Проектирование стропильной фермы промышленного здания

Содержание

Введе-ние

1. Общая характеристика ферм. Область применения

и требования к проектирова-нию

2. Исходные данные к проектирова-нию

3. Сбор нагрузок, действующих на фер-му

4. Разработка схемы свя-зей

5. Определение усилий в стержнях фер-мы

6. Подбор сечений стержней фер-мы

6.1. Подбор сечений стержней верхнего поя-са

6.2. Подбор сечений стержней нижнего поя-са

7. Расчет сварных швов

8. Обоснование выбора материала для сварной

конструк-ции

8.1. Применяемые материа-лы

8.2. Анализ свариваемости и оценка

сопротивляемости возникновению тре-щин

8.2.1. Сопротивляемость образованию горячих тре-щин

8.2.2 Сопротивляемость образованию холодных трещин

8.2.3. Чувствительность металла к тепловому

воздей-ствию

9. Выбор метода, вида и способа свар-ки

10. Расчет норм расхода сварочных материа-лов

11. Расчет норм времени при выполнении сва-рочных работ

12. Тех-нологический процесс сборки и сварки фер-мы

13. Кон-троль каче-ства

14. Условия монтажа стропильной фер-мы

15. Охрана и безопасность труда на объекте сборки фермы

16. Расчет технико-экономических показате-лей

17. За-ключе-ние

18. Спи-сок используемой литерату-ры

Введение

Железо, являющееся базой для изготовления металлических конструкций, производи-лось в России до XVII в. в небольших количествах кустарным способом. B 1698 г. указом Петра I был основан первый государственный металлургический завод в Невьянске, положивший начало промышленной металлургии. К началу первой мировой войны в России выплавлялось 4,2 млн. т стали в год.

Первые железные элементы для строительных конструкций в виде скреп-затяжек для восприятия распора каменных сводов начали применяться в XII—XIV вв. (Успенский собор во Владимире, XII в.).

В XVII в. появляются первые несущие железные конструкции в виде каркасов куполов (колокольня Ивана Великого в Москве, 1600 г.) и железных стропил (перекрытие Архангельского собора в Москве, насланные стропила Кремлевского дворца, перекрытие над трапезной Троице-Сергиевского монастыря в Загорске).

В XIX в. мостовые конструкции становятся ведущими среди других металлических конструкций. Развитие мостостроения в России связано с именами знаменитых инженеров и ученых, создавших металлические мосты оригинальной конструкции, значительно развивших теорию их расчета и оказавших большое влияние на дальнейшее развитие металлических конструкций.

Инж. С. В. Кербедз (1810—1899 гг.) построил первый в России железный мост через р. Лугу с пролетными строениями из сквозных ферм, мост через р. Неман со сплошными клепаными балками высотой 7 м, арочный железный мост в Москве.

Инж. Д. И Журавский (1821—1891 гг.) возглавлял отдел проектирования мостов ПетербургоМосковской железной дороги, разработал теорию расчета раскосных ферм и теорию скалывающих напряжений при изгибе.

Проф. Ф. С. Ясинский (1856—1899 гг.) внес большой вклад в развитие инженерных методов расчета на устойчивость металлических стержней, что в большой степени расширило дальнейшее применение металлических конструкций.

Проф. Н. А. Белелюбский (1845—1922 гг.) создал метрический сортамент стали, развил работы по испытанию строительных сталей, со-ставил первый курс строительной механики, улучшил конструктивную форму мостовых ферм, применив в них раскосную решетку. По его проектам построено много мостов, наиболее крупными из которых являются Сызранский мост через Волгу, состоящий из 13 пролетов длиной по 107 м, и мосты Сибирской магистрали.

Проф. Л. Д. Проскуряков (1858—1926 гг.) ввел современную треугольную решетку ферм, раз-вил теорию о наивыгоднейшей конфигурации поясов.

В начале XIX в. в металлических конструкциях начинает применяться сварочное железо, а после появления конверторного и мартеновского производства — строительные стали.

В 40х гг. прошлого века появился прокат в виде фасонного железа, двутавровых балок и листа, и постепенно металлические конструкции начинают приобретать современные формы. Для соединения элементов применяются заклепки.

В фабрично-заводском строительстве XIX в. металлические конструкции широко применяются для покрытий. В конце прошлого столетия появились мостовые краны, которые по-влияли на конструктивную форму производственных зданий.

Первая мировая и гражданская войны при-остановили развитие металлических конструкций. В апреле 1929 г. XVI партийной конференцией был принят первый пятилетний план развития народного хозяйства, которым намечались невиданные масштабы строительства.

Крупное строительство с применением раз-личных металлических конструкций велось во все увеличивающихся объемах до начала Отечественной войны 1941 —1945 гг. За это время сформировались основные принципы советской школы металлостроителей: создание экономичных по расходу стали конструктивных решений при одновременном снижении трудоемкости изготовления конструкций, а также упрощении и ускорении их монтажа.

В начале 30х гг. для соединений металлических конструкций начала применяться сварка, которая, к 40м годам получила широкое распространение. Сварка резко продвинула развитие металлических конструкций: конструкции стали легче, снизилась трудоемкость изготовления, упростились соединения и конструктивная форма.

Большую роль металлические конструкции сыграли в Великую Отечественную войну, когда требовалось в кратчайший срок возводить сооружения в отдаленных районах при острой нехватке рабочей силы.

Достоинства металлических конструкций проявились и в восстановительный период: выведенные из строя металлические конструкции ремонтировались наиболее легко и с наименьшими затратами; требовалось только 15:—20% нового металла от массы восстанавливаемых конструкций.

В послевоенный период металлические конструкции получают дальнейшее развитие. В промышленных зданиях утверждается унифицированный шаг несущих конструкций, разрабатываются типовые проекты отдельных эле-ментов конструкций и целых сооружений. Развивается теория металлических конструкций в области их расчета, оптимального конструирования, особенностей действительной работы. За эти годы выросли высококвалифицированные проектные и научно-исследовательские организации: ЦНИИ Проектстальконструкция, ЦНИИ строительных конструкций имени В. А. Кучеренко, ЦНИИпромзданий, Гипромез, Промстройпроект, Гидростальпроект, ЦНИИ электросварки имени акад. Е. О. Патона, кафедры металлических конструкций строительных вузов и др.

В последние годы металл применяют в большепролетных зданиях общественного назначении и в производственных зданиях. Все более широкое применение получают ста-ли повышенной и высокой прочности, а также новые рациональные профили проката в которых соединение сваркой является преимущественным и наиболее распространенным способом неразъемного соединения.

Заключение

В данной работе произведен расчет и проектирование сварной стропильной фермы промышленного здания. Также произведен анализ применяемой базовой технологии изготовления свар-ной фермы, на основании которого предложена технология с применением полуавтоматической сварки в среде углекислого газа. Выполнен расчет применяемых режимов сварки. Разработан ряд требований, применяемых к сварочному оборудованию и материалам, на основании анализа сделан выбор применяемого оборудования и материалов. Повышение качества, безопасности и конкурентоспособности продукции имеет огромное значение для выпуска сварных конструкций, к которым относится и сварная стропильная ферма, предназначенная для промышленного здания.

Потребность в данном виде изделий очень вели-ка в наши дни, т.к многие промышленные пред-приятия ведут постройку зданий, различных ангаров, супермаркетов с применением сварных ферм.

В настоящее время достойное место среди конкурентов можно достигнуть с помощью передовой технологии производства. Сейчас на рынке сбыта обострилась конкурентная борьба между различными фирмами как украинскими, так и зарубежными.

Но иностранные производители лучше адаптированы к этой борьбе, так как имеют многолетний опыт и квалифицированный штат сотрудников. Наши предприятия ещё только учатся этому, ведь прежнее ведение хозяйства не предусматривало конкурентной борьбы. Во всех промышленно раз-витых странах государство проводит политику по регулированию рыночных отношений в вопросах обеспечения безопасности продукции для жизни, имущества и здоровья населения, охраны окружающей среды через создание систем объектив-ной оценки качества сварных изделий. В связи с тем, что спрос на данную конструкцию велик, по-этому разработка данного бакалаврского проекта достаточно актуальна и важна в наши дни.