
- •Курсовой проект
- •Содержание
- •Введение
- •Исходные данные
- •1. Статический расчет поперечной рамы каркаса промышленного здания
- •1.1. Определение нагрузок на поперечную раму
- •1.1.1. Постоянные нагрузки от веса покрытия
- •1.1.2. Постоянная нагрузка от веса колонн и стенового ограждения
- •1.2. Кратковременные нагрузки
- •1.2.1. Снеговая нагрузка
- •Уточнение типа профилированного листа
- •1.2.2 Ветровая нагрузка
- •1.3. Связи жесткости каркаса
- •2. Статический расчет фермы
- •2.1. Определение усилий от вертикальной нагрузки
- •2.2 Определение расчетных усилий в стержнях фермы
- •3. Подбор сечений стержней фермы
- •3.1. Верхний пояс
- •3.3.1. По условию устойчивости
- •3.3.2. Проверка гибкости стенки с учетом закругления углов сечения r
- •3.3.3 Проверка принятого сечения при внецентренном сжатии
- •3.4 Подбор сечения нижнего пояса
- •3.5 Проверка шарнирности расчетной схемы
- •3.6 Подбор сечения стержней решетки
- •3.7 Уточнение расчетной схемы фермы
- •4. Проектирование узлов фермы с применением гсп
- •4.1. Расчет узла 2
- •4.1.1. Расчет на продавливание раскосом р2 полки верхнего пояса
- •4.1.2. Расчет на вырывание полки верхнего пояса раскосом р3
- •4.1.3. Проверка местной устойчивости боковых граней (стенок) пояса над сжатым раскосом р2
- •4.1.4. Проверка местной устойчивости боковых граней («щек») стержней решетки фермы
- •4.1.5. Расчет сварных швов раскос р2 - вп
- •4.1.6. Расчет сварных швов раскос р3 - вп
- •4.2. Расчет узла 3
- •4.2.1. Расчет на продавливание раскосом р2 полки нижнего пояса
- •4.2.2. Расчет на вырывание полки нижнего пояса раскосом р1
- •4.2.3. Проверка местной устойчивости боковых граней (стенок) пояса над сжатым раскосом р2
- •4.2.4. Проверка местной устойчивости боковых граней («щек») стержней решетки фермы
- •4.2.5. Расчет сварных швов раскос р2 - нп
- •4.2.6. Расчет сварных швов раскос р1 - нп
- •4.3 Расчет опорного узла 4
- •4.3.1. Расчет на вырывание полки верхнего пояса раскосом р1
- •4.3.2. Расчет сварных швов раскос р1- вп
- •4.3.3. Расчет опирания фермы на колонну
- •4.4. Нижний монтажный узел (узел 5)
- •4.4.1. Конструирование и расчет фланцевого соединения.
- •4.4.2. Расчет сварных швов
- •4.5. Верхний монтажный узел (узел 1)
- •4.5.1. Конструирование фланцевого соединения
- •4.5.2. Расчет сварных швов
- •5. Проверка жесткости стропильной фермы покрытия.
- •6. Проектирование и расчет перекрытий
- •6.1.Определение нагрузок на ригель перекрытия
- •7. Расчет колонны
- •8. Расчет оголовка колонны
- •9. Проектирование и расчет базы внецентренно-сжатой колонны
- •9.1.Определение размеров опорной плиты
- •9.2. Определение толщины опорной плиты
- •9.2.1.Расчет первого отсека
- •9.2.2.Расчет второго отсека
- •9.2.3. Расчет третьего отсека (свеса опорной плиты)
- •9.3. Подбор сечения анкерных болтов
- •9.4. Расчет траверс
- •9.5. Расчет крепления траверс к колонне
1.2. Кратковременные нагрузки
1.2.1. Снеговая нагрузка
Расчетная линейная нагрузка на ригель рамы от веса снегового покрова
находится по формуле:
Значения M, Q, N также рассчитываются вручную и при помощи программы BASIC.
Эпюры для усилий от снеговой нагрузки будут выглядеть следующим образом (рис. 1.6)
Моменты на опорах и шарнирах будут равны нулю МА = МВ = МС = MD = 0. Моменты в сечениях тоже будут равны нулю M1 = М2 = М3 = М4 = 0. Поперечная сила в сечениях тоже будет равна нулю: Q1=Q2=Q3=Q4=0.
Максимальный момент будет вычислен по формуле:
Значение нормальных сил от снеговой нагрузки в сечениях будет вычислено по формуле:
Рис. 1.6. Эпюры усилий от снеговой нагрузки.
Нормальная сила в
ригеле от снеговой нагрузки
Для дальнейших расчетов будем брать значения, полученные в программе BASIC.
Уточнение типа профилированного листа
На профилированный
лист действуют нагрузки п.п. 1-5 табл.1 и
снеговое давление
Т.о. для подбора
профнастила необходимо, чтобы выполнялось
условие
предельной нагрузки на профнастил.
Тип настила подбирается по несущей способности в зависимости от следующих величин:
1. Пролета (расстояния между фермами при опирании настила на ВП фермы);
2. Расчетной схемы при общей длине профлиста – 12 м (при опирании фермы с шагом 6 м - схема 2-х пролетная).
Несущая способность сравнивается с весом покрытия, включая вес только вышележащих составных частей покрытия, вес профнастила и давление снегового покрова (расчетную нагрузку).
Т.о. при расчетном пролете l=б м и при двухпролетной расчетной схеме принимаем тип профлиста Н114-750-0,9 (ГОСТ 24045-94). Предельная нагрузка будет равна [q] = 293 кг/м2 масса 1 м2 будет равна m=15,4 кг
Проверяем условие:
(102,3 + 120) = 222,3 кг/м2 < 293 кг/м2. Условие выполняется.
Принимаем тип профлиста Н114-750-0,9.
Рис. 1.7. Чертеж профнастила
1.2.2 Ветровая нагрузка
Ветровая нагрузка на полигональную ферму типа «Молодечно» очень мала вследствие того, что опирание фермы на колонну происходит на уровне верхнего пояса. Расчет с помощью программы Basic подтверждает это: NN=0,1 т
1.3. Связи жесткости каркаса
Связи по покрытию располагают:
1) В плоскости нижних поясов;
2) Между стропильными фермами. Основу здания составляют стропильные фермы покрытия типа «Молодечно». В связи с тем, что в проекте не предусмотрено конструирование подстропильных конструкций, считается что стропильные фермы опираются непосредственно на колонны шарнирно. Фермы опираются на колонны из широкополочных двутавров 26Ш1 по ГОСТ 26020-83. Сопряжение колонн с фундаментом жёсткое. При шарнирном сопряжении ферм с колоннами поперечные нагрузки вызывают изгибающие моменты только в тех элементах конструкции, к которым они приложены, что и позволяет создавать унифицированные каркасы.
Жёсткость и геометрическую неизменяемость конструкции обеспечивают связи по покрытию и между колоннами. Связи по покрытию позволяют:
создать жёсткий диск покрытия;
перераспределить усилия между смежными рамами;
обеспечить восприятие горизонтальных нагрузок от ветра и кранов, приложенных вдоль здания;
уменьшить расчётные длины сжатых поясов стропильных конструкций и обеспечить их устойчивость;
взаимно закрепить конструкции в процессе монтажа.
Основу системы связей составляют пространственные связевые блоки. При длине 72 м и шаге колонн 6 м здание разделено на 12 связевых блоков. Каждый блок состоит из двух стропильных конструкций, связанных вертикальными и горизонтальными связями на уровне их поясов. Таким образом, несущая конструкция здания состоит из 12 ферм Ф1-Ф12 и 24 колон, их поддерживающих. В связи с тем, что покрытием ферм является жёсткий профилированный настил, уложенный непосредственно по верхнему поясу ферм, горизонтальные связи в плоскости верхнего пояса не предусматриваются. Связи в нижней плоскости в пределах связевого блока предусмотрены в виде растяжек из уголков, соединяющих крест-накрест концы нижних поясов с колоннами. Из плоскости ферм ставятся вертикальные связи, скрепляющие вместе верхние и нижние монтажные узлы соседних ферм. Данные связи устанавливаются через один связевой блок и фиксируют конструкцию в процессе монтажа. Связи по покрытию крепят на болтах нормальной точности или на сварке.
Назначение связей между колоннами заключается в следующем:
создании продольной жёсткости каркаса;
обеспечении устойчивости колонн;
восприятии ветровой нагрузки, действующей на торцевые стены здания.
В средней части здания, в плоскости фахверка ставятся связи жёсткости для обеспечения геометрической неизменяемости здания. Вдоль всей стены здания ставится распорка для уменьшения расчётной длины колонн из плоскости действия момента. Связи между колоннами крепят на болтах грубой или нормальной точности.