
Рекомендуемые масштабы: для поперечного разреза и монтажных схем связей – 1:100; 1:200; 1:400; 1:500, для элементов конструкций и узлов – 1:10; 1:15; 1:20; 1:25; 1:50.
На втором листе чертежей, выполняемых на стадии КМД, размещаются: геометрическая схема фермы с указанием размеров и усилий в элементах; рабочий чертеж отправочного элемента фермы с боковым видом, вертикальным разрезом, проекциями верхних и нижних поясов; монтажные узлы; спецификация металла на ферму; таблицы отправочных марок и примечания.
При изображении фермы рекомендуется применять различные масштабы: для сетки (геометрических осей) 1:20; 1:25; 1:30, для сечений элементов и узлов соответственно 1:10; 1:15; 1:20.
При разработке чертежей и проекта в целом следует руководствоваться Сводом правил [4], справочником проектировщика [3], учебным пособием [6], ГОСТ 2.105-79* ЕСКД «Общие требования к текстовым документам» и ГОСТ 2.305-68* ЕСКД «Изображения – виды, размеры, сечения».
При рассмотрении вопросов по расчету и конструированию, выходящих за рамки учебного пособия, следует обращаться к учебной литературе, соответствующим разделам СП 16.13330.2011 и руководителю проекта.