Министерство образования Р.Ф.
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет Машиностроительный
Направление Технологические машины и оборудование
Кафедра Оборудование и технология
сварочного производства
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Курсовой проект
Проектирование стального перекрытия промышленного здания
ФЮРА.6128.219.ПЗ
Студент _________________________ Иванов А.С.
подпись
_________________________
дата
Руководитель _________________________ Советченко Б.Ф.
подпись
________________________
дата
Томск 2004
СОДЕРЖАНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕА.......................................................................................................... 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕНЕРАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ПЕРЕКРЫТИЯ 7
2 ЭЛЕМЕНТЫ КРОВЕЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ 8
Таблица 1 - Расчётные нагрузки на ферму от массы отдельных элементов покрытия 8
Итого 9
2.1 Расчет элементов прогонной кровли. 9
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ФЕРМУ 10
3.1 Расчет постоянной нагрузки 11
3.2 Расчет снеговой нагрузки 11
3.3 Расчет ветровой нагрузки 11
Нормативная ветровая нагрузка в нашем варианте учитывается только при действии ее на вертикальные стенки фонаря, т.к. угол наклона кровли менее 30˚. 11
αb=1,8 - коэффициент высоты стенки фонаря, 12
аэродинамический коэффициент cα = 0,8 (для наветренной стороны), 12
cα = - 0,6 (для заветренной стороны) по [1, с.14, табл.6], 12
cн=1,21 (при средней высоте 16м) – коэффициент высоты сооружения; 12
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УЗЛОВЫХ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ФЕРМУ 2
Определение узловых нагрузок проводим в соответствии с [1,стр.14]; узловая нагрузка зависит от распределённой нагрузки по площади кровли, которые обслуживают узел: 2
P = g·S, 2
4.1Определение постоянных узловых нагрузок 2
4.2Определение узловых снеговых нагрузок 2
4.3 ОпределениеУзловых ветровых нагрузок: 2
Определение узловых нагрузок при симметричном расположении снега. 2
P1=gсн·S/2=1672·4.5=7524Н. 2
P4=gфон ·2S=1216·2·9=21888Н. 3
Определение узловых нагрузок при несимметричном расположении снега. 3
P1=gсн·S/2=1672·4.5=7524Н, 3
5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПОРНЫХ РЕАКЦИЙ 3
5.1 Опорные реакции от действия постоянных нагрузок 3
5.2 Опорные реакции от действия симметрично расположенного снега 2
5.3 Опорные реакции от действия несимметрично расположенного снега 2
5.4 Опорные реакции от действия единичной силы 3
5.5 Опорные реакции от действия ветровых нагрузок 3
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЙ В СТЕРЖНЯХ ФЕРМЫ 5
6.1 Усилия от различных видов нагрузки 5
6.2 Линии влияния 6
6
6
6
6
2
6.3 Определение усилий в стержнях фермы от подвижной нагрузки 2
7 ПОДБОР СЕЧЕНИЙ СТЕРЖНЕЙ ФЕРМЫ 3
7.1 Верхний пояс 3
7.2 Нижний пояс 4
7.3 Стойки 4
7.4 Раскосы 5
7.5 Шпренгеля 5
8 РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЗЛОВ ФЕРМЫ 2
2
8.1 Опорный узел 2
8.2Промежуточные узлы 3
8.3Укрупнительные узлы 5
9 СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ПРОКЛАДКИ 2
10 СВЯЗИ ПО ПОКРЫТИЮ 3
11 ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ 2
12 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНОГО КОЭФФИЦИЕНТА 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 2
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 3
Приложениеа..........................................................................................................
ПРИЛОЖЕНИЕ Б.........................................................................................................
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 в большинстве 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
здания 78х36х20
.
Длина пролета стропильной фермы L=18м.
Согласно рекомендациям [1, с.5] отношение H/L берётся в пределах 1/8…1/12, но не более, чем 3,8м. Принимаем высоту фермы в коньке H=3,3м. Ферма параллельная, решетка раскосная нисходящая с одноярусными шпренгелями, с фонарем согласно техническому заданию (ТЗ. На рисунке 1 представим геометрические размеры и тип решетки.
Рисунок 1 - Геометрическая схема фермы
Ширина здания 36м, исходя из этого применяем перекрытие в два пролета. Величина пролёта кратна модулю 6м и равна 18м.
Расстояние между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) также принимают кратным 6м. У торцов здания колонны обычно смещаются на 500мм, для удобства оформления углов здания стандартными плитами и панелями (рисунок 2). Длина отсека принимается не более 60м. В нашем случае длина одного температурный отсек принимаем равной 36м,а другого 42м. Длина панели верхнего пояса принимается равной 1,5м. 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-3,8м; по горизонтали-3,2м. Длина четырёхосной платформы-13м.
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. Профилированный настил прикрепляют к прогонам самонарезающими болтами диаметром 6мм. Между собой листы соединяются вдоль длинной стороны комбинированными заклёпками через 300мм . [1, c 6]
Данные по профилированному настилу приведены в таблице [1 c 6 ]
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 |
Защитный слой – битумная мастика с втопленным гравием |
210 |
1,2 |
250 |
Гидроизоляция – рубероидный ковер на битумной мастике |
100 |
1,1 |
110 |
Выравнивающий слой – асфальтовая стяжка h=20 мм, γ=18 кН/м3 |
360 |
1,2 |
430 |
Утеплитель из жестких плит пористого пласт бетона(h=50мм) |
330 |
1,2 |
400 |
Профилированный настил |
96 |
1,1 |
105 |
|
|
|
|
Фонарь |
100 |
1,1 |
110 |
Итого |
1405 |
||