Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний університет водного господарства

та природокористування

Кафедра інженерних конструкцій

051-159

Методичні вказівки

до виконання курсового проекту на тему „Стальний каркас одноповерхової виробничої будівлі” з дисципліни

„Металеві конструкції” студентами напряму підготовки

6.060101 - „Промислове та цивільне будівництво”

всіх форм навчання

Компонування каркасу. Визначення навантажень та

статичний розрахунок поперечної рами.

Рекомендовано методичною

комісією за напрямом підготовки

6.060101 «Будівництво».

Протокол № 3від 24.11.2010р.

Рівне – 2011

Методичні вказівки до виконання курсового проекту на тему „Стальний каркас одноповерхової виробничої будівлі” з дисципліни „Металеві конструкції” студентами напряму підготовки 6.060101 „Промислове та цивільне будівництво” всіх форм навчання. Компонування каркасу. Визначення навантажень та статичний розрахунок поперечної рами. /Налепа О.І., Романюк В.В. – Рівне: НУВГП, 2011. – 28с./

Упорядники: Налепа О. І., к.т.н., доцент, Романюк В.В., к.т.н., доцент.

Відповідальний за випуск: Є.М.Бабич, д.т.н., професор, завідувач кафедри інженерних конструкцій

У методичних вказівках наведені основні положення компонування поперечної рами, влаштування системи в’язів будівлі, визначення навантажень на раму та її статичного розрахунку. Всі розрахунки розглядаються на конкретному прикладі.

 О.І.Налепа, В.В.Романюк, 2011

 НУВГП, 2011

Зміст
	стор.
Вихідні дані ……………………………………….………… 1. Компонування поперечної рами ……………...………… 1.1. Розміщення колон на плані …………………………. 1.2. Розробка конструктивної схеми каркасу ………….. 1.3. Забезпечення просторової жорсткості будівлі …..... 2. Розрахунок поперечної рами …………………...……….. 2.1. Визначення навантажень на раму ………………..… 2.1.1. Постійне навантаження ………….…………… 2.1.2. Снігове навантаження …………..….………… 2.1.3. Кранове навантаження …….............................. 2.1.4. Вітрове навантаження ……..………….……… 2.2. Вихідні дані для статичного розрахунку рами ……. 2.3. Розрахункова схема і статичний розрахунок рами ………………………………………………………….. Перелік використаної літератури ……………………..……	4 7 7 7 10 14 14 14 15 16 18 22 23 28

Вступ

Курсовий проект з дисципліни ”Металеві конструкції” на тему ”Стальний каркас одноповерхової виробничої будівлі” виконують студенти спеціальності 6.060101 - „Промислове та цивільне будівництво” всіх форм навчання з метою оволодіння навичками проектування конструкцій каркасів виробничих будівель.

Курсовий проект виконується за індивідуальним завданням, шифр якого для студентів денної форми навчання видає керівник курсового проекту, а для студентів заочної форми навчання складається з першої літери прізвища та двох останніх цифр залікової книжки. До складу проекту входять розрахунково-пояснювальна записка та графічна частина. Розрахунково-пояснювальна записка обсягом 50…60 сторінок разом з рисунками і таблицями містить такі розділи:

1. Компонування поперечної рами.

2. Розрахунок поперечної рами.

3. Розрахунок та конструювання колони рами.

4. Розрахунок та конструювання ферми покриття.

Графічна частина виконується на одному аркуші формату А1 і включає: поперечний розріз будівлі, загальний вигляд колони, креслення відправної марки кроквяної ферми, геометричну схему ферми, вузли опирання ферми на колону та колони на фундамент, специфікацію сталі на відправну марку ферми.

В даних методичних вказівках розглядаються питання компонування поперечної рами, тобто визначення габаритних вертикальних та горизонтальних її розмірів, забезпечення просторової жорсткості будівлі за рахунок влаштування в’язів, збору навантажень на раму та її статичному розрахунку. Всі розрахунки розглядаються на конкретному прикладі.

Вихідні дані

Вихідні дані для виконання курсового проекту студенти вибирають з табл.1, табл.2, табл.2а і табл.3 [4] згідно шифру.

Шифр: А-5

1	Довжина будівлі		96
2	Проліт будівлі		24,0
3	Відмітка головки кранової рейки		17,4
4	Проліт мостового крана		22,0
5	Вантажопідйомність мостового крана		50/10
6	Поздовжній крок колон будівлі		6,0
7	Зазор між верхньою точкою крана і низом ригеля		0,45
8	Розрахункове граничне постійне навантаження на ригель рами		1,2
9	Вага снігового покриву		1,6
10	Швидкісний напір вітру		0,7
11	Висота підкранової балки з рейкою		1,2
12	Коефіцієнт просторової жорсткості		0,42
13	Співвідношення моментів інерції перерізів верхньої і нижньої частин колони		0,2
14	Співвідношення моментів інерції перерізів ригеля і нижньої частини колони		0,9
15	Вага погонного метра верхньої частини колони		220
16	Вага погонного метра нижньої частини колони		250
17	Вага погонного метра підкранової балки		3,0
18	Матеріал колони	Сталь марки	10Г2С1
19	Матеріал ферми	Сталь марки	10Г2С1
20	Матеріал фундаменту	Бетон класу	В15
21	Режим роботи мостового крана		середній
22	Відмітка низу опорної плити бази колони		-1,0

Основні характеристики мостового крану Q=50/10 т

Вантажо підйомність крана, т		Проліт будівлі	Розміри, мм				Тиск колеса крана, кН		Маса, т		Тип кранової рейки
Головний гак	Допоміжний гак		Нк	В1	В2	К	F1	F2	Візка Gt	Крана з візком G
50	10	24	3150	300	6760	5250	470	-	18	66,5	КР-80

Габаритні розміри мостового крану Q=50/10 т

1. Компонування поперечної рами

1.1. Розміщення колон на плані

Розміщення колон на плані (рис.1.1) приймають з урахуванням технологічних, конструктивних та економічних факторів. Воно повинно бути узгоджене з габаритами технологічного обладнання, його розташуванням та напрямком вантажопотоків. Колони розміщують так, щоб разом з ригелями вони утворювали поперечні рами.

Крок колон відповідно до завдання становить 6м. Біля торців будівлі колони зміщують всередину будівлі на 500мм для зручності оформлення кутів будівлі стандартними огороджувальними конструкціями.

1.2. Розробка конструктивної схеми каркасу

Компонування поперечної рами починають з визначення вертикальних розмірів будівлі, які залежать від технологічних умов виробництва, габаритів технологічного обладнання і підйомно-транспортних механізмів. Вони визначаються відстанню від рівня підлоги, відмітку якої приймають нульовою, до головки кранової рейки Н₀ і відстанню від головки кранової рейки до низу несучих конструкцій покриття Н₃ (рис.1.2). Розмір Н₃ диктується габаритами мостового крана і умовами безпечної експлуатації крана та несучих конструкцій каркасу будівлі

,

де H_k – висота мостового крана; а – розмір, який враховує прогин конструкцій покриття та висоту виступаючих донизу елементів, а також мінімальний зазор між верхньою точкою візка крана і низом несучої конструкції покриття, виходячи з вимог техніки безпеки (розмір приймається відповідно до завдання).

Корисна висота будівлі

.

Довжина верхньої та нижньої частин колони:

;

,

де h_b – висота підкранової балки з рейкою (приймається відповідно до завдання); h₃ – заглиблення колони нижче нульової відмітки (приймається відповідно до завдання).

Загальна висота колони від низу бази до низу ригеля

.

Висота ферми на опорі для трапецієподібного контуру поясів h₀=2,2 м, а висота ферми посередині прольоту

,

де L=24м – проліт ферми; і – ухил верхнього поясу ферми.

Після визначення необхідних розмірів по вертикалі визначають основні габаритні розміри по горизонталі.

Прив’язку зовнішньої грані колони крайнього ряду до поздовжньої координаційної осі будівлі приймають b₀ =0; 250; 500 мм. Нульову прив’язку приймають в будівлях без мостових кранів, а також в невисоких будівлях за кроку колон до 6м і кранах вантажопідйомністю Q≤30т. Прив’язку b₀ =500мм приймають для відносно високих будівель з кранами Q≥80т, а також у випадках, коли в тілі верхньої частини колони влаштовують прорізи для проходу вздовж кранового шляху. В решті випадків b₀ =250 мм.

Остаточно приймаємо прив’язку зовнішньої грані колони крайнього ряду до поздовжньої координаційної осі b₀=250 мм.

Ширину перерізу верхньої частини колони приймають з умови стійкості таким чином, щоб і призначають h₂=500мм, якщо з розрахунку h₂≤500мм; h₂=750мм, якщо 500мм<h₂≤750мм; h₂=1000мм, якщо 750мм<h₂≤1000мм.

В проекті ширина перерізу верхньої частини колони , тому остаточно приймаємо h₂=500 мм.

Ширину перерізу нижньої частини колони приймають з умови забезпечення необхідної жорсткості будівлі в поперечному напрямку таким чином, щоб і призначають h₁=1000мм, якщо з розрахунку h₁=≤1000мм; h₁=1250мм, якщо 1000мм<h₁≤1250мм; h₁=1500мм, якщо 1250мм<h₁≤1500мм.

В проекті ширина перерізу нижньої частини колони

,

приймаємо h₁=1250 мм.

Відстань від осі колони до осі підкранової балки

.

Для того, щоб кран під час руху не торкався колон, повинна виконуватись умова:

де В₁ – виступ моста крана за межі осі підкранової балки; 75мм – зазор, виходячи з техніки безпеки.

Умова виконується.