- •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
3.4.4. Определение расчетных усилий для расчета базы колонны, анкерных болтов и крепления фермы к колонне
Для расчета раздельной базы колонны определяются максимальные сжимающие усилия в ветвях колонны в нижнем сечении колонны 1-1 (в месте сопряжения базы колонны с фундаментом). При этом изгибающий момент М, догружающий подкрановую ветвь принимается из табл. 3.12 со знаком «–», догружающий наружную ветвь – со знаком «+».
Для расчета базы наружной ветви принята наиболее неблагоприятная комбинация расчетных усилий: N2 = –3377 кН и M2 = +1289 кН·м;
Для расчета базы подкрановой ветви рассматриваем две комбинации усилий: N1 = –2933 кН и M1 = –998 кН·м; N1′ = –3369 кН и M1′ = –687 кН·м.
Сравниваем:
Nв = 2933 / 2 + 998 / 1,1 = 2374 кН > Nв′ = 3369 / 2 +687 / 1,1 = 2309 кН.
Принимаем усилия для расчета базы подкрановой ветви: изгибающий момент M1 = –998 кН·м и нормальная сила N1 = –2933 кН.
Для расчета анкерных болтов в нижнем сечении колонны 1-1 составляются дополнительные комбинации усилий. Эти комбинации предполагают получить наименьшую нормальную силу при наибольших возможных изгибающих моментах, чтобы растягивающее усилие в анкерных болтах было максимальным. Для подкрановой ветви отрывающее усилие дает изгибающий момент М со знаком «плюс», для наружной ветви – со знаком «минус». Так как постоянная нагрузка от веса конструкций уменьшает растяжение в анкерных болтах (она прижимает базу колонны к фундаменту), ее значение учитывается с коэффициентом надежности по нагрузке γf = 0,9.
Определяем расчетные усилия для расчета анкерных болтов (усилия N и М от постоянной нагрузки принимаются из табл. 11 с коэффициентом 0,9 / 1,1 = 0,8, здесь 1,1 – отношение расчетной постоянной нагрузки к ее нормативному значению):
для подкрановой ветви
1) – при сочетании нагрузок 1, 8
N1′ = 0,8 ∙ (–875) = – 700 кН;
М1′ = 0,8 ∙ 211 + 661 = +830 кН∙м;
2) – при сочетании нагрузок 1, 4, 5, 8
N1′ = 0,8 ∙ (–875) + (–753) = –1453 кН;
М1′ = 0,8 ∙ 211 + 647 + 503 + 595 = +1914 кН∙м.
Сравниваем:
Fа1 = –1453 / 2 +1914 / 1,1 = 1014 кН > Nа′ = –700 / 2 + 830 / 1,1 = 405 кН.
Принимаем для расчета 2-ю комбинацию усилий.
для наружной ветви
1) – при сочетании нагрузок 1, 7
N2′ = 0,8 ∙ (–875) = –700 кН;
М2′ = 0,8 ∙ 211 + (–724) = –555 кН∙м;
2) – при сочетании нагрузок 1, 4, 5, 7
N2′ = 0,8 ∙ (–875) + (–753) = –2801 кН;
М2′ = 0,8 ∙ 211 + 647 + (–503) + (–652) = –340 кН∙м.
Принимаем для расчета 1-ю комбинацию усилий.
Раскладывая N и М на ветви решетчатой колоны, определяются:
растягивающее усилие в анкерных болтах в базе подкрановой ветви колонны
Fa1 = N1′y2/ho + M1′/ho;
растягивающее усилие в анкерных болтах в базе наружной ветви
Fa2 = N2′y1/ho + M2′/ho,
где y1 и y2 – расстояния от центра тяжести сечения колонны до центров тяжести сечений подкрановой и наружной ветвей соответственно.
При подсчете усилий в анкерных болтах принимается абсолютные значения.M1 и M2; N1 и N2 – со своим знаком.
При жестком сопряжении ригеля с колонной моменты в опорных сечениях ригеля равны моментам, действующим в сечении 5-5 для колонн. При этом, приняв наибольший момент для левой опоры ригеля при определенном сочетании нагрузок, определяется соответствующий момент для правой опоры при том же сочетании нагрузок (сочетание 1, 2, 4, 6, 8):
М1 = –1047 кН·м;
М2,соот = –288+ (–206) + 23 + 36 + 113 = –322 кН·м.
Для нижнего участка колонны определяется максимальное значение поперечной силы Qmax = 206 кН, которая необходима для расчета соединительной решетки в сквозных колоннах. Для верхнего участка колонны сплошного сечения для расчета местной устойчивости стенки также может потребоваться значение поперечной силы Q = 134 кН.
В качестве второго варианта произведен статический расчет поперечной рамы с шарнирным соединением ригеля с колоннами. Исходные данные для расчета приведены в приложении Б, табл. Б.3, результаты расчета – в табл. Б.4.