Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний технічний університет

імені Юрія Кондратюка

Кафедра конструкцій із металу, дерева та пластмас

Методичні вказівки «Збір навантажень на раму одноповерхової виробничої будівлі»

до виконання курсового проекту «Проектування

каркаса одноповерхової виробничої будівлі» з курсу «Металеві конструкції» для студентів за напрямом підготовки 6.092101 спеціальності «Промислове та цивільне будівництво»

Полтава 2009

Методичні вказівки «Збір навантажень на раму одноповерхової виробничої будівлі» до виконання курсового проекту «Проектування каркаса одноповерхової виробничої будівлі» з курсу «Металеві конструкції» для студентів за напрямом підготовки 6.092101 спеціальності «Промислове та цивільне будівництво». – Полтава: ПолтНТУ, 2009. – 37 с.

Укладачі: С.Ф. Пічугін, докт. техн. наук, проф.;

В.М. Бібік, ст. викл.;

М.В. Бібік, канд. техн. наук, доц.

Відповідальний за випуск: С.Ф. Пічугін, докт. техн. наук, проф., завідувач кафедри КМДіП

Рецензенти: О.В. Семко, докт. техн. наук, проф.;

Г.М. Трусов, канд. техн. наук, доц.

Затверджено науково-методичною

радою університету

Протокол № __ від _______ 2009 р.

Коректор І.А. Туманська

ЗМІСТ

Полтавський національний технічний університет 1

ВСТУП 4

1 ЗАВДАННЯ ТА ЗМІСТ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ 5

2 ЗАГАЛЬНІ ПИТАННЯ ПРОЕКТУВАННЯ КОНСТРУКЦІЙ ОДНОПОВЕРХОВИХ ВИРОБНИЧИХ БУДІВЕЛЬ 7

3 КОМПОНУВАННЯ КОНСТРУКТИВНОЇ СХЕМИ КАРКАСА БУДІВЛІ 9

3.1 Вертикальні розміри поперечної рами 10

3.2 Горизонтальні розміри поперечної рами 11

4 НАВАНТАЖЕННЯ НА ПОПЕРЕЧНУ РАМУ 12

4.1 Постійне навантаження 12

4.2 Навантаження від снігу 13

4.3 Навантаження від вітру 13

4.3.1 Еквівалентне рівномірно розподілене навантаження від вітру 14

4.4 Навантаження від мостових кранів 18

4.4.1 Вертикальні кранові навантаження 20

4.4.2 Горизонтальні кранові навантаження від чотириколісних кранів 21

4.4.3 Горизонтальні кранові навантаження для багатоколісних кранів 22

5 СТАТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК РАМИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ЗУСИЛЬ 24

5.1 Статичний розрахунок рами ОВБ 24

5.2 Сполучення навантажень на раму ОВБ 25

5.3 Визначення розрахункових комбінацій зусиль 28

ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА 30

Додаток А 31

Додаток Б 34

Додаток В 35

Додаток Г 37

Додаток Д 38

ВСТУП

Дисципліна «Металеві конструкції» є однією з профілюючих при підготовці інженерів – будівельників за спеціальністю «Промислове та цивільне будівництво». Мета вивчення дисципліни – здобуття студентами теоретичних знань i практичних навиків, що дозволяють проектувати й зводити металеві конструкції будинків та споруд різного призначення. У результаті вивчення дисципліни студент повинен:

• вивчити властивості матеріалів та конструкцій;

• знати основні типи металевих конструкцій і сфери їх раціонального застосування, методи компонування, розрахунку й конструювання металевих конструкцій різного призначення;

• уміти проектувати конструкції основних видів (балки, колони, ферми, каркаси будинків i споруд) із використанням нормативної та довідкової літератури, а також засобів автоматизованого проектування.

Курсовий проект на тему «Проектування каркасу одноповерхової виробничої будівлі» є важливою складовою дисципліни «Металеві конструкції». При виконанні проекту студенти практично освоюють статичні й конструктивні розрахунки поперечних рам та основних елементів металоконструкцій: ферм, колон, підкранових балок. Важливо для формування фахівця-будівельника також те, що при розробці графічної частини проекту студенти проробляють схеми в’язей сталевого каркаса, конструкції основних вузлів на стадії КМ і робочі креслення на стадії КМД.

Указаний курсовий проект проводиться на кафедрі конструкцій із металу, дерева та пластмас протягом багатьох років, він добре методично оснащений, у тому числі методичними вказівками до виконання розрахункової та графічної частин даного проекту [8]. Необхідність розробки нових методичних вказівок виникла внаслідок уведення в дію в Україні нового нормативного документа ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи» [2], в розробці якого приймав участь один із авторів цих методичних вказівок. Раніше в Україні діяв СниП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» [9], на базі якого були складені підручники і методичні видання щодо розрахунку будівельних конструкцій.

В ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи» [2] суттєво змінені основні засади визначення навантажень на будівлі та споруди. Зокрема, розрахункові значення змінних навантажень пов’язані з періодом їх повторюваності, розширено і більш диференційовано районування України по атмосферним навантаженням. Принципово переглянуті рекомендації щодо визначення кранових навантажень, здійснено перехід від умовних гальмівних сил до більш реальних бічних сил мостових кранів.

Всі ці зміни норм враховані в даних методичних вказівках, які містять оновлені рекомендації щодо визначення навантажень на поперечну раму одноповерхової виробничої будівлі. Цими методичним вказівками відмінюяється дія вступної частини (пп. 1–4) попередніх методичних вказівок [8]. Інші розділи (пп. 5–8) методичних вказівок [8] можуть в подальшому використовуватись в курсовому проектуванні разом із методичними вказівками щодо проектування сталевих ферм [10].

1 Завдання та зміст курсового проекту

Курсовий проект виконується на основі індивідуального завдання, яке має такі вихідні дані для проектування.

1. Проліт будівлі L, (м).

2. Крок колон B, (м).

3. Вантажопідйомність кранів Q, (тс).

4. Район будівництва.

5. Відмітка колії мостового крана h_р, (м).

6. Конструкція покрівлі.

Для всіх варіантів слід приймати:

• будівля – однопролітна з двома мостовими кранами;

• довжина будівлі визначається розмірами одного температурного блоку;

• режим роботи мостових кранів приймається як 4К– 8К;

• стіни – навісні, відповідно до конструкції покриття;

• типи перерізу стержнів ферми (на вибір): таврові (пояси), кутові профілі, труби, прямокутні замкнені профілі;

• колони – ступінчасті;

• переріз верхньої частини колони (на вибір): балочний двотавр, двотавр з широкими полицями;

• нижня частина колони (на вибір): суцільна (при ширині нижньої частини колони менше 1 м), наскрізна;

• електрозварювання (на вибір): ручне, напівавтоматичне;

• контроль якості швів (на вибір): візуальний, фізичними методами;

• монтажні з’єднання (на вибір): монтажне зварювання, болтові з’єднання, з’єднання на болтах високої міцності;

• клас фундаменту із бетону (на вибір): В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15;

• перевезення конструкцій – залізницею.

Варіант завдання видається викладачем.

Розрахункова частина курсового проекту повинна охопити наступні питання:

1. Вихідні дані.

2. Компонування каркаса будівлі:

   0. а) вертикальні розміри поперечної рами;

   1. б) горизонтальні розміри поперечної рами.

3. Збір навантажень на поперечну раму:

   0. а) постійне навантаження;

   1. б) змінні навантаження:

      0. – Навантаження від снігу;

      0. – Навантаження від вітру;

      1. – Навантаження від мостових кранів.

4. Розрахунок ферми:

а) визначення внутрішніх зусиль в стержнях ферми;

б) підбір перерізу елементів ферми;

в) розрахунок з’єднань елементів ферми;

г) розрахунок вузлів ферми:

0. – розрахунок і конструювання опорного вузла ферми;

1. – розрахунок і конструювання верхнього поясу;

2. – розрахунок і конструювання монтажного стику нижнього поясу.

1. Визначення розрахункових комбінацій зусиль для колони.

2. Розрахунок колони:

а) загальні положення розрахунку колони;

б) визначення розрахункових довжин колони;

в) розрахунок верхньої частини колони;

г) розрахунок нижньої частини колони:

– підбір перерізу нижньої частини колон;.

– перевірка стійкості нижньої частини колони вцілому;

д) розрахунок оголовка колони;

е) розрахунок і конструювання з’єднання надкранової і підкранової частини колони;

є) розрахунок і конструювання бази колони;

ж) розрахунок анкерних болтів.

7. В’язі каркаса виробничої будівлі.

8. Використана література.

Мета розрахунків будівельних конструкцій, зокрема сталевих конструкцій ОВБ, – забезпечення заданих умов експлуатації та необхідної несучої здатності при максимальному задоволенні інших критеріїв, мінімальній витраті матеріалів та трудових ресурсів на стадіях виготовлення, монтажу та експлуатації.