Проект однопролетного производственного здания с мостовыми кранами

Зміст.doc

Вертикальні розміри поперечної рами
Горизонтальні розміри поперечної рами
Збір навантажень на поперечну раму .
Постійне навантаження
Тимчасове навантаження
Навантаження від снігу
Навантаження від вітру
Навантаження від мостових кранів
Сполучення навантажень на раму ОВБ .
Визначення внутрішніх зусиль в стержнях ферми
Підбір перерізу елементів ферми
Розрахунок з’єднань елементів ферми
Розрахунок і конструювання вузлів ферми ..
Конструювання проміжного вузла ферми .
Розрахунок і конструювання опорного вузла ферми . ..
Розрахунок і конструювання монтажних вузлів . ..
Визначення розрахункових комбінацій зусиль для колони
Розрахунок колони ..
Загальні положення розрахунку колони
Визначення розрахункових довжин колони ..
Розрахунок верхньої частини колони
Розрахунок нижньої частини колони .
Підбір перерізу нижньої частини колони ..
Перевірка стійкості нижньої частини колони в цілому
Розрахунок оголовку колони ..
Розрахунок і конструювання з’єднання надкранової і підкранової
Розрахунок і конструювання бази колони .
Розрахунок анкерних болтів
Розробив ГГаоуілд СтадіяАркуш Аркушів
фаівла Ливарний цех
Кафедра КМДіП Н.контр Затвердив
Міністерство освіти і науки молоді та спорту України
Полтавський національний технічний
університет імені Юрія Кондратюка
Кафедра конструкцій з металу дерева і пластмас
Розрахунково-пояснювальна записка
до курсового проекту:
“Проектування каркасу
одноповерхової виробничої будівлі”
Виконав студент: Ковпак В.А.
Керівник проекту: Гудзь С.А.

Кр.dwg

ПЗ.doc

У даному курсовому проекті необхідно запроектувати однопролітну
виробничу будівлю з двома мостовими кранами вантажопідйомністю [pic] т.
Район будівництва м. Запоріжжя. Довжина цеху становить [pic]. Проліт [pic].
Крок колон складає [pic]. Позначка підкранової рейки [pic]. Покриття
будівлі передбачене зі сталевого профільованого настилу. Варіант схеми
Вертикальні розміри поперечної рами
Компоновку поперечної рами починаємо з встановлення вертикальних
розмірів. Розміри по вертикалі узгоджуємо з позначкою рівня чистої підлоги
приймаючи її за нуль. Вертикальні розміри рами залежать від технологічних
умов виробництва габаритів технологічного обладнання і підйомно-
транспортних механізмів. Вони визначаються відстанню від рівня підлоги до
головки кранової рейки [pic] і відстанню від головки кранової рейки до низу
несучих конструкцій покриття [pic] яке забезпечує нормальну експлуатацію
мостових електричних кранів.
Для визначення геометричних розмірів поперечної рами треба знати
характеристики крану який застосовується в будівлі.
Таблиця 1: Характеристики крану 12520
ВантажопідйомнПроліРозміри мм Тиск колісВага кН Тип
ість крана. т крану кН підк.
[pic] кН. будів рейки
Головн. Допом. [pic]
Шар акваізолу із захисною 009 12 0108
Гідроізоляція з двох шарів 016 13 0208
Утеплювач з пінополіуретану 005 13 0065
Пароізоляція 005 12 0060
Сталевий проф. настил 0155 105 0163
Сталеві прогони L=12м 015 105 0158
Кроквяна ферма покриття з 035 105 0368
Розрахункове лінійне навантаження на ригель рами [pic] визначають
множачи значення [pic] на ширину вантажної площі [pic]:
Тимчасове навантаження
Тимчасове навантаження буде складатися із трьох складових:
навантаження від снігу навантаження від вітру навантаження від мостового
Навантаження від снігу
При розрахунку рами навантаження від снігу приймається рівномірно
розподіленим за довжиною ригеля. Граничне розрахункове значення снігового
навантаження на 1 м ригеля:
де [pic] ( коефіцієнт надійності за граничним значенням снігового
навантаження що визначається згідно з табл. 3 і залежить від строку
експлуатації будівлі (згідно з [1] Додаток В для промислових будівель
строк експлуатації становить 60 років).
[pic] ( характеристичне значення снігового навантаження на [pic]
горизонтальної поверхні для м. Запоріжжя (приймається згідно з Додатком А);
В = 12 м – крок колон каркасу;
С ( коефіцієнт що визначається за формулою:
де [pic] - коефіцієнт переходу від ваги снігового покриву на поверхні
рунту до снігового навантаження на покрівлю визначається за [1] пп. 8.7
8 залежно від форми покрівлі і схеми розподілу снігового навантаження;
для будинків з односхилими та двосхилими покриттями при куті нахилу
покрівлі до горизонту ((25( [p
[pic] – коефіцієнт що враховує вплив особливостей режиму експлуатації на
накопичення снігу на покрівлі (очищення танення тощо) і встановлюється
завданням на проектування (за відсутності даних про режим експлуатації
покрівлі коефіцієнт [pic] допускається приймати таким що дорівнює
[pic] – коефіцієнт географічної висоти що враховує висоту H (укілометрах)
розміщення будівельного об’єкта над рівнем моря і визначається за формулою:
[pic] (при H 05 км).
Навантаження від вітру
Визначаємо активні й пасивні значення еквівалентного рівномірно
розподіленого навантаження що діє на колону на рами
навантаження що визначається згідно з табл. 4 і залежить від строку
[pic] ( характеристичне значення вітрового тиску для м. Запоріжжя (середня
статична складова тиску вітру на висоті 10 м над поверхнею землі який може
бути перевищений у середньому один раз на 50 років; приймається згідно з
[pic] [pic]( коефіцієнти що визначається за формулами:
де Caer ( аеродинамічний коефіцієнт враховує форму споруди і визначається
за додатком [2]; для схеми 1
активний аеродинамічний коефіцієнт дорівнює [pic]
[pic] ( коефіцієнт висоти споруди враховує збільшення вітрового
навантаження залежно від висоти споруди (HРH) над поверхнею землі (Z) та
типу навколишньої місцевості і визначається за таблицею 5;
для III типу місцевості при висоті споруди H = 2105 м та заглибленні
колони 10 м коефіцієнт [p
I - відкриті поверхні морів озер а також плоскі рівнини без перешкод що
піддаються дії вітру на ділянці довжиною не менш як 3км;
II- сільська місцевість з огорожами (парканами) невеликими спорудами
будинками і деревами;
III- приміські і промислові зони протяжні лісові масиви;
IV- міські території на яких принаймні 15% поверхні зайняті будівлями що
мають середню висоту понад 15м;
Calt = 1 ( коефіцієнт географічної висоти враховує висоту H (в кілометрах)
розміщення будівельного об'єкта над рівнем моря і обчислюється за формулою:
Crel = 1 ( коефіцієнт рельєфу враховує мікрорельєф місцевості поблизу
площадки розташування будівельного об’єкту і приймається таким що дорівнює
одиниці за винятком випадків коли об’єкт будівництва розташований на
Cdir = 1 ( коефіцієнт напрямку враховує нерівномірність вітрового
навантаження за напрямками вітру і як правило приймається таким що
Cd = 1 ( коефіцієнт динамічності враховує вплив пульсаційної складової
вітрового навантаження на споруду. Для будівель і споруд старший період
власних коливань яких не перевищує 025 сек Сd = 1.
Навантаження від тиску вітру на частину стіни в межах висоти ригеля
прикладається на рівні нижнього поясу ригеля як зосереджена сила без
врахування моментів які виникають від такого перенесення. Ця сила
обчислюється за формулою:
[pic]висота ферми з покриттям яка обчислюється за формулою:
[pic] – коефіцієнти зміни вітрового тиску по висоті які визначаються за
даними ([2] табл. 9.01) і залежать від типу місцевості і висоти будівлі та
знаходяться методом лінійної інтерполяції.
Навантаження від мостових кранів
Навантаження від мостових кранів поділяють на вертикальне та
горизонтальне. Вертикальне кранове навантаження на раму обчислюється за
лініями впливу при невигідному для колони поздовжньому положенні коліс двох
кранів на підкранових балках.
Граничний розрахунковий тиск на колону до якої наближений візок
де [pic] (при Т = Тef = 50 років) ( коефіцієнт надійності за крановим
навантаженням приймаємо згідно з [2] табл. 7;
[pic] (для режиму роботи 1К-6К) ( коефіцієнт сполучення для навантажень від
-х кранів який визначається за [2] п. 7.22;
[pic]= 4710 кН – характеристичне значення тиску колеса крану.
[pic] ( маса підкранової балки. Орієнтовно приймається за даними табл.Б.2
[6] для даної конструктивної схеми будівлі.
Граничний розрахунковий тиск на протилежну колону (мінімальний):
[pic] ( кількість коліс крану з одного боку крана.
Для восьмиколісних мостових кранів граничне розрахункове горизонтальне
навантаження дорівнюватиме:
Полтавський НТУ СТАТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК ОДНОПРОЛТНО РАМИ
ПРОМИСЛОВО БУДВЛ Термін сдачі: 31.01.12
Програма DIANA 2 Група 403БП Студент Ковпак
Геометричні розміри
Прольот Висоти Перерізи Балка Пост Сніг В і т е р
L hв hн bв bн hпб qп qс qак qпас
W Dmax Dmin Hk Hcмах Hcмін SumY2
(м) (м) (м) (м) (м) (м) (кНм) (кНм) (кНм) (кНм)
(кН) (кН) (кН) (кН) (кН) (кН)
Жорсткість JBJH=112.8 Переріз 1 Переріз 2
Переріз 3 Переріз 4
Навантаження (кНм) (кН) (кНм) (кН) (кН)
(кНм) (кН) (кНм) (кН) (кН)
Постійне 61.0 -203.4 57.5 -203.4 -0.6
Снігова 62.3 -207.8 58.7 -207.8 -0.6
Вітер зліва 0.0 0.0 121.2 0.0 -266.6
Вітер зправа 0.0 0.0 -139.7 0.0 -168.0
Dмах зліва 0.0 0.0 -59.7 0.0 -65.9
Dміn зліва 0.0 0.0 -59.7 0.0 -65.9
Бічна сила варіант A 154.1 -96.0
Бічна сила варіант Б -307.0 11.0
Бічна сила варіант В -154.1 96.0
Бічна сила варіант Г 307.0 -11.0
Сполучення навантажень на раму ОВБ
175 Переріз 1 Переріз 2 Переріз 3 Переріз 4
Підбір перерізу елементів ферми
Елементи ферми виконуються зі сталi марки [pic] (клас [pic])
розрахунковий опір [pic] приймається попередньо для фасонного прокату
товщиною [pic] згідно з ( [3] с. 64 табл. 51* ). Пояси та елементи
решітки проектуються з кутових профiлiв.
Починаємо підбір перерізів стрижнів з верхнього поясу ферми.
Розрахунки ведемо у табличній формі приводячи приклад розрахунку для
кожної групи стрижнів ферми.
Підбір перерізу стрижня 4-5 (верхній пояс)
Визначаємо необхідну площу перерізу стрижня. Переріз конструюємо з
[pic]коефіцієнт поздовжнього згину. Приймаємо спочатку [pic].
За [4] підбираємо 2 рівнополичкових кутика 100х10 з загальною
фактичною площею [pic]. Знаходимо гнучкості стрижня підібраного перерізу
відносно обох осей ([pic]):
[pic] гнучкості стриження відносно осей [pic] відповідно.
[pic] радіуси інерції перерізу відносно осей [pic] відповідно.
[pic] розрахункові довжини стрижня відносно осей [pic] відповідно.
Вибираємо максимальну гнучкість. Це [pic]. Порівнюємо її з граничною
гнучкістю тобто перевіряємо виконання умови:
отже умова виконується. За гнучкістю [pic] за ( [3] с. 80 табл. 72 )
інтерполяцією визначаємо [pic]. [pic].
Перевіряємо підібраний переріз:
Відбувається перенапруження тому збільшуємо переріз.
За [4] підбираємо 2 рівнополичкових кутика 125х8 з загальною
Визначаємо недонапруження:
Недонапруження менше 5 %тому залишаємо підібраний переріз.
Підбір перерізів інших стрижнів ферми виконуємо аналогічно
розглянутому прикладу з тією різницею що для стиснутих стрижнів
враховуємо можливу втрату стійкості коефіцієнтом поздовжнього згину [pic].
Отримані результати зводимо у таблицю 4.
Таблиця 4: Підбір перерізу стрижнів ферми
Елемент № елемента Зусилля кН Переріз Площа см2 Геометр. довжина см
Розрахункова довжина [pic] см Радіус інерції см Гнучкість [pic]
[pic] [pic] [pic] [pic]
% кНсм2 [pic] [pic] [pic]
[pic] [pic] [pic] [pic] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
13 14 15 16 17 18 Верх-ній пояс 1--2 00 2L 125x14 667
пояс 7--8 3700 2L 125x9 440 6000 6000 9000 386 556 155
--10 10279 Стійки 1--7 -411
L 63x6 146 3050 2440 3050 193 306 126 100 150 0386 084
24 -638 3--8 -822 2L 63x6 146 3050 2440 3050 193
6 126 100 150 0386 084 174 24 -275 5--9 -822 2L
x6 146 3050 2440 3050 193 306 126 100 150 0386 084
4 24 -275 6--10 -822 2L 63x6 146 3050 2440 3050
3 306 126 100 150 0386 084 174 24 -275 Розкоси 2--7 -
30 2L 100x10 385 4310 2155 4310 305 459 71 94 120 0584
233 24 -29 4--8 -2911 2L 100x8 312 4310 3448 4310
7 454 112 95 150 0466 084 238 24 -08 6--9 -581 2L
x6 176 4310 3448 4310 230 352 150 122 150 0276 084
2 24 -408 2--8 4070 2L 75x6 176 4246 4246 4246 230
2 185 121 400 - 1 231 24 -38 4--9 -1743 2L 100x8
Розрахунок з’єднань елементів ферми
Зварювання виконуємо напівавтоматичною зваркою під флюсом
використовуючи зварний дріт [pic] діаметром [pic]. Зварювальні шви
прикріплення елементів решітки до поясів розраховуємо за металом шва так
як задовольняється умова:
де [pic] ( коефіцієнт переходу від катета шва [pic] до ширини відповідної
площини руйнування за металом шва. Приймаємо [pic] за ( [3] с. 39 табл.
* ) так як найбільше значення катета шва з усіх з’єднувальних елементів
[pic] ( розрахунковий опір металу шва за наплавленим металом. Який
приймаємо згідно з ( [3] с. 6 табл. 3 ):
де [pic] ( нормативний опір металу шва. Приймаємо згідно з ( [3] с. 7
табл. 4*). Для дроту марки [pic] [pic].
[pic] ( коефіцієнт надійності за металом шва. Який приймаємо за ( [3] с.
табл. 3 примітка №3) [pic].
[pic] ( коефіцієнт переходу від катета шва [pic] до ширини відповідної
площини руйнування за межею сплавлення. Приймаємо [pic] за ( [3] с. 39
табл. 34* ) так як найбільше значення катета шва з усіх з’єднувальних
елементів становить [pic].
[pic] ( розрахунковий опір металу шва за межею сплавлення. Який приймаємо
згідно з ( [3] с. 6 табл. 3 ):
де [pic] ( нормативний опір металу конструкції. Приймаємо за ( [3] с. 64
Вибір катетів швів виконуємо відповідно до умов:
[pic] ( товщина кутика.
[pic] ( мінімальна товщина з’єднувальних елементів ( кутика чи фасонки ).
Довжина шва на обушку визначається за формулою
де [pic] ( коефіцієнт перерозподілу напружень по швах. Для рівнополичкових
кутиків приймаємо для обушка [p
[pic] ( катет шва який визначаємо виходячи з умови: [pic]та [pic] де
[pic] ( коефіцієнт надійності за матеріалом шва [3 пункт 11.2*] [pic](
Довжина шва на пері визначається за формулою:
Розрахунок виконуємо у табличній формі. Результати зводимо у таблицю
Таблиця 5: Вузлові з’єднання решітки з поясами
елемента Зусилля N кН Обушок Перо t
ка [pic] [pic] [pic] [pic] n [pic] кН [pic]
см 1--7 -411 -288 06 5 -123 04 5 6 3050 193
4. Розрахунок і конструювання вузлів ферми
Конструювання проміжного вузла ферми
Стрижні у вузлах з’єднуються за допомогою фасонного листа котрий
виконується простої форми і таких розмірів щоб фактичні зварні шви не були
менше розрахункових. Товщина фасонки приймається залежно від найбільшої
величини зусилля у стрижнях решітки.
Розрахунок і конструювання опорного вузла ферми
Всі елементи опорного вузла ферми виконуються зі сталі марки [pic]
(клас [pic]) розрахунковий опір [pic] приймається попередньо для
листового прокату товщиною [pic] згідно з ([3] с. 64 табл. 51*).
Перевіряємо міцність опорної фланця мінімальних розмірів (14х180мм) на
[pic] ( розрахунковий опір зминанню. Rp=360 МПа Rp=Ru ([3] с. 64 табл.
Висоту опорного фланця визначаємо із умов міцності зрізанню зварного
За остаточну приймаємо висоту фланця визначену з умов з’єднання
стрижнів у вузлі не меншу 27 см.
Розрахунок і конструювання монтажних вузлів
Розрахунок і конструювання вузлів верхнього і нижнього поясів ферми
полягає в тому що треба законструювати дві накладки: вертикальну та
горизонтальну для сполучення обох частин ферми. Накладки виконуються з
сталі марки [pic] (клас [pic]) розрахунковий опір [pic] приймається
попередньо для листового прокату товщиною [pic] згідно з ( [3] табл. 51*
). Вертикальну накладку приймаємо розмірами 380х190мм.
Розміри горизонтальної накладки верхнього поясу визначаємо:
[pic]( ширина горизонтальної накладки:
[pic] ( товщина горизонтальної накладки яку приймаємо зі співвідношення:
Перевіряємо напруження в горизонтальній накладці:
Довжину горизонтальної накладки визначаємо за умови рівноміцності
зварних швів ручного зварювання і накладки.
[pic] ( сума довжин всіх зварних швів горизонтальної накладки розподіливши
рівномірно які отримаємо довжину горизонтальної накладки. [pic]
Перевіряємо напруження у вертикальній накладці:
Розміри горизонтальної накладки нижнього поясу визначаємо:
Визначення розрахункових комбінацій зусиль для колони
Переріз позацентрово стиснутої колони добираємо за комбінацією [pic]
[pic]. Розрахункові зусилля беремо з результатів обчислення на ЕОМ.
– для верхньої частини колони:
– для нижньої частини колони:
– для розрахунку бази:
– для розрахунку анкерних болтів:
– для розрахунку решітки нижньої частини колони:
Розрахункові перерізи колони ОВБ.
Загальні положення розрахунку колони
Розрахунок колони ОВБ полягає у тому що треба підібрати перерізи
суцільної верхньої та наскрізної нижньої частин колони. Співвідношення
жорсткостей верхньої та нижньої частини колони становить [pic]. Матеріал
колони та всіх її вузлів ( сталь марки Вст3кп2 (клас С235). Бетон
фундаменту класу В15.
Визначення розрахункових довжин колони
Розрахункові довжини для верхньої та нижньої частин колони у площині рами
визначаємо за формулами:
[pic] [pic] ( відповідно геометрична довжина нижньої та верхньої частини
[pic] ( коефіцієнти приведення довжини.
Коефіцієнт розрахункової довжини [pic] приймаємо згідно з ( [3] с.76
дод.6 табл. 67) в залежності від співвідношення [pic] та величини [pic]
[pic] ( відношення максимальної величини поздовжньої сили у нижній частині
колони до відповідної у верхній.
Коефіцієнт розрахункової довжини [pic] визначаємо за формулою:
Таким чином розрахункові довжини будуть становити:
Розрахункові довжини для верхньої та нижньої частин колони з площини рами
колони. [pic] ( висота підкранової балки.
[pic] ( коефіцієнти приведення довжини. Вони становлять [pic].
Розрахунок верхньої частини колони
Переріз верхньої частини колони приймаємо з прокатного нормального
двотавру висотою [pic]. Визначаємо приблизну потрібну площу перерізу за
формулою приймаючи для попередніх розрахунків [pic].
За сортаментом ( [1] с. 338 ) приймаємо потрібний переріз двотавру (
№60Б1. Виписуємо його геометричні характеристики:
Визначаємо гнучкість стриженя колони у площині та з площини рами:
Отримані значення менше ніж гранична гнучкість яка становить для стиснутих
основних колон [pic]. Визначаємо умовну гнучкість стрижня колони у площині
де [pic] ( модуль пружності першого роду для сталі.
Для перевірки стійкості верхньої частини колони у площині дії моменту
попередньо знаходимо відносний ексцентриситет за формулою:
Приведений відносний ексцентриситет знаходимо за формулою:
де [pic] ( коефіцієнт впливу форми перерізу який визначаємо за ( [3] с.
табл. №73). Для користування цією таблицею знаходимо відношення площі
полички прийнятого двотавра [pic] до площі стінки цього двотавра [pic]:
Коефіцієнт [pic] одержимо за допомогою інтерполяції:
Приведений відносний ексцентриситет:
За ( [3] с. 82 табл. 74) вибираємо [pic].
Перевірку стійкості верхньої частини колони у площині дії моменту
виконуємо за ( [3] с. 15 формула (51)):
Отже робимо висновок що стійкість верхньої частини колони у площині
дії моменту забезпечена.
Перевірку стійкості верхньої частини колони з площини дії моменту
виконуємо за допомогою ( [3] с. 16 п. 5.31).
[pic] ( коефіцієнт поздовжнього згину який приймається згідно з ( [3]
[pic] ( коефіцієнт який слід визначати згідно з ( [3] с. 16 п. 5.31)
залежно від відносного ексцентриситету [pic]. Відносний ексцентриситет
[pic] визначаємо за формулою:
де [pic] ( максимальний момент в межах середньої третини довжини верхньої
частини колони. Визначається за формулою:
При значеннях [pic]:
де [pic] ( визначаються за ( [3] с. 17 табл. 10). За цією таблицею [pic].
Для визначення [pic] необхідно знати [pic] яке визначається за формулою:
[pic] ( визначаємо за [pic] згідно з ( [3] табл. 72). Тоді будемо мати:
Перевіряємо стійкість стриження колони з площини дії моменту:
Отже стійкість верхньої частини колони з площини дії моменту забезпечена.
Місцева стійкість поличок і стінки колони прокатного перерізу забезпечена
сортаментом. Перевірка міцності позацентрово стиснутих стрижнів при
значенні відносного приведеного ексцентриситету [pic] не потрібно. Таким
чином міцність загальна стійкість верхньої частини колони і місцева
стійкість її елементів забезпечені.
Розрахунок нижньої частини колони
Підбір перерізу нижньої частини колони
Переріз нижньої частини колони наскрізний який складається з двох
гілок з’єднаних решіткою. Висота перерізу [pic]. Підкранову гілку колони
приймаємо з нормального двотавра зовнішню ( таку ж саму.
Визначаємо зусилля у гілці:
де [pic] ( поздовжня сила в перерізі 4-4.
[pic] ( згинальний момент у перерізі 4-4.
Визначаємо необхідну площу перерізу однієї гілки:
За сортаментом ( [1] с. 340 ) приймаємо потрібний переріз двотавру (
№80Б1. Виписуємо його геометричні характеристики:
Знаходимо відстань між осями двох гілок:
Уточнюємо зусилля у гілці нижньої частини колони:
Перевіряємо стійкість гілки колони.
Визначаємо гнучкість гілки
Знаходимо за ([3] с. 80 табл. №72) коефіцієнт поздовжнього згину.
Перевірка стійкості нижньої частини колони в цілому.
Перевіряємо стійкість колони як єдиного стриженя складеного перерізу.
Для цього необхідно знайти приведену гнучкість стрижня яка залежить від
перерізу розкосів. Тому приймаємо переріз елементів решітки колони. Розкоси
решітки приймаємо з рівнополичкових кутиків перерізом [pic]. Розкоси
решітки розраховуємо на більшу з поперечних сил: фактичну [pic] і умовну
яка визначається за формулою:
З двох поперечних сил приймаємо найбільшу за розрахункову: [pic].
Довжина розкоса решітки визначається за формулою:
де [pic] ( кут нахилу розкосу решітки.
Потрібні геометричні характеристики перерізу розкоса:
[pic] [pic] за ([3] с.80 табл. 72).
Перевіряємо стійкість розкоса:
[pic]( коефіцієнт умов роботи який приймаємо за ([3] стр.8 табл. № 6*).
Приведена гнучкість стрижня наскрізної колони визначаємо за формулою:
де [pic] ( гнучкість стрижня колони відносно вільної осі. Визначається за
[pic] де [pic] ( радіус інерції відносно вільної осі. [pic] ( момент
інерції відносно вільної осі. Визначається за формулою:
[pic] ( коефіцієнт що визначається за формулою:
[pic] ( площа двох розкосів: [pic].
[pic] ( площа перерізу колони яка складається з двох двотаврів:
За приведеною гнучкістю [pic] знаходимо умовну приведену гнучкість [pic]:
Відносний ексцентриситет перерізу колони:
За ([3] стр.83 табл. 75) приймаємо [pic].
Перевіряємо стійкість колони у площині дії моменту за формулою:
Стійкість наскрізної колони з площини дії моменту перевіряти не
потрібно тому що вона забезпечена перевіркою стійкості окремої гілки.
Розрахунок оголовку колони
Оголовок колони складається із опорної плити i горизонтальних та
вертикальних ребер котрі підтримують плиту знизу у місці обпирання
опорного фланця (чи опорного ребра) кроквяної ферми i передають
навантаження на стрижень колони. Висоту оголовка приймають з міркувань
забезпечення жорсткості вузла [pic] де [pic] ( більший з генеральних
розмірів перерізу колони. Тобто [pic]. Тоді [pic]. Товщина опорної плити
приймається конструктивно [pic]. Приймаємо товщину опорної плити [pic].
Тоді висота оголовка колони буде складатися з товщини опорної плити висоти
вертикального ребра [pic] та товщини горизонтального ребра [pic].
Визначаємо [pic] за необхідною довжиною чотирьох швів:
де [pic] ( поздовжня сила в перерізі 1-1.
[pic] ( кількість кутових швів.
Товщину ребра приймаємо конструктивно [pic].
Тоді ширина ребра визначається за формулою:
[pic] ( розрахунковий опір зминанню торцевої поверхні. Визначається за (
[3] с. 5 табл. №1*) як:
де [pic] ( нормативний опір листового прокату сталі. (в даному випадку
сталі [pic]. Приймаємо згідно з ( [3] с. 64 табл. №51*) [pic].
[pic] ( коефіцієнт надійності за матеріалом. Приймаємо за ( [3] с.
[pic] ( коефіцієнт умов роботи. Приймаємо ([3] с. 8 табл. 6*) [pic].
Тоді катет шва приймаємо [pic]. Висота ребра:
Якщо підсумувати довжини всіх величин із яких складається оголовок
колони то отримаємо 170 мм. Але з міркувань забезпечення жорсткості висота
оголовка повинна становити 360 мм. Тому висоту вертикального ребра
приймаємо конструктивно: [pic].
Для надання жорсткості опорним ребрам i забезпечення стійкості
діафрагми й стінки стрижня колони вертикальні ребра підсилюють знизу
конструктивними горизонтальними ребрами.
Розрахунок і конструювання з’єднання надкранової і підкранової частини
З’єднання виконується за допомогою траверси висоту якої конструктивно
приймаємо: [pic]. Товщину траверси приймаємо [pic]. Тоді [pic].
Розрахунковий опір на зсув згідно з ( [3] с. 5 табл. №1*) визначаємо за
Зусилля в поличках надкранової частини колони від поздовжньої сили і
моменту визначаємо за формулою:
де [pic] ( висота перерізу верхньої частини колони.
[pic] ( відповідна поздовжня сила в перерізі 2-2.
[pic] ( найбільший момент у перерізі 2-2.
Задаємося катетом шва [pic]. Визначимо необхідну довжину швів які
закріплюють ребра жорсткості до траверси:
Прийнята довжина зварних швів становить:
Тиск від кранів [pic] передається через опорну плиту підкранової
балки на траверсу і тому вона працює як балка на двох опорах. Посилюємо її
нижнім і верхніми поясами з листа [pic]. Знаходимо геометричні
характеристики отриманого перерізу.
Розрахункові зусилля від навантаження верхньої частини колони у
траверсі визначаємо як у балці яка спирається на гілки:
Визначаємо згинальний момент у грані верхньої частини колони:
Розрахункову поперечну силу траверси з урахуванням максимального тиску
підкранових конструкцій який приймається рівним половині [pic] визначаємо
Перевіряємо напруження у траверсі:
Товщину траверси приймаємо рівною 12 мм.
Визначимо необхідну довжину швів які закріплюють траверсу до
Визначимо необхідну довжину швів накладки:
Приймаємо накладку довжиною [pic].
Розрахунок і конструювання бази колони
Гілки наскрізних колон працюють на поздовжні осьові сили і відстань
між ними як правило більша або дорівнює [pic]. Тому бази наскрізних колон
працюють кожна самостійно. Приймаючи до уваги те що нижня частина колони
складається з двох однакових двотаврів [pic] розробляємо базу колони для
однієї гілки. нша гілка колони буде мати таку ж саму базу.
Фундамент приймається з бетону класу [pic] із призмовою міцністю[pic]
згідно з ([6]табл. К.1). Розрахунковий опір бетону на зминання буде
де [pic] ( коефіцієнт умов роботи бетону. Приймаємо за СНиП .03.01-84.
Визначаємо площу опорної плити:
де [pic]( уточнене зусилля у гілці нижньої частини колони. Приймаємо за
п.5.4.1. пояснювальної записки. Тоді отримаємо:
З конструктивних вимог приймаємо товщину траверси [pic] а виступ
плити [pic]. Тоді ширина плити буде складати:
Тоді довжина опорної плити буде складати:
З конструктивних вимог довжина опорної плити повинна складати: [pic].
Приймаємо [pic]. Фактична площа опорної плити буде складати:
Середнє напруження в бетоні під плитою:
Визначаємо моменти на окремих ділянках плити.
– Ділянка 1 (консольний виступ [pic]):
– Ділянка 2 (плита оперта на три сторони)
[pic] визначаємо залежно від [pic] за ([6] табл. К.2)
Тоді [pic]. Якщо [pic] 05 то ділянка 2 розраховується як консоль:
– Ділянка 3 (плита оперта на чотири сторони).
де [pic] ( визначаємо за ([6] табл. К.3) залежно від [pic] де
Тоді отримаємо що [pic].
Остаточно будемо мати:
Приймаємо для розрахунку [pic].
Потрібна товщина плити:
де [pic]розрахунковий опір матеріалу. [pic]. За ([3] с. 64 табл. 51*).
Сталь [pic] товщиною [pic].
[pic]коефіцієнт умов роботи. Приймаємо ([3] с. 8 табл. 6*) [pic].
Приймаємо висоту траверси [pic]. Перевіряємо умову розміщення шва
кріплення траверси до гілки колони. Зусилля у гілці передаємо на траверси
через чотири кутових шви з катетом 12 см. Зварювання напівавтоматичне.
Визначимо необхідну довжину швів які закріплюють траверсу до гілки колони:
[pic]( уточнене зусилля у гілці нижньої частини колони. Приймаємо за
п.5.4.1. пояснювальної записки.
Умова не виконується. Приймаємо висоту траверси [pic] і зварюємо до кінця.
Розрахунок анкерних болтів
Анкерні болти розраховуються на спеціальну комбінацію зусиль яка
спричиняє розтяг у гілках. У нашому випадку максимальне зусилля виникає в
Визначаємо потрібну площу одного анкерного болту в підкрановій гілці:
де [pic] ( розрахунковий опір розтягу фундаментних болтів. Приймаємо за
([3] с. 71 табл. 60*). Для сталі 09Г2С і діаметру болтів 64-80 мм він
складає [p (Для сталі ВСт3кп2 незалежно від діаметру болтів він складає
n – кількість болтів приймаємо 4 болта;
[pic] ( коефіцієнт умов роботи з’єднання. Приймаємо згідно з ([3] с. 40
табл. 35*) [pic] (клас точності ( С).
За ([1] табл. 4.17) приймаємо 4 болта діаметром [pic] площею [pic].
Для зовнішньої гілки колони приймаємо конструктивно 4 анкерних болта
В’язі виробничої будівлі
Вертикальні в'язі між колонами забезпечують жорсткість каркасу і
стійкість у поздовжньому напрямку. Вони сприймають усі зовнішні впливи на
спорудження в поздовжньому напрямку (вітер і гальмування кранів). Основні
в'язі по всій довжині колони ставлять у середині температурного відсіку для
кроку 6метрів вони хрестові. Верхні в'язі в межах верхніх ділянок колон
ставлять у середині і по торцях температурних відсіків. Максимальний
температурний відсік для опалювальних будівель становить 230метрів. Наша
будівля довжиною 120метрів тому ми маємо один температурний блок.
В'язі покриттів призначені для забезпечення стійкості конструкцій
покриття і каркасу в цілому і їхніх окремих елементів для сприйняття
горизонтальних навантажень від вітру і кранового устаткування. Поперечні
горизонтальні в'язі ставлять у рівні верхнього і нижнього поясів у торцях
будівлі й у середині температурного відсіку. В'язі по верхніх поясах ферм
призначені для зменшення розрахункової довжини верхнього пояса з її
площини. Вид в'язей – хрестоподібний [pic] чи V-подібний розмірами[pic].
Список використаних джерел
Лихтарников Я. М. Ладыженский Д. В. Клыков В. М. Расчет стальных
конструкций. - К.; Будівельник 1984. – 366 с.
ДБН В.1.2-2:2006. Навантаження і впливи. – К.: Мінбуд України
СНиП II - 23 - 81*. Стальные конструкции. ( М.: ЦИТП Госстроя СССР
Металлические конструкции. Общий курс; учебник для вузов Е. И.
Беленя. Г. С. Ведеников и др.: Под общей редакцией Е. И. Беленя ( 6-
е изд. переработ. и дополн. - М.:Стройиздат 1985. – 560 с.
Клименко Ф.. Барабаш В.М.. Металеві конструкції: ( Львів.: Світ
Методичні вказівки до виконання курсової роботи “Проектування
каркасу одноповерхової виробничої будівлі” з курсу “Металеві
конструкції” Пічугін С.Ф. Трусов Г.М. Чичулін В.П. Пенц В.Ф. –
Полтава: ПолтНТУ 2004. – 62 с.
Стороженко Л.. Пашинський В.А. Пічугін С.Ф. Трусов Г.М. Металеві
конструкції: Навчальний посібник. – К.: НМК ВО 1992. – 172 с.

Кр доповн.dwg