Санкт-Петербургский государственный технический университет.

Кафедра строительных

конструкций и материалов.

Курсовой проект

Дисциплина «Металлические конструкции »

Тема «Поперечная рама стального каркаса здания»

Выполнил студент:

Добряков П.А.

гр 3012/1

Проверил :

Семёнов .

Санкт – Петербург

2003

Задание на курсовой проект

«Стальной каркас производственного здания»

Запроектировать поперечную раму стального каркаса одноэтажного здания по следующим исходным данным:

• длина здания L = 78 м

• пролет здания l = 24 м

• шаг колонн B = 6 м

• строительная ферма: трапецеидальная

• отметка нижнего пояса H_н.п. = 8 м

• сопряжение фермы с колонной: шарнирное

• тип покрытия: по прогонам

• наружная стена: навесные керамзитожелезобетонные панели

Район строительства:

вес снегового покрова = 2 кН/м²

скоростной напор ветра = 0,38 кН/м²

Тип местности В

Содержание.

1. Конструктивная схема здания. Компоновка поперечной рамы………….4

2. Расчетная схема рамы. Определение нагрузок на раму…………………..5

3. Расчет рамы. Определение расчетных усилий в колонне………………...7

4. Подбор сечения и расчет стержня колонны……………………………….10

5. Конструкция и расчет стержня колонны…………………………………..12

6. Определение расчетных усилий в стержнях фермы………………………14

7. Подбор сечения и расчет элементов фермы……………………………….15

8. Конструкция и расчет узлов фермы………………………………………..15

Литература………………………………………………………………………18

1. Конструктивная схема здания.

Проектируем одноэтажное каркасное здание длинною L= 78 м, пролетомl= 24 м. Стальной каркас создается колоннами, расставленными шагомB= 6 м, колонны жестко прикрепляются к фундаменту и на верху шарнирно соединяются с ригелем (стропильной нагой). Две колонны и ригель образуют поперечную раму.

Пространственная жесткость каркаса обеспечивается путем постановки связи. Связи ставят в плоскости покрытия между фермами и между колоннами.

Связи по покрытию располагаются:

• в плоскости верхних поясов стропильных ферм

• в плоскости нижних поясов стропильных ферм

• между фермами

Стропильные фермы соединенные стропильными связями образуют пространственные блоки, к которым прикрепляются все остальные фермы с помощью прогонов или плит.

На колонны навешиваются керамзитожелезобетонные стеновые панели размером 6^х1,2^х0,2 м

В курсовом проекте принято покрытие по прогонам.

H_н.п.= 8 м

H_в.к.=H_н.п.+h_оп= 8 + 2,2 = 10,2 м

H_в.с.=H_в.к.+h_покр+h_парап= 10,2 + 0,45 + 0,45 = 11,1 м

Конструктивная схема рамы представлена на рис. 1.

2. Расчетная схема рамы. Определение нагрузок на раму

H=H_н.п.+ 0,9 = 8 + 0,9 = 8,9 м

Нагрузки на раму

1. Постоянная нагрузка.

   1. Постоянная нагрузка от веса элементов покрытия.

g_риг=g*B= 0,939 * 6 = 5,634 кН/м,

где g– постоянная нагрузка в кН/м² от веса покрытия. Конструкция покрытия представлена на рис. 2.

Таблица № 1

Вид нагрузки	Норм., кН/м2	f	Расч., кН/м2
3-слойный гидроизоляционный ковер	0,15	1,3	0,195
Утеплитель-пенополистирол h= 50 мм,= 1,0 кН/м3	0,05	1,3	0,065
Пароизоляция – 1 слой рубероида на битуме	0,04	1,3	0,050
Стальной профилированный настил t= 1 мм	0,15	1,05	0,157
Прогон сплошного сечения пролета 6 м	0,10	1,05	0,105
Стропильная ферма	0,30	1,05	0,315
Связи	0,05	1,05	0,052
Итого	0,84	-	0,939

2. Постоянная нагрузка от веса стен.

Стены выполняются из стеновых панелей размером 6^х1,2^х0,2 м, нагрузку от них принимаем равной 2 кН/м².

Нагрузка на колонны от веса стен

g_ст=_f* 2 * В = 1,1 * 2 * 6 = 13,2 кН/м

3. Нагрузка от веса колонн.

g_к= 1 кН/м

2. Снеговая нагрузка.

P = _f * P_o * C * B = 1,5 * 2 * 1 * 6 = 18 кН/м,

где _f= 1,5 – коэффициент надежности по нагрузке

С = 1 – коэффициент, учитывающий конфигурацию покрытия

P_o= 2 кН/м – вес снегового покрова

3. Ветровая нагрузка.

Рассмотрим действие ветра на здание с левой стороны.

Эквивалентная ветровая нагрузка, действующая:

- с наветренной стороны:

q_э=_f*q_o*C_x*K_ср*B= 1,4 * 0,38 * 0,8 * 0,6 * 6 = 1,53 кН/м

• с заветренной стороны:

q’_э=_f*q_o*C’_x*K_ср*B= 1,4 * 0,38 * 0,6 * 0,6 * 6 = 1,15 кН/м,

где _f= 1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке

q_o= 0,38 кН/м²– скоростной напор

С_х= 0,8 и С’_х= 0,6 – аэродинамический коэффициент

К_ср= 0,6 – среднее значение скоростного напора ветра по высоте

W=q_э*h₁=q_э* (H_в.с.–H_н.п.) = 1,53 * (11,1 – 8) = 4,74 кН

W’ =q’_э*h₁=q’_э* (H_в.с.–H_н.п.) = 1,15 * (11,1 – 8) = 3,57 кН