Министерство Образования и Науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо-Восточный Государственный Университет

Политехнический институт

Кафедра Промышленного и Гражданского Строительства

Пояснительная записка

к курсовому проекту

по дисциплине:

«Металлические конструкции»

на тему:

«Металлический каркас одноэтажного промышленного здания»

Выполнил:

студент IV курса

гр. ПГС-01

Станкевич Н.Е.

Проверил:

профессор

Присяжной В.Б.

Магадан, 2014г.

Содержание

1 Исходные данные 4

2 Компоновка конструктивной схемы поперечной рамы 5

2.1 Вертикальные размеры рамы 5

2.2 Горизонтальные размеры рамы 7

3 Сбор нагрузок на поперечную раму 8

3.1 Постоянная нагрузка 8

3.2 Снеговая нагрузка 8

3.3 Вертикальные крановые нагрузки 10

3.4 Нагрузка от торможения мостового крана 11

3.5 Ветровая нагрузка 12

4 Статический расчет рамы 14

5 Расчет стропильной фермы 17

5.1 Статический расчет стропильной фермы 17

5.2 Подбор сечений элементов фермы 18

5.3 Расчет сварных швов 19

5.4 Определение размеров опорного ребра 20

5.5 Расчет сварных швов крепления фасонок к поясам 21

6 Расчет ступенчатой колонны 23

6.1 Исходные данные 23

6.2 Определение расчетных длин колонны 23

6.3 Подбор сечения верхней части колонны 24

6.4 Подбор сечения нижней части колонны 28

6.5 Расчет решетки подкрановой части колонны 30

6.6 Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня 31

7 Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны 32

8 Расчет и конструирование базы колонны 36

9 Расчет и конструирование оголовка колонны 42

Список используемой литературы 44

1 Исходные данные

Пролет здания, м: 24.

Шаг рам каркаса, м: 6.

Минимальная отметка головки кранового рельса, м: 12.

Длина здания, м: 72.

Режим работы крана: 5К.

Грузоподъемность крана, кН: 500.

Тип сопряжения фермы с колонной: шарнирный.

Класс ответственности здания: II.

Тип кровли: теплая по прогонам.

Район строительства: г. Петропавловск-Камчатский.

Снеговой район: VII.

Ветровой район: VII.

Класс бетона фундамента: В20.

2 Компоновка конструктивной схемы поперечной рамы

Рис.1 Схема поперечной рамы

В поперечной раме каркаса колонны проектируются одноступенчатыми жестко заделанными в фундаменте, что обеспечивает неизменяемость рам при шарнирном креплении ригелей (ферм).

2.1 Вертикальные размеры рамы

Определяем расстояние от головки кранового рельса до низа несущих конструкций:

,

где h_к – высота мостового крана на опоре, мм; для мостового крана грузоподъемностью 500кН (50т) Н_к = 3150мм ([2] прил.1);

f – размер, учитывающий прогиб конструкций покрытия, мм; для конструкций покрытия пролетом 24м принимаем f = 200мм ([1] прил.E табл.E.1);

100мм – необходимый по технике безопасности зазор между краном и несущими конструкциями покрытия с учетом допусков на изготовление крана.

мм.

По требованиям унификации увеличиваем размер в большую сторону до кратности 200 мм:

мм.

Определяем полезную высоту цеха:

,

где h₁ – расстояние от уровня пола до головки кранового рельса, м; по условию h₁ = 12м.

мм.

Так как H₀ > 10,8м, то назначаем H₀ кратным 1,8м (размер стеновой панели). Принимаем H₀ кратным 1,8м :

мм.

При этом расстояние h₁ изменилось:

мм.

Высота верхней части колонны:

,

где h_б – высота подкрановой балки, мм; для крана грузоподъемностью 50т h­­_б = 1000мм ([2] прил.1);

h_p – высота подкранового рельса, мм; для крана грузоподъемностью 50т h_p = 130мм ([2] прил.1).

мм.

Принимаем H_в кратной 0,2м:

мм.

Высота нижней части колонны:

,

где 600мм – заглубление опорной плиты базы колонны ниже нулевой отметки.

мм.

Общая высота колонны рамы от низа базы до низа ригеля:

мм.

h_оп = 3150мм.