Содержание:

1. Конструктивная схема каркаса……………………………………………………………..	2
1.1. Исходные данные………………………………………………………………………….	2
1.2. Компоновка однопролётной рамы……………………………………………………….	3
1.3. Выбор типа несущих и ограждающих конструкций……………………………………	4
1.4. Выбор марок стали………………………………………………………………………..	5
2. Расчёт подкрановой балки………………………………………………………………….	5
2.1. Расчётные нагрузки на балку……………………………………………………………..	5
2.2. Определение усилий в подкрановой балке от двух сближенных кранов……………...	6
2.3. Определение усилий в подкрановой балке от одного крана…………………………...	7
2.4. Подбор сечения балки…………………………………………………………………….	8
2.5. Расчёт подкрановой балки по программе «Beam»………………………………………	13
2.6. Проверка местной устойчивости…………………………………………………………	16
2.7. Расчёт сварного шва……………………………………………………………………….	16
2.8. Расчёт опорного ребра…………………………………………………………………….	16
3. Статический расчёт поперечной рамы……………………………………………………..	18
3.1. Расчётная схема рамы……………………………………………………………………..	18
3.2. Сбор нагрузок……………………………………………………………………………...	18
3.3. Методика расчёта………………………………………………………………………….	22
3.4. Статический расчёт по программе «Static»……………………………………………...	23
4. Расчёт ступенчатой колонны……………………………………………………………….	25
4.1. Определение расчётных длин……………………………………………………………	25
4.2. Подбор сечения верхней части колонны………………………………………………..	26
4.3. Подбор сечения нижней части колонны…………………………………………………	28
4.4. Расчёт и конструирование узла сопряжения верхней и нижней части колонны……...	30
4.5. Расчёт анкерных болтов…………………………………………………………………..	34
5. Расчёт стропильной фермы…………………………………………………………………	35
5.1. Сбор нагрузок на ферму…………………………………………………………………..	32
6. Расчёт прогонов……………………………………………………………………………..	34
7. Библиографический список………………………………………………………………...	51
8. Графическая часть курсового проекта……………………………………………………..	52

1. Конструктивная схема каркаса здания.

1.1. Исходные данные.

По заданию здание одноэтажное, однопролетное, оборудованное двумя электрическими мостовыми кранами весьма тяжелого режима(7К), Q =80 тс. Габариты кранов принимаем по [1, прил. 1], а параметры крановых рельсов [1, прил. 14, табл. 6]. Назначение здания – машиностроительный цех. Район строительства – г. Амдерма, это IV климатический район строительства. Шаг колонн в продольном направлении - 6м, пролет - l = 27 м, длина здания L = 4*l = 4*27 = 108 м (схема здания на рис. 1.1). Отметка оголовка подкранового рельса h₁ = 12 м. Покрытие тёплое. Материал фундаментов — бетон класса В15.

Рис. 1.1.

Таблица 1

Габариты кранов и крановых рельсов

Грузоподъемность крана, Q, т		Пролет зд.	Размеры, мм				Максимальное давление колеса		Вес тележки	Вес крана с тележкой	Высота подкрановой балки при шаге колонн 12 м
Гл. крюк	Вспом. крюк		Нк	В1	В2	К	Fk1max	Fk2max	Gт, кН	Gк, кН	hб, мм
80	20	27	4000	400	9100	4350	380	400	380	1300	1000

Тип кранового рельса	Основные размеры рельса			Эскиз крана	Эскиз рельса
	hр, мм	В, мм	b, мм
КР-100	150	150	100
Схема постановки колес крана

1.2. Компоновка однопролётной рамы.

Вертикальные габариты здания зависят от технологических условий производства и определяются расстоянием от уровня пола до оголовка кранового рельса Н₁ и расстоянием от оголовка кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия Н₂. В сумме эти размеры составляют полезную высоту цеха Н₀.

Размер Н₂ диктуется высотой мостового крана:

Н₂ = (Н_к + 100) + f = (4000 + 100) + 300 = 4400 мм

е – установленный по требованиям техники безопасности зазор между этой точкой и строительными конструкциями, равный 100 мм; f – размер учитывающий прогиб конструкций покрытия , принимаемый равным 200-400 мм, в зависимости от величины пролета. Окончательный размер Н₂ принимаем кратный 200 мм.

Высота цеха от уровня пола до низа стропильных ферм

Н₀ = Н₁ + Н₂ = 12000 +4400 = 16400  16,8 м

Этот размер принимаем кранным 0,6 м.  Н₀= 16800

Поэтому следует уточнить Н₁ = Н₀ – Н₂ = 16,8 – 4,4 = 12,4 м

Далее устанавливаем размеры верхней части колонны Н_В, нижней части Н_Ни высоту у опоры ригелей Н_Ф.

Н_В =( h_б + h_р )+ H₂ = 6000/6 + 4400 = 5400 мм

Н_Н = Н₀ - Н_В + 800 = 16,8 -5,4 +0,8 = 12,2 м

где 0,8 – заглубление опорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола.

Общая высота колонны рамы от низа базы до низа ригеля:

Н = Н_В+ Н_Н= 5,4 +12,2 =17,6 м

Н_оп = 3,150 м для типовых стропильных ферм, уклон ската кровли i=1,5%

мм

Привязка наружной грани колонны к оси колонны b= 0,250 мм.

Высота сечения верхней части ступенчатой колонны принимаем b=500мм.

Для обеспечения безопасного прохода вдоль пути устраивается ограждение, проходы имеют размеры шириной 450 мм и высотой 2000 мм.

Для того, чтобы кран при движении вдоль цеха не задевал ограждение расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны должно быть не менее:

В₁ + (b_В – b) + 75 = 400+450 + (500 – 250) + 75 = 1175 мм  1250 мм.

где 75 – зазор между краном и ограждением, по требованиям безопасности принимаемый по ГОСТу на краны.

Пролеты кранов l_к имеют модуль 500 мм, поэтому размер должен быть кратным 250 мм.

Ось подкрановой ветви колонны совмещаем с осью подкрановой балки, тогда высота сечения нижней части колонны:

b_Н = +b= 1250 + 250 = 1500 мм

b_Н.

15001173 - удовлетворяет условию жёсткости.

Пролет мостового крана l_к = l – 2*= 27000 – 2*1250 = 24500 мм

Сечение верхней части колонны назначаем сплошностенчатым двутавровым, нижней – сквозным.

У торцов здания колонны смещаются с модульной сетки на 500 мм для удобства оформления углов здания стандартными стеновыми панелями, имеющими модульные размеры. Схема поперечной рамы

1.3. Выбор типа несущих и ограждающих конструкций.

Применяем стальной профилированный настил марки Н80-674-1,0 из стального листа толщиной 1,0 мм и высотой гофра 80 мм. При шаге ферм 6 м под настил применяют типовые сквозные прогоны пролетом 6 м из гнутых профилей сечением типа швеллер, которые располагаются с шагом 3 м и крепятся болтами к верхнему поясу фермы через прокладку толщиной 12 мм.

В соответствии с исходными данными рекомендуется устройство рулонной кровли в покрытии здания, поэтому уклон кровли назначаем 1,5%. Следовательно, в качестве основного несущего элемента покрытия принимаем фермы с параллельными поясами и с уклоном верхнего пояса i = 1,5% и высотой в опорной части

Тип ограждающих стеновых конструкций принимаем в соответствии с выбранным типом конструкций покрытия. Принимаем стальные стеновые панели полистовой сборки 6,0 х 3,0 м. Окна из спаренных труб с двойным остеклением и глухими переплетами, 6,0 х 2,4м.

Цокольные ж/б панели (шириной 1,2 м) опираются на фундаментные балки. Стеновые панели – перемычки (над каждым ярусом остекленения) крепятся на опорные столики. Рядовые панели и панели остекленения опираются на ниже лежащие панели и крепятся к колоннам устройствами, передающими только горизонтальные усилия. Раскладка стеновых панелей и панелей остекленения продольных стен приведена на рис. 1.2.

1.4. Выбор марок стали

Марка стали для балок, колонн и настила выбирается в соответствии с таб.50* прил.1 [3] в зависимости от степени ответственности конструкции и условий ее эксплуатации (II₂ климатический район строительства с расчетной температурой - 40 > t  - 50).

Для подкрановой балки выбрана сталь С345 по 1 группе.

Для балок перекрытий и покрытий выбрана сталь С345 по 2 группе.

Для колонн выбрана сталь С345 по 3 группе.

Для настила выбрана сталь С245 по 4 группе.

Из табл. 51* прил. 1 [3] в зависимости от вида проката и его толщины принимаем для данной марки стали расчетные характеристики

Таблица 2