Добавил:

Mehanik Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Томский Политехнический Университет

Предмет:

Дипломная работа (подготовка и защита)

Файл:

КМД ПЗ №1

.doc

Скачиваний:

Добавлен:

22.02.2023

Размер:

2.13 Mб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

2 Строительные конструкции

2.1 Вариантное проектирование

В данном разделе будут рассмотрены три варианта компоновки поперечной рамы:

-рамы с элементами переменной жесткости из сварных двутавров

-решетчатая рама «УНИТЕК»

-рама, образованная фермой из гнутосварных профилей и колонной из прокатного двутавра.

2.1.1 Вариант №1. ГФГС серия 1.263.2.

Ригель рамы – типовая 24-х метровая ферма из гнутосварных профилей по серии 1.263.2 «Типовые конструкции стальных ферм для покрытия зальных помещений общественных зданий»

Колонна – прокатный двутавр типа К по ГОСТ 26020-83.

Подбор сечений рамных конструкций производится по расчетным кодам вертикальной нагрузки, которые определяются в зависимости от базового кода вертикальной нагрузки на покрытие.

Таблица 2.1 - Сбор нагрузок (ГФГС серия 1.263.2)

Тип нагрузки	Нормативная	γ_f	Расчетная
1.Постоянная 1. Водоизоляционный ковер (Fibrotek Master s 120) 2. Теплоизоляционные плиты ROCKWOOL марки Флекси Баттс (толщина 130мм, =40кг/м3=0.4кН/м3) 0.4∙0,13=0,052(кН/м2). 3. Пароизоляционный слой; 4. Стальной профилированный настил; 5. Собственный вес прогонов 6. Собственный вес фермы.	0,04 0,052 0,05 0,1 0,1 0,3	1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,05	0,052 0, 07 0,07 0,105 0,105 0,315
Итого постоянная:	0,642		0,717
2.Временная Снеговая	2,24		3,2
ВСЕГО:	2,88		3,92

Значение веса снегового покрова для Мурманска - V снеговой район, кН/м², тогда кН/м².

Расчетное значение снеговой нагрузки на м² кровли:

кН/м²,

где – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие при ( при ).

Расчетная погонная нагрузка (3.2+0.717)*6= 23,5 кн/м

Принимаю ферму серии ГФГС 24 с расчетной погонной 2.6 тс/м согласно рисунку 2.1, 2.2, 2.3

Рисунок 2.1 – Номенклатура ферм по серии 1.263.2-4

Рисунок 2.2 – Принятая схема фермы по серии 1.263.2-4

Рисунок 2.3 – Геометрическая схема фермы по серии 1.263.2-4

Определим нагрузки, действующие на ферму:

1. Нагрузка от кровли: (погонная нагрузка от покрытия)

где - вес кровли .

Определим усилия, действующие на ферму от постоянной нагрузки.

кН

Определим снеговую нагрузку

Рисунок 2.4 – Снеговая нагрузка на ферму

Для г.Мурманска -

т.к.   25°;

;

2.1.2 Вариант №2. Решетчатая рама «Унитек». Серия 1.420.3-36.03

Основными несущими конструкциями каркаса Унитек являются сварные рамы из гнутосварных труб по ГОСТ 30245-03.

Таблица 2.2 - Сбор нагрузок (Унитек серия 1.420.3-36.03)

Базовый код V исходя из снегового района г. Мурманска, тогда унифицированная вертикальная нагрузка равна

Таблица 2.3 – Базовый код (Унитек серия 1.420.3-36.03)

Код горизонтальной нагрузки определяем исходя из значения ветровой нагрузки для Мурманска - IV , нормативное значение ветрового давления 0,048 Т/м2 , тогда базовый код горизонтальной нагрузки – 2.

Таблица 2.4 - Базовый код горизонтальной нагрузки

Сталь конструкции выбираем в зависимости от климатического района строительства и типа здания.

Таблица 2.5 – Сталь при типе здания

В соответствии с таблицей 2.5 выбираю сталь С255.

Рисунок 2.5- Схема рамы Унитек, 24м.

Таблица 2.6 – Код рамы «Унитек»

В соответствии с таблицей 2.6 код несущей рамы - 2 РТ0 240.96-V-1

Таблица 2.7 – Спецификация колонн серии «Унитек»

Таблица 2.8 – Спецификация ригелей «Унитек»

В соответствии с таблицами 2.7 и 2.8 масса рамы «УНИТЕК» пролетом 24 метра составляет 1648+929=2577кг.

2.1.3 Вариант 3. Рама с элементами переменной жесткости из сварных двутавров «Унимак». Серия 1.420.3-37.06.

Таблица 2.9 - Сбор нагрузок (Унимак серия 1.420.3-37.06 )

Тип нагрузки	Нормативная	γ_f	Расчетная
1.Постоянная 1. Водоизоляционный ковер (Fibrotek Master s 120) 2. Теплоизоляционные плиты ROCKWOOL марки Флекси Баттс (толщина 130мм, =40кг/м3=0.4кН/м3) 0.4∙0,13=0,052(кН/м2). 3. Пароизоляционный слой; 4. Стальной профилированный настил; 5. Собственный вес прогонов	0,04 0,052 0,05 0,1 0,1	1,3 1,3 1,3 1,05 1,05	0,052 0, 07 0,07 0,105 0,105
Итого постоянная:	0,342		0,402
2.Временная Снеговая	2,24		3,2
ВСЕГО:	2,6		3,6

Рисунок 2.5- Унифицированная вертикальная нагрузка по серии 1.420.3-37.06

Рисунок 2.6- Унифицированная горизонтальная нагрузка по серии 1.420.3-37.06

Рисунок 2.7- Коды сечений элементов рамы по серии 1.420.3-37.06

В соответствии с рисунками 2.5, 2.6 и 2.7 Марка рамы 1.240.96-V. Масса рамы 4840 кг.

2.2 Технико-экономическое сравнение вариантов компоновки поперечной рамы

1. Масса ферм ГФГС серия 1.263.2: (т. )

2. Масса ферм Унитек серия 1.420.3-36.03: 30,9 (т.)

3. Масса ригелей Унимак серия 1.420.3-37.06 : (т.)

Трудоемкость изготовления определяется по формуле:

, где

- эмпирический коэффициент технологичности конструктивной формы, принимаемый по [9, табл. 44.1] ;

- коэффициент, учитывающий снижение трудоемкости при изготовлении конструкций сериями, определяемый по таблице (44.1 , Мельников, Справочник проектировщика ) ;

- число основных деталей, определяемых по чертежу с учетом расположения заводских стыков;

- масса основных деталей;

- общая масса конструкции

- строительный коэффициент массы

ГСП - чел.-ч.

Унитек чел.-ч.

Унимак чел.-ч.

Стоимости конструкций. Стоимость стальных конструкций в деле, т.е. установленных в проектное положение, определяетсяовыражением: , где

- коэффициент снижения массы конструкции по сравнению с аналогичной, выполненной в традиционных решениях из стали марки Ст3;

- коэффициент снижения массы конструкции, принимаемый по (44.2 , Мельников, Справочник проектировщика)

- заводская стоимость конструкции;

- стоимость транспортирования конструкции;

- стоимость сборки и установки конструкции;

- стоимость окраски, устройства и разборки подмостей для окраски.

, где

- стоимость основных материалов, принимаемая по (44.10 , Мельников, Справочник проектировщика);

, где

- стоимость транспортирования 1т конструкции, принимаемая по (44.5, Мельников, Справочник проектировщика);

, где

- коэффициент, учитывающий район строительства, принимаемый по (44.6, Мельников, Справочник проектировщика)

- коэффициент, учитывающий стоимость стали конструкции, принимаемый по (44.7, Мельников)

- стоимость сборки и установки 1т конструкции, принимаемая по (44.9, Мельников )

, где суммарная стоимость окраски, устройства и разборки подмостей для окраски на 1т конструкции , принимаемая по (44.9, Мельников)

Ферма из ГСП:

руб.

Унитек:

руб.

Унимак:

руб.

Таблица 2.10 – стоимость конструкций

Конструкция	Фактическая масса, т	Трудоемкость изготовления, чел.-ч.	Стоимость конструкций в деле, руб.
ГФГС серия 1.263.2	24,7	347
Унитек серия 1.420.3-36.03	30,9	366	9420
Унимак серия 1.420.3-37.06	58	586

В соответствии с таблицей 2.10 наиболее экономичным вариантом являются применение ГФГС серия 1.263.2

2.3 Проектирование рамы по серии 1.263.2

2.3.1 Нагрузки на раму

кН/м,

где – коэффициент надежности по ответственности

Расчетный вес колонны:

кН;

где – коэффициент надежности по нагрузке.

и – вес 1 м погонного и высота колонн соответственно (предварительно принимаем сплошные колонны из двутавров 40К1).

Временные нагрузки.

Снеговая нагрузка. Линейная распределенная нагрузка от снега на ригель рамы:

кН/м.

Ветровая нагрузка. Нормативный скоростной напор для г. Мурманска (IV ветровой район) согласно кПа.

Расчетная линейная ветровая нагрузка, передаваемая на стойку рамы в определенной точке по высоте определяется по формуле:

где с_е – аэродинамический коэффициент (с наветренной стороны равен 0,8, с подветренной –с_ез = 0,6) [6, прил. 4];

– коэффициент надежности по нагрузке [6, п. 6.11];

В – шаг колонн, м;

k – коэффициент, учитывающий высоту и защищенность от ветра другими строениями.

При типе местности В значения коэффициента k:

k = 0,5 – при высоте 5 м;

k = 0,65 – при высоте 10 м;

От активного давления:

кН/м – на высоте 5 м;

кН/м – на высоте 9.6 м;

кН/м – на уровне низа фермы;

От пассивного давления:

кН/м – на высоте 5 м;

кН/м – на высоте 9,6 м;

кН/м – на уровне низа фермы;

2.3.2 Расчет и проектирование стропильной фермы.

Рисунок 2.8 – Обозначение стержней фермы

Расчетные усилия в стержнях фермы определяем с помощью автоматизированного проектно-вычислительного комплекса SCAD. Материал фермы сталь С245: кН/см². Верхний и нижний пояса проектируем без изменения сечения.