МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Томский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра «Металлические и деревянные конструкции»

Курсовой проект №2:

«Каркас производственного здания»

Расчетно-пояснительная записка

Выполнил: студент группы 119-6

Рюмин Е.В.

Проверил: Преподаватель

Афиркина Е.А.

Томск 2013

1. Общие требования

Исходными данными для проектирования являются:

• пролёт цеха 36м;

• длина цеха 60м;

• грузоподъемность мостового крана 50т;

• режим работы крана легкий;

• отметка головки рельса 9м;

• шаг рам 12м;

• место строительства Новосибирск;

• тип местности А;

• снеговой район IV;

• ветровой район III.

Требуется определить геометрические параметры и нагрузки, необходимые для статического расчета поперечной рамы каркаса.

Здание класса 1 оборудовано двумя мостовыми кранами одинаковой грузоподъёмности. Режим работы кранов - лёгкий и средний (группы режимов работы кранов 1K - 6К).

При определении ветровой нагрузки принят тип местности А по СНиП 2.01.07-85. Здание - бесфонарное однопролетное; покрытие - беспрогонное.

Колонны ступенчатого типа могут быть как сплошного, так и сквозного сечения. Фермы с параллельными поясами и восходящими опорными раскосами. Сопряжение фермы с колонной жёсткое. Высота фермы на опоре (между обушками поясных уголков) - 3,15 м. По фермам расположены железобетонные плиты покрытия размерами 6×3м при шаге рам 6м. Привязка наружной грани к оси колонны - 0,25 м. Отметка заглубления бетонного фундамента - 0,5 м.

Состав кровли: наплавляемый материал с интенсивностью нагрузки - 0,15 кН/м²; асфальтоцементная стяжка - 0,6 кН/м²; железобетонные плиты с интенсивностью нагрузки - 1,6 кН/м²; минераловатный полужесткий утеплитель с удельным весом - 2 кН/м³ при рекомендуемой толщине утеплителя, принятой для IV снегового района - 0,2 м.

Стеновое ограждение – трехслойные панели из железобетона 1,8×6м с удельным весом 3,9 кН/м³. Толщина панелей 0,35 м для снега IV района.

Остекление - тройное с интенсивностью нагрузки 0,75 кН/м².

Две панели высотой по 1,8м крепятся к колонне в уровне нижнего пояса фермы. Одна панель высотой 1,8м и вышележащее остекление крепятся к колонне ниже места изменения сечения колонны (ниже подкрановой балки). Остальные стеновые панели опираются на рандбалку и к каркасу не крепятся. Другие ограничения связаны с требованиями унификации:

• отметка нижнего пояса фермы должна быть кратной 0,6м;

• ширина колонны - кратна 0,25м;

• минимальный зазор между фермой и верхним габаритом крана равен 0,3м;

• минимальный зазор между внутренней гранью колонны и боковым габаритом крана равен 0,075м;

• высота остекления кратна стеновым панелям, т. е. 0,6м.

2. Компоновка рамы каркаса

2.1. Компоновка поперечной рамы

Для определения расчетной длинны колонны необходимо знать отметку нижнего пояса фермы (рис 1). Необходимая отметка:

d^треб_ф=d_r+H_к+∆_min=9+3,15+0,3=12,45 м.

где: d_r – отметка головки рельса ( по заданию 9 м.);

H_к – вертикальный габарит крана ([1] приложение 1) равен 3,150 м.;

∆_min– минимальный зазор между фермой и краном , не менее 0,3 м.

Принимаем d_ф≥d^треб_ф=12,6 м. (кратно 0,6 м.).

Задавшись отметкой заглубления бетонного фундамента d_б= –0,5 м, определим расчетную длину между отметками фермы и колонны:

ℓ_к= d_ф+|d_б|=12,6+0,5=13,1 м.

Длина нижней части колонны от уступа до обреза бетонного фундамента будет равна: ℓ_н= d_r+|d_б|–h_пбр=9+0,5–1,63=7,87 м.

где: h_пбр –высота подкрановой балки и рельса. Их значения для крана заданной грузоподъемности приведены в ([1] приложение 1) равен 1,63 м.

Длина верхней части колонны: ℓ_в=ℓ_к– ℓ_н= 13,1–7,87=5,23 м.

Привязка оси к наружной грани колонны а=0,25 м. Ширина верхней части колонны из условия жесткости:

h_в ≥ 1/12·ℓ_в=1/12·5=0,5 м. Принимаем ширину верхней части колонны 0,5 м.

Ширина нижней части колонны:

h_н=а+λ=0,25+0,75=1 м.

Где: λ =0,75 м.; при кранах грузоподъемностью до 50 т. (по заданию кран грузоподъемностью 50 т.)

Зазор между боковыми габаритами крана и внутренней гранью колонны:

с= h_н– h_в–В₁=1–0,5–0,3=0,2 м.

где: В₁– боковой габарит крана, берем в ([1] приложение 1). Этот зазор равен 0,3 м.

Зазор должен быть более необходимым по технике безопасности

с=0,2 м. ≥ с_min=0,075 м. – условие выполняется.

На отметке d_ф к колонне крепится 2 стеновые панели высотой по 1,8 м. каждая. Отметка верха стены d^b_ст= d_ф+3,6 м.=12,6+3,6=16,2м.

Ниже головки кранового рельса к колонне крепится ещё 1 стеновая панель высотой 1,8 м. На неё опирается вышележащее остекление. Оконное и стеновое ограждение, расположенное ниже, опирается на фундаментную балку.