Введение
В данном курсовом проекте рассмотрены вопросы проектирования одноэтажного производственного здания, оборудованного мостовыми кранами. В задании запроектирован металлический каркас. В проекте представлены расчет и конструирование стропильной фермы, колонны и подкрановой балки. Система связей не рассчитывается (показана в графической части).
Проект выполнен на основе задания на проектирование в соответствии с требованиями ГОСТ, СНиП. Материал конструкций принимался по ГОСТ 27772-88. Проект состоит из пояснительной записки и графической части, которая состоит из двух листов формата А1. На листах показаны планы здания, конструкция фермы, колонны и подкрановые балки.
Исходные данные
1. Место строительства: Чита;
2. Грузоподъёмность мостовых кранов: 320 кН;
3. Режим работы крана: 7К;
4. Пролёт здания: 24 м;
5. Шаг колон: 6 м;
6. Длина здания: 84 м;
7. Отметка головки кранового рельса: 14 м;
8. Материал конструкций принимать согласно СНиП 11-23-81*;
9. Материал фундамента – бетон класса В25;
10. Тип покрытия: утеплённое по прогонам;
11. Тип фермы: ферма с параллельными поясами из гнутосварных профилей
.
1 Компоновка конструктивной схемы каркаса здания
1.1 Компоновка поперечной рамы здания
Рисунок 1 - Схема поперечной рамы
Назначение вертикальных размеров рамы
где Hcr – высота крана,
с- запас на прогиб фермы.
Округляем до 3200мм (кратно 200мм)
Полная высота цеха:
Ближайший размер, кратный 600 мм – 17400 мм, тогда:
Высота верхней части колонны:
-
высота подкранового рельса;
-
высота подкрановой балки.
Высота нижней части колонны:
,
где Hb=600 мм – заглубление опорной плиты колонны ниже отметки чистого пола.
Общая высота колонны:
Назначение горизонтальных размеров рамы
Для осмотра конструкций и крана (режим 7к) предусматривается проход в сечении колонны шириной 0,4 м и высотой 2,0 м на уровне надкрановой части колонны, в связи, с чем высота сечения колонны принимается не менее 1000 мм. Привязка колонн к модульным разбивочным осям a = 500 мм.
В
пределах высоты фермы высота сечения
колонны
=500+200=700
мм.
Поскольку в теле колонны необходим проём:
Расстояние от разбивочной оси до оси подкрановой балки:
ширина
выступающей части крана .
Принимаем
(кратно 250 мм)
Высота сечения нижней части колонны:
Ширину фонаря принимаем 12м в соответствии с пролетом здания L=24м.
2 Расчет поперечной рамы
2.1 Сбор нагрузок на раму
Рисунок 2 - Расчетные нагрузки на раму
Таблица 1 - Сбор нагрузок на ригель рамы
Наименование |
Нормативная
нагрузка, |
|
Расчетная нагрузка,
|
1.Гравийная защита 15 мм. |
0,3 |
1,3 |
0,39 |
2. Гидроизоляционный ковер |
0,2 |
1,3 |
0,26 |
3. Цементная стяжка t=20 мм |
0,4 |
1,3 |
0,52 |
4. Утеплитель из минераловатных плит γ=1 кН/м3, δ=0,1 м |
0,1 |
1,2 |
0,12 |
5. Пароизоляция (рубероид) |
0,05 |
1,3 |
0,065 |
6. Стальной профнастил 1 мм |
0,15 |
1,05 |
0,158 |
7. Ферма |
0,2 |
1,05 |
0,21 |
8. Связи по покрытию |
0,04 |
1,05 |
0,042 |
9. Прогон: прокатный профиль пролетом 6 м |
0,06 |
1,05 |
0,063 |
Итого |
1,5 |
|
1,828 |
Постоянная нагрузка на ригель рамы:
,
где γn = 1 – коэффициент надёжности по уровню ответственности зданий и сооружений
Принимаем трёхслойные стеновые панели:
Окна из спаренных труб с двойным остеклением с глухими переплетами 6х1,8м:
Вес верхней части колонны :
где
- коэффициент надежности по нагрузке
от веса металлоконструкций;
=0.43
кг/м2-
расход стали на колонны.
Вес нижней части колонны :
Вес стен верхней части, включая вес колонны:
Вес стен нижней части, включая вес колонны:
Временная нагрузка
а) Снеговая нагрузка
Расчетное значение снеговой нагрузки на ригель:
;
расчетное
значение веса снегового покрова на 1 м2
горизонтальной поверхности земли для
I
района (г. Чита);
коэффициент
перехода от веса снегового покрова
земли к снеговой нагрузки на покрытие
(при одно- и двускатной кровле при уклоне
принимается
).
б) Ветровая нагрузка
Ветровой
район II
-
Всю нагрузку на участках от уровня земли до расчётной отметки ригеля заменяем равномерно распределенной нагрузкой.
нормативное
значение ветрового давления;
– коэффициент
надёжности по ветровой нагрузке,
коэффициент
эквивалентной нагрузки;
с – аэродинамический коэффициент;
значение
коэффициента на отметке +17,400;
значение
коэффициента у поверхности земли.
Всю нагрузку действующую на уровне фермы и выше заменяем сосредоточенной силой, действующей в уровне нижнего пояса фермы:
kH1=0,80
kH1+h=0,91
qH1'w
ce3=0,6
q(H1+h)'w
Нагрузка от мостовых кранов
Справочные данные для мостового крана Q=320 кН режима работы (7К)
300
мм
6300
мм
315
K=5100 мм
85
–
вес тележки
510
–
вес крана с тележкой
Тип кранового рельса КР 70
Высота
подкрановой балки
мм
Рис. 3. К определению нагрузок от мостовых кранов
Расчет поперечной рамы однопролетного цеха ведется на нагрузки от двух кранов, которые располагают так, чтобы на рассчитываемую раму передавалась наибольшая нагрузка. Вертикальные и горизонтальные нагрузки на колонны с учетом веса подкрановой балки и временной нагрузки на тормозные конструкции определим как:
-
коэффициент надежности по уровню
ответственности;
-
коэффициент сочетания при учёте нагрузок
от двух кранов для группы режима работы
крана 7К-8К;
ширина
тормозной конструкции;
gт =1,5кН/м2 – временная нагрузка на тормозные конструкции;
коэффициент
надежности по нагрузке от мостовых
кранов;
коэффициент
надежности по нагрузке от собственного
веса металлоконструкций;
коэффициент
надежности по нагрузке от временно
равномерно распределенной нагрузки на
тормозные конструкции;
вес
подкрановых конструкций:
gnк = 0,4 – расход стали на подкрановые конструкции
Моменты от вертикального давления кранов:
где
Нагрузка от горизонтального давления на одно колесо крана:
где
=0,05,
так как гибкий подвес груза.
Расчетное горизонтальное давление на колонну:
Пространственная работа каркаса
При расчете плоской рамы на воздействие кранов пространственная работа каркаса учитывается с помощью коэффициента пространственной работы:
где
- коэффициенты, определяемые в зависимости
от параметра
:
