Министерство образования Р.Ф.

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Машиностроительный

Направление Приборостроение

Кафедра Оборудование и технология

сварочного производства

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Курсовой проект

Проектирование стального перекрытия промышленного здания

ОТСП.6128.007.ПЗ

Студент _________________________ Соколов В.Л.

подпись

_________________________

дата

Руководитель _________________________ Советченко Б.Ф.

подпись

________________________

дата

Томск 2004

СОДЕРЖАНИЕ

	Введение	4
1	Определение генеральных размеров	5
2	Элементы кровельного покрытия	9
3	Определение нагрузок действующих на ферму	10
3.1	Расчет постоянной нагрузки	10
3.2	Расчет снеговой нагрузки	11
3.3	Расчет ветровой нагрузки	11
4	Определение узловых нагрузок, действующих на ферму	12
4.1	Постоянные узловые нагрузки	12
4.2	Снеговые узловые нагрузки	12
4.3	Ветровые узловые нагрузки	13
5	Определение опорных реакций	14
5.1	Опорные реакции от действия постоянных нагрузок	14
5.2	Опорные реакции от действия симметричных снеговых нагрузок	15
5.3	Опорные реакции от действия несимметричных снеговых нагрузок	15
5.4	Опорные реакции от действия ветровых нагрузок	16
5.5	Опорные реакции от действия единичной силы	17
6	Определение расчетных усилий в стержнях фермы	18
6.1	Усилия от различных видов нагрузки	18
6.2	Линии влияния	20
7	Подбор сечений стержней фермы	23
7.1	Верхний пояс	23
7.2	Нижний пояс	23
7.3	Стойки	24
7.4	Раскосы	24
7.5	Шпренгели	25
8	Расчет и проектирование узлов фермы	25
8.1	Опорный узел	26
8.2	Промежуточный узел, нижний пояс	25
8.3	Промежуточный узел, верхний пояс	26
8.4	Верхний укрупнительный узел	26
8.5	Нижний укрупнительный узел	27
9	Соединительные прокладки	30
10	Связи по покрытию	31
11	Проверочный расчет стропильной фермы	32
12	Определение конструктивного коэффициента	35
	Заключение	36
	Список использованных источников	37
	Приложение А	38
	Приложение Б	41
	Расчет графический - формат А1

Узлы фермы – формат а1 Отправочная марка - формат а1 введение

Цель данного курсового проекта – спроектировать стропильную ферму в соответствии с техническим заданием.

Пользуясь методикой расчета, изложенной в [1], рассчитываем все конструктивные элементы металлоконструкции, производим проверочный расчет на жесткость, определяем конструктивный коэффициент, выявляющий соотношение между теоретической и фактической массой конструкции, по которому можно сделать заключение об экономичности спроектированной конструкции. Важно также учесть рекомендации по обеспечению технологичности проектируемого изделия.

Металлические конструкции применяются во всех видах зданий и сооружений. Они обладают многими достоинствами, позволяющими применять их в различных сооружениях. Надежность этих конструкций обеспечивается совпадением их действительной работы с расчётными предположениями. При использовании фермы вместо других металлических конструкций, при равных условиях, заметно сокращается расход металла. Так же им легко придать любые очертания.

1 Определение генеральных размеров перекрытия

Генеральными размерами фермы являются ее пролет и высота.

Расстояние между осями колонн соседних рядов в поперечном направлении называется пролётом.

При больших размерах здания в плане в элементах каркаса могут возникать большие дополнительные напряжения от изменения температуры, поэтому в этих случаях здания разрезают на отдельные отсеки или блоки с поперечными температурными швами.

Размеры здания84х21х20 .

Длина пролета стропильной фермы L=21м.

Согласно рекомендациям [1, с.5] отношение H/L берётся в пределах 1/8…1/12, но не более, чем 3,8 м. Принимаем высоту фермы в коньке H=3,6м. Ферма трапецеидальная с фонарем, решетка треугольная с одноярусными шпренгелями, согласно техническому заданию (ТЗ), смотри также [2, с.216, фиг. 129, 130]. На рисунке 1 представим геометрические размеры и тип решетки.

Рисунок 1 - Геометрическая схема фермы

Ширина здания 21 м, следовательно, принимаем однопролетную ферму.

Расстояние между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) принима кратным 6м. У торцов здания колонны обычно смещаются на 500 мм, для удобства оформления углов здания стандартными плитами и панелями (рисунок 2). Длина отсека принимается не более 60м. В нашем случае L=84 м. Длина панели верхнего пояса принимается равная 1,5 м. На рисунке 2 изображен план перекрытия здания.

Рисунок 2 - План перекрытия здания

Для возможности транспортировки по железной дороге габарит конструкции не должен превышать: по вертикали-3,8 м; по горизонтали-3,2м. Длина четырёхосной платформы-13 м.

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОГОННОЙ КРОВЛИ

В пргонных кровлях рассчитывается профилированный настил и прогоны на действие нагрузки от веса вышележащих элементов кровли и снега.

На рис. 3 представлена расчетная схема профилированного настила шириной один метр. Он рассчитан на поперечный изгиб. Нагрузка, действующая на настил определяется

, (1)

,

,

где - суммарная нагрузка от веса вышележащих элементов кровли (защитный слой, гидроизолирующий слой, выравнивающий слой); - снеговая нагрузка, - нормативная снеговая нагрузка по (1,табл. 4, с 13) для Барнаула нагрузка равна 1000 Н/м², n_сн-коэффициент перекрытия снеговой нагрузки равен 1.4; с-коэффициент учитывающий угол наклона кровли к поверхности при с=1.

Определяем максимальный момент, действующий на 1 метр ширины настила

.

.

Требуемый момент сопротивления 1 м ширины настила

,

где R- расчетное сопротивление материала настила.

По таблице 1 (1, стр. 6) выбираем настил Н40-711-08.

Расчетная схема прогона представлена на рис. .На прогон действуют те же нагрузки , что и на профилированный настил, плюс нагрузка от веса настила ,

.

Так как данная нагрузка распределена по площади кровли, ее необходимо привести к распределенной по длине прогона

.

Прогоны работают на изгиб в двух плоскостях. Вертикальная нагрузка может быть разложена на , действующую в плоскости большей жесткости прогона, и скатную составляющую ,

, .

.

Определяем изгибающие моменты действующие на прогон

,

.

Находим требуемые моменты сопротивления

,

.

По требуемым моментам сопротивления в сортаменте (1, приложение 1) выбираю соответствующий швеллер № 18а ( W_x =133 см³, W_y = 24,3 см³, м=17,4 кг).

Прочность прогонов с учетом развития пластических деформаций проверяется по формуле

,

где и изгибающие моменты с учетом собственного веса прогона.

, а прогиб

,

Допускаемый прогиб

2 ЭЛЕМЕНТЫ КРОВЕЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ

В промышленных сооружениях различают теплые и холодные кровли. Тёплая кровля от холодной отличается наличием утеплителя.

Различают два типа покрытия – с прогонами и беспрогонное. В первом типе покрытия в качестве несущих элементов, укладываемых по прогонам, широко применяется стальной профилированный настил, армоцементные и асбестоцементные плиты.

В нашем случае кровля холодная прогонная. Покрытие состоит из стальных гнутых оцинкованных профилей с трапециевидной формой горфа, по [1, с.6, табл.1] примем , опирающиеся на верхние пояса стропильных ферм. рисунок 3.

Рисунок 3 - Конструкция холодных прогонных кровель

Расчетные нагрузки от массы элементов конструкции покрытия приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Расчётные нагрузки на ферму от массы отдельных элементов покрытия

Состав нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м2	Коэффициент перегрузки	Расчётная нагрузка, Н/м2
Профилированный настил	96	1,1	105
Выравнивающий слой – асфальтовая стяжка h=20 мм, γ=18 кН/м3	360	1,2	430
Гидроизоляция – рубероидный ковер на битумной мастике	100	1,1	110
Защитный слой – битумная мастика с втопленным гравием	210	1,2	250
Итого			895