Курсовой проект Проектирование и расчет стального каркаса одноэтажного промышленного здания.

Исходные данные:

1. Пролет здания L=36 м

2. Длина здания l= 96 м

3. Шаг поперечных рам B=12м

4. Район строительства г.Пермь

5. Здание отапливаемое

6. Тип кровли – утепленная по крупнопанельным плитам

7. Утеплитель – минераловатные плиты

8. Режим работы крана – средний

9. Грузоподъемность крана Q=100 т

10. Высота до головки рельса H₁=22 м

11. Класс бетона фундамента B15

В таком каркасе однопролетные рамы – основные несущие конструкции. Рамы состоят из колонн и сквозных ригелей (ферм). Колонны ступенчатые, жестко защемленные в фундаменте. Ригель и колонна соединены жестко. Рамы соединяются системой связей, обеспечивающих жесткость, устойчивость и неизменяемость каркаса. Уклон ферм 1.5 % , что обеспечивает наружный отвод воды. Освещение осуществляется с помощью светоаэрационных фонарей.

Компоновка каркаса здания.

Проектирование каркаса здания начинается с компоновки конструктивной схемы. На конструктивной схеме показывают размещение колонн и стен в плане, размеры поперечной рамы, размеры ферм и фонарей. Размещение колонн в плане определяется пролетом и шагом поперечных рам (шагом колонн). Согласно требованиям унификации размеры пролетов назначаются с укрупнительным модулем 6 м. L - 18,24,30,36, и более метров. Расстояние между колоннами в продольном направлении также принимают кратным 6м. У торцов зданий колонны обычно смещаются с модульной сетки на 500мм. для возможности использования типовых ограждающих панелей с номинальной длиной 6 или 12 м.

В курсовом проекте принята ступенчатая колонна. Верхняя часть колонны – сплошная, нижняя – сквозная. Сплошная колонна – сварной двутавр из трех листов, сквозная состоит из швеллера, сваренного из трех листов и широкополочного двутавра по сортаменту.

Размеры фонаря выбирают в зависимости от пролета рамы. Для пролета 18 и 24 метра, ширина фонаря 6 метров, для пролетов 30, 36 – 12 метров. Для фонаря 6 м принимают одну ленту остекления высотой 1250 мм, для фонаря шириной 12 м – две ленты остекления высотой по 1250 мм, суммарно 2500 мм. Карниз фонаря должен быть таким, чтобы суммарная высота борта и карниза фонаря была 900-1000 мм. Высоту фонаря определяем для фонарей шириной 6 м:

Н_фон=1250+1000=2250 мм

Для фонарей шириной 12 м:

Н_фон=2*1250+1000=3500 мм

При плоских кровлях и фермах с элементами из парных уголков высота Н_ф (по обушкам уголков) принимается равной 2,25м, при пролетах 18м и 24м, и равной 3,15м при пролетах 30м и 36м.

Компоновка поперечной рамы.

Компоновку поперечной рамы начинают с установления габаритных основных размеров элементов конструкций в плоскости рамы. Размеры по вертикали привязывают к отметке уровня пола, принимая ее нулевой. Размеры по горизонтали привязывают к продольным осям здания. Вертикальные габариты здания зависят от технологических условий производства и определяются расстояниями от уровня пола до головки кранового рельса H₁ и от головки кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия H₂ .В сумме эти размеры составляют полезную высоту цеха Но:

H_o=H₂+H_1,

где H₁ берем из задания на курсовой проект, H₂ определяется по формуле H₂=(Н_к+100)+f, где Н_к - расстояние от головки рельса до верхней точки тележки крана, принимают по таблице приложения 1, в зависимости от грузоподъемности крана и длины пролета L.

Приложение 1(часть таблицы)

Q, т	Пролет l, м	Размеры, мм				Максим. давл. кол., кН		Вес крана с тележкой, кН	Вес тележки Gт, кН	Тип рельса	Высота рельса, мм	Высота подкрановой балки
		Hк	B1	B2	K	Fк1n	Fк2n					B=6 м	B=12 м
100	36	4000	400	9350	4600	469	489	1401	363	КР-120	170	1000	1600

H_к=4000 мм; f- размер, учитывающий прогиб, принимается от 200 до 400 мм; 100 мм – зазор.

Принимаем f= 400 мм, тогда H₂=(4000+100)+400= 4500 мм. Но H₂ должно быть кратно 200 мм. Изменяем значение f, принимаем f=300 мм, тогда H₂=4000+100+300=4400 мм.

Полезная высота цеха H₀ определяется H_o=H₂+H_1, H₁=22м (по заданию на КП).

H_o=4400+22000=26400 мм.

При высоте Н₀ > 10.8 м Н₀ должно быть кратно 1800 мм из условия соизмеряемости со стандартными ограждающими конструкциями.

Увеличиваем значение Н₀ до 27000 мм кратно 1800 мм. Значение Н₁ изменится до 22600 мм.

H_o=4400+22600=27000 мм.

Устанавливаем высоту верхней части колонны (Н_в):

H_в=h_б+h_p+H₂ ,

где h_б – высота подкрановой балки, определяется по приложению 1.

h_б=1600 мм при В=12 м.

h_p – высота кранового рельса принимается по приложению 1 или 200 мм.

h_p=200 мм

H₂=4400 мм – определялось ранее.

H_в=1600+200+4400=6200 мм

Определяем высоту нижней части колонны.

H_н=Н₀-H_в+(600-1000мм)

H_н=27000-6200+800=21600 мм.

Общая высота колонны:

H=Н_в+H_н=6200+21600=27800 мм.

Определяем горизонтальные габариты здания. Привязка наружной грани к разбивочной оси (а):

при Q=100 т а=500 мм

Q=80-30 т а=250 мм

Q=30 т а=0

Ширину верхней части колонны () принимаем 700 мм=500+200(мм), так как при Q=100 т а=500 мм, 200- высота привязки фермы к разбивочной оси (для ферм с элементами из парных уголков).

- должно выполняться условие.

(мм) – условие выполняется.

Принимаем h_в = 700 мм. Если условие не выполняется, то увеличиваем значение а. Определяем ширину нижней части колонны (h_н).

, где L₁ – расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны должно быть не менее (мм):

, где

B₁ – размер части кранового моста, выступающей за ось рельса, принимают по приложению 1. В₁=400 мм.

75 – зазор между краном и колонной.

_{L1 должно быть кратно 250 мм (так как пролеты кранов имеют модуль 500 мм). Принимаем L=1000мм, . Должно выполняться условие :}

- условие выполняется. Если это условие не выполняется, то увеличиваем L₁.

Схема поперечной рамы.