Проектирование мостового крана

Курсовой проект -Металлические конструкции одноэтажных промвшленных зданий.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
Кафедра металлических конструкций и испытания сооружений
Пояснительная записка к курсовому проекту №2
«МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ ОДНОЭТАЖНЫХ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ»
КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ4
РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ КАРКАСА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ10
СБОР НАГРУЗОК НА РАМУ12
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ СЕЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ Р.С15
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТУПЕНЧАТОЙ КОЛОННЫ РАМЫ22
КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ СОПРЯЖЕНИЯ ВЕРХНЕЙ И НИЖНЕЙ ЧАСТЕЙ КОЛОННЫ43
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕШЕТЧАТОГО РИГЕЛЯ РАМЫ46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ60
Отметка подкранового рельса: dг=127м
Колонна: решетчатая.
Сопряжение ригеля с колонной: жесткое.
Крановое оборудование: два мостовых крана с режимами работы 6К грузоподъемности Q1=800кН Q2=1250кН
Тип и материалы несущих стен здания: сэндвич-панели 35 кгм2
Тип несущего настила кровли: железобетонные плиты весом 210 кгм2
Место постройки: г. Энгельс
Класс бетона фундамента: B15
КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ.
1Выбор типа поперечной рамы.
Поскольку грузоподъемность мостовых кранов то принимаем колонны рам ступенчатыми защемленными в фундаментах. Принимаем ригель решетчатого типа.
2Разбивка сетки колонн.
3Назначение основных размеров поперечной рамы.
При установлении основных размеров поперечной рамы производственных зданий должна выполнять условиям:
– Обеспечения габаритов для передвижения мостовых кранов
– Обеспечение жесткости верхней и нижней частей колонн
– Обеспечение требований унификации объемно-планировочных и конструктивных решений.
Основные параметры и размеры мостового электрического крана
Сечение типовой разрезной подкрановой балки из сварного двутавра для шага колонн 6.0м.
Тормозные устройства
Характеристики рельса КР-100
Характеристики рельса КР-120
– Пролет мостового крана увязан с пролетом здания:
– Минимальный зазор между мостовым краном и конструкциями каркаса:
горизонтальный при отсутствии прохода между колонной и горизонтальным выступом ;
– Требуемая отметка низа ригеля:
где - отметка головки подкранового рельса
При использовании панельных ограждающих конструкций отметка низа ригеля должна быть кратной 0.6м и .Принимаем ;
– Длины нижней и верхней частей колонн устанавливаются:
где – отметка чистого пола.
– высота подкранового рельса
– высота подкрановой балки назначается по размерам приведенным в таблице.
- отметка обреза фундамента;
– Ширина нижней части колонны:
Принимаем привязку: ;
ширина нижней части по условию увязки пролетов цеха и крана:
требуемая минимальная ширина нижней части колонны по условию жесткости:
Окончательно принимаем (с учетом требований унификации): кратное 0.25м
– Ширина верхней части колонны:
по условию обеспечения габаритов крана:
по условию жесткости: ;
Окончательно принимаем (с учетом требований унификации):
– Соединительная решетка колонны.
(по условию разбивки соединительной решетки принимаем 6 шагов по 18м при высоте траверсы: и отметке обреза фундамента -0.600);
Рама с жестким сопряжением ригеля с колонной
4 Разбивка схемы связей жесткости.
Распорки и растяжки по верхним поясам ферм удаляются после монтажа прогонов и профилированного настила.
5 Компоновка фахверка
РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ КАРКАСА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ.
1 Подсчет интенсивности нагрузки.
Нормативная нагрузка
Надежности по нагрузке
Ограждающие кострукции покрытия:
ЖБ плита покрытия(с заливкой швов)
Пароизоляция из одного слоя битумной
полужесткие минераловатные плиты t=004мγ=115кНм2
(нижний теплоизолирующий слой)
жесткие минераловатные плиты t=01мγ=19кНм2
(верхний теплоизолирующий слой)
Гидроизоляция из ПВХ мембраны
Собственный вес стропильных ферм
Ограждающие конструкция стен:
«Сэндвич» – панели высотой 12 и 18 м длинной 6 м и t=02 м
Переплеты остекления
Подкрановая балка с рельсом
γпб=(045*0018+099*001+028*0014)*785=172
Итого: gнпб=(γпб+γр )*k=3711
Временные (кратковременные) нагрузки
Место строительства: г. Энгельс III район (прил. Ж карта 1[2]) V=5мс (прил. Ж карта 2[2]) t=-100C (прил. Ж карта 5[2]) тип местности В.
По формуле 10.1 [2] определяем нормативную снеговую нагрузку
Sнсн=се*ct**Sg=0.933
Вертикальное давление колес крана:
Горизонтальное давление колес:
Определение средней составляющей ветровой
Ветровой район по давлению ветра в г. Энгельс - III район
h=21.600d=78 то ze=h=21.600
Аэродинамический коэффицент
-для наветренной стороны с1=0.8
-для подветренной стороны с2=-0.5
-для наветренной стороны
-для подветренной стороны
Определение пульсационной составляющей ветровой нагрузки:
Нормативное значение ветровой нагрузки:
СБОР НАГРУЗОК НА РАМУ.
Распределенная нагрузка на ригель
- угол уклона верхнего пояса ригеля принимаем 1
Сосредоточенная нагрузка в узле фермы
Сосредоточенные нагрузки на колонну
Сосредоточенная нагрузка от веса балок
ВРЕМЕННЫЕ (КРАТКОВРЕМЕННЫЕ) НАГРУЗКИ
5 Вертикальная крановая нагрузка
Давление от двух кранов
6Горизонтальная крановая нагрузка
Расчетное значение распределенной ветровой нагрузки
для наветренной стороны
для подветренной стороны
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ СЕЧЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ
Для статического расчета поперечной рамы необходимо назначить жесткость элементам рамы следовательно необходимо определить их предварительные размеры сечений.
где –максимальный изгибающий момент ригеля условно определенный как в простой балке от расчетной нагрузки включающей снеговую и постоянную нагрузку на кровлю.
L - пролет фермы - расстояние между центрами тяжести поясов фермы - расчетное сопротивление стали марки Ст5пс5=0.7- коэффициент учитывающий уклон верхнего пояса и деформативность решетки фермы
Требуемая площадь одного уголка пояса:
Принимаем для верхнего пояса сечение
L70х70х6 для нижнего пояса 2L75х75х6
для раскосов 2L70х70х5 для стоек 2L63х63х6
Нижняя часть колонны
высота сечения (п.2.5)
Далее по сортаменту определяют номер двутавра ориентируясь на высоту сечения. Принимаю прокатный двутавр №50Б1
Верхняя часть колонны
Попереч. торм у лев. кол. вправо
Попереч. торм у лев. кол. влево
Попереч. торм у прав. кол. вправо
Попереч. торм у прав. кол. влево
Усилия в ветви колонны
Расчетные сочетания усилий для расчета колонны(сечение 1)
С=№1+(№3+№6)*1+№10*09+№2*07
С=№1+(№3+№5)*1+№9*09
Расчетные сочетания усилий для расчета анкерных болтов(сечение 1)
С=082*№1+№10*1+(№4+№6)*09+07*№2
С=№1+№9*1+09*(№4+№5)
Расчетные сочетания усилий для расчета колонны (сечение 2)
C=№1+1*(№3+№8)+09*№2+07*№10
С=№1+1*(№3+№7)+09*№2+07*№9
Расчетные сочетания усилий для расчета колонны(сечение 3)
С=№1+1*(№3+№8)+09*№10+07*№2
Расчетные сочетания усилий для расчета колонны(сечение 4)
C=№1+1*(№4+№8)+09*№2+07*№10
С=№1+1*№9+09*(№3+№7)
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТУПЕНЧАТОЙ КОЛОННЫ РАМЫ
1.Расчет внецентренно сжатых колонн рам
выбор невыгоднейших комбинации усилий
верхняя часть колонны: (сечение 4)
нижняя часть колонны:
– комбинация для подкрановой ветви (№1) колонны (сечение 1)
– комбинация для наружной ветви (№1) колонны (сечение 1)
определение расчетных длин колонны
Определение расчетной длины колонн в плоскости действия момента.
– Нижняя часть колонны:
– Верхняя часть колонны:
где принимаем 3 по приложению 6 [1].
Определение расчетной длины колонн из плоскости действия момента.
при постановке распорки :
2 Расчет верхней части ступенчатой сплошной колонны.
Подбор сечения колонны
– Принимаем материал по табл. В1 [1]. В нашем случае принимаем сталь С245 т.к. расчетная температура для г. Энгельс равна -27°С группа конструкции 3. Расчетное сопротивление по табл. В.5[1] для стали С245 при t=2-20мм принимаем модуль упругости
– Высота сечения колонны .
– Не выгоднейшая комбинация усилий:
Расчетные характеристики предварительно принятого сечения:
– радиус ядра сечения:
– условная гибкость:
–эксцентриситет приложения силы N:
– относительный эксцентриситет:
– приведенный относительный эксцентриситет:
где – определяется по табл. Д1 [1]. Для 5 типа сечения. Принимаем предварительно .Тогда .
В соотв. с п. 9.1.2 [1] при и отсутствии ослаблений расчет на прочность не требуется производится расчет на устойчивость.
– Требуемая площадь
где –по табл. Д3 [1]
Принимаем сварной двутавр со следующим сечением:
а)из условия местной устойчивости стенки:
где - предельная гибкость стенки определяемая по табл. 22 [1]
б)из условия среза стенки
где Qmax - поперечная сила в сечении 4
в)из условия корродирования стенки
Толщину стенки принимаем tw=0.9см высота стенки hw=48см Аw=48 ·0.9=43.2см2
–подбор сечения полки:
В соответствии с ГОСТ 82-70 "Прокат стальной горячекатаный широкополосный универсальный" ширину полки принимаем bf=20см толщина полки tf=1см; Af=20·1=20см2
Расчетные характеристики принятого сечения:
)Радиус ядра сечения:
) Соотношение площадей:
)Условная гибкость:
)Относительный эксцентриситет:
)Приведенный относительный эксцентриситет:
где . - коэффициент влияния формы сечения определяется с помощью интерполяции по табл. Д2 [1] для типа сечения - 5:
Проверка колонны на устойчивость в плоскости действия момента.
Проверку на устойчивость внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) элементов постоянного сечения в плоскости действия момента совпадающей с плоскостью симметрии выполняют по формуле:
= 0139- определяется по табл. Д3[1] =1.05 - принимается по табл. 1[1]
Устойчивость обеспечена
Проверка местной устойчивости полок и стенки
Устойчивость полки обеспечена.
Проверка местной устойчивости стенки
Устойчивость стенки обеспечена нет необходимости увеличивать предельную уловную гибкость
Проверка колонны на устойчивость из плоскости действия момента
Расчетные характеристики принятого сечения
)Эксцентриситет приложения силы N:
где М* - расчетный момент в соотв. с п.9.2.6 [1]
где от комбинации нагрузок
В сечении на уровне верхнего пояса подкрановой балки:
Проверка на устойчивость выполняется по формуле:
где – коэффициент устойчивости при центральном сжатии определяемый согласно п.9.2.5 [1] и по табл. Д1 [1] ;=1.05 - принимается по табл. 1[1];
с - коэффициент определяемый согласно п.9.2.5. [1] при
где и – коэффициенты определяемые по табл.21 [1].
Проверка колонны на устойчивость:
Устойчивость колонны обеспечена!
3 Расчет нижней части ступенчатой сквозной колонны.
Подбор сечения колонны.
)Принимаем материал сталь С245 с
)Высота сечения колонны
)Расчетные длины ветвей колонны определяются:
)Расчетная комбинация усилий
Требумая площадь сечения вествей:
Принимаем сечение двутавра по ГОСТ 26020-83 со следующими характеристиками:
Характеристики сечения
Подкрановая ветвь (№1)
Площадь сечения колонны: A= А1+ А2 =9298+9298=18596
Уточняем значение: ==125-202= 115 см
Определяем положение оси X
Момент инерции сечения колонны
Уточняем усилия в ветвях колонны c учетом истинного положения центра тяжести
Проверка устойчивости ветвей колонны
где – коэффициент продольного изгиба при
Устойчивость ветвей колонны обеспечена
4Расчет нижней части ступенчатой сквозной колонны.
Согласно п. 9.3.7 [1] для расчета стержней соединительной решетки колонны определяется максимальное значение поперечной силы выбираемое из двух приводимых ниже значений .
Согласно требованиям п. 7.2.7 [1] определяется значение условной поперечной силы:
где - максимальное продольное усилие определяемое в сечении 1 – определяется по табл. Д.1 [1].
В сечении 1 выбирается максимальное значение поперечной силы ;
Расчетное усилие в раскосе:
Выбирается сечение стержней решетки из одиночного уголка 75x7 cо следующими характеристиками сечения (ГОСТ 8509–93):
площадь сечения уголка
наименьший радиус инерции:
Определяется гибкость: .
Определяется по табл. Д.1 [1] коэффициент продольного изгиба - .
Проверка принятого сечения
Устойчивость обеспечена.
5Расчет колонны на устойчивость в плоскости действия момента как сквозного внецентренно–сжатого стержня
Материал принимаем сталь С245 при t=2-20 мм с расчетным сопротивлением Модуль упругости .
Высота сечения нижней части колонны .
Расчетная длина нижней части колонны в плоскости рамы:
Расчетная комбинация усилий:
Комбинация для подкрановой ветви (№1) колонны:
– комбинация для подкрановой ветви (а) колонны (сечение 1)
– комбинация для наружной ветви (б) колонны (сечение 1)
Расчетные характеристики принятого сечения нижней части колонны и соединительной решетки
Гибкость колонны в плоскости действия момента: ;
Приведенная гибкость сквозной колонны (табл. 8 [1]):
Эксцентриситет приложения силы N:
При действии комбинации усилий «а»:;
При действии комбинации усилий «б»: ;
Относительный эксцентриситет:
При действии комбинации усилий «а»:
При действии комбинации усилий «б»
Проверки устойчивости колонны в целом в плоскости действия момента
где - коэффициент продольного изгиба (табл. Д.4 [1]).
Устойчивость колонны в целом обеспечена.
6 Проверка соотношения значений моментов инерции верхней и нижней частей колонны
При статическом расчете жесткой рамы было принято отношение
В результате подбора сечений верхней и нижней частей колонны жесткой рамы получено:
Для верхней части колоны:
Для нижней части колонны:
По результатам подбора сечений получено отношение
Погрешность 145%. В данном курсовом проекте перерасчет не производится.
7 Расчет базы сквозной колонны
Материал фундамента – бетон класса В15 с расчетным сопротивлением . Коэффициент условий работы .
Материал опорной плиты – сталь С245 толщиной св. 20-30 мм
Материал траверсы – сталь С245 толщиной 2-20 мм
Материал анкерной плитки – сталь С255 толщиной св. 20-40 мм
Усилия сжатия для расчета опорной плиты:
Усилия для расчета анкерных болтов
Расчет опорной плиты
Площадь опорной плиты определяется из условия локального сжатия (смятия) фундамента по формуле 6.90 [2]:
Где - площадь приложения сжимающей силы;
- коэффициент принимаемый равным 10 при равномерном распределении местной нагрузки по площади смятия;
- расчетное сопротивление бетона сжатию при местном действии сжимающей силы;
-коэффициент повышения расчетного сопротивления бетона при местном сжатии на этапе проектирования назначается в пределах 11 12;
– площадь обреза фундамента и опорной плиты соответственно.
В нашем случае требуемая площадь опорной плиты базы:
назначается длина плиты исходя из конструктивных соображений тогда требуемая ширина плиты
подкрановой ветви №1: :
тогда требуемая ширина плиты принимаем
Уточняется расчетное сопротивление бетона при размерах обреза фундамента 12х18 м (размеры обреза фундамента назначаются кратными 03 м и расстояние от края опорной плиты ветви до края фундамента должно быть не менее 10 см).
Толщина опорной плиты и размеры траверсы определяются для наиболее загруженной базы ветви колонны а размеры плиты и траверсы для другой ветви принимаются аналогичными. В нашем случае рассчитывается база наружной ветви.
Согласно п.8.6.2. [1] толщина опорной плиты определяется из расчета ее на изгиб как пластинки опирающейся на ветвь колонны и на траверсы и загруженной отпорным давлением фундамента на единицу площади плиты
Изгибающие моменты определяются для каждого участка отличающегося размерами и условиями опирания. В рассматриваемой плите имеются следующие участки:
I участок – плита опертая по трем сторонам с соотношением сторон следовательно расчет производим как для консольного участка с вылетом
II участок – консольный с вылетом 45 см
III участок – плита опертая по контуру
Изгибающий момент в консольных участках определяется по формуле 102 [1] только для II участка так как а именно:
Изгибающий момент на III участке определяется по формуле 103 [1]
где определяется по табл. Е2[1] в зависимости от отношения длинной стороны к короткой .
Расчет плиты производится на максимальный изгибающий момент:
Требуемая толщина опорный плиты определяется из расчета ее на изгиб по формуле 101[1]:
Высота траверсы определяется из условия расчета сварных швов соединяющих ее с ветвями колоны. На первом этапе толщина траверсы задается (10..16 мм) .
Прочность траверсы проверяется как однопролетной двух консольной балки опирающейся на ветви колонны и воспринимающей отпорное давление от фундамента.
Определение нагрузки на траверсу
Равномерно распределенная нагрузка на траверсу
Определение усилий возникающих в траверсе
Определение высоты траверсы
Принимаем сварку электродами Э42А. Расчетное сопротивление углового шва и коэффициенты определяющие глубину провара составляют
по металлу границы сплавления
Проверяем правильность выбора марки электрода при ручной сварке
Расчет сварного соединения с угловыми швами производится
по металлу границы сплавления при.
Т.к. то расчет производим по металлу шва.
Катет углового шва принимается в пределах
где = 07 см при тавровом соединении с односторонними угловыми швами и при толщине более толстого из свариваемых элементов ;
Требуемая расчетная длина шва
Расчетная длина шва должна удовлетворять условию
Принимается траверса высотой ().
Проверка прочности траверсы
по нормальным напряжениям от максимального момента
где – момент сопротивления траверсы
по касательным напряжениям
по приведенным напряжениям
Проверка прочности траверсы и сварного шва на максимальное усилие в анкерных болтах
Максимальное усилие в анкерных болтах возникает в наружней ветви колонны и составляет
прочность сварного шва
Расчет анкерных болтов
Подбор сечения болтов для обеих ветвей ведется по максимальному усилию растяжения в анкерных болтах и сечение всех болтов принимается одинаковым.
Усилия растяжения в анкерных болтах
Производим расчет на усилие . Принимаем в каждой ветви по 4 болта из стали 15Х по ГОСТ 4543-71 .
Требуемая площадь болтов нетто (по резьбе):
где – коэффициент учитывающий характер изменения нагрузки во времени для статических нагрузок равен 105;
=4 – количество болтов.
Принимаем 4 болта диаметром .
Конструкцию болта и основные размеры принимаем по ГОСТ 24379.1-2012 принимаем болт с анкерной плитой (тип 2 исполнение 1). Анкерную плиту используем общую под 2 спаренных болта. Минимальная глубина заделки болта:
где – минимальная глубина заделки для бетона В15 и стали ВСт3кп2;
– отношение расчетного сопротивления растяжению бетона В125 к расчетному сопротивлению бетона принятого класса;
– отношение расчетного сопротивления растяжению металла болтов принятой марки стали к расчетному сопротивлению стали марки ВСт3кп2.
Исходя из высоты траверсы толщины плитки под анкерные болты (30..50 мм) толщины опорной плиты глубины заделки болта и длины резьбы определяем требуемую длину шпильки по прил.Б табл.Б1 ГОСТ 24379.1-2012 принимаем шпильку длиной .
Плитки под анкерные болты рассчитываются на поперечный изгиб от воздействия болтов. Анкерные болты устанавливаются на расстоянии см от внутренней грани траверсы. Изгибающий момент в плите
Требуемая толщина плитки под анкерные болты
где – длина анкерной плитки под болты;
– диаметр отверстия.
Принимаем плитку под анкерные болты сечением .
Проверка базы колонны на восприятие сдвигающей силы
где – максимальная сдвигающая сила в сечении 1;
– коэффициент трения принимаемый равным 025;
– соответственно продольная сила и изгибающий момент в сквозной колонне в сечении 1 соответствующие нагрузкам от которых определяется сдвигающая сила;
– расстояние между осями ветвей колонны;
– расстояние от центра тяжести сечения колонны до оси сжатой ветви.
В нашем случае максимальную сдвигающую силу Q и соответствующие ей определяем по табл.2 – соответствуют комбинации усилий Проверяем условие
условие выполняется следовательно сдвигающая сила воспринимается силой трения под сжатой ветвью колонны.
Конструкция и расчет сопряжения верхней и нижней частей колонны
Определение длины накладки
Материал накладки-сталь С245 толщиной 2-20 мм толщину накладки принимаем
Для определения максимального продольного усилия в накладке выбирается расчетная комбинация усилий в сечении 3 при которой действует – М и N при :
Продольное усилие в накладке
Длина полунакладки определяется длиной угловых швов при ручной сварке электродами Э42А
верхней части полунакладки
нижней части полунакладки
общая длина накладки .
Толщину стенки траверсы определяем из условия ее смятия
Учитывая возможный перекос опорного ребра балки принимаем .
Определяется поперечная сила (опорная реакция траверсы в месте ее примыкания к подкрановой ветви колонны) с учетом действия и специальной комбинации усилий в сечении 3 колонны.
Высота траверсы см была определена при компоновке рамы. Высота стенки траверсы за вычетом толщины горизонтальных листов составляет .
В решетчатых колоннах траверса работает как балка-стенка двутаврового сечения с пролетом равным ширине нижней части колонны. Нормальные напряжения в траверсе при (05 08) как правило малы поэтому проверяем прочность траверсы на срез
Сварные швы крепления траверсы к подкрановой ветви (ш1) вертикального ребра к стенке траверсы (ш2) а также горизонтальных листов траверсы выполняются ручной сваркой электродами Э42А .
Предельная длина шва
Проверка напряжений в сварном шве
напряжения в сварном шве (ш1)
напряжения в сварном шве (ш2)
где – максимальное продольное усилие внутреннего пояса верхней части колонны определяемое в сечении 3
Проектирование решетчатого ригеля рамы
Ферма м шарнирно сопряженная с колоннами рамы при беспрогонной конструкции кровли по железобетонным настилам.
Материал фермы – сталь С245 с расчетным сопротивлением
Схема фермы (обозначение элементов)
Определение РСУ в стержнях фермы
В результате статического расчета поперечной рамы каркаса были получены усилия в каждом элементе рамы в том числе и каждом элементе фермы которые представлены в таблице.
Определение усилий в ферме
Подбор сечений фермы из уголков
Определение расчетных длин
Расчетные длины поясов из своей плоскости зависящие от системы связей принимаются: для верхнего пояса в период эксплуатации (ширина плит настила) для нижнего .
Подбор сечения уголков
Определяем условную гибкость
По прил. Д1 [1] находим коэффициент продольного изгиба в зависимости от типа сечения (с) и условий гибкости
Определяем требуемую площадь и радиус инерции
По двум параметрам подбираем № уголка
Расчет и конструирование узлов
Зазор между спаренными уголками принят 10 мм.
Расчет рядовых узлов
Соединение поясов с фасонками в узлах верхнего пояса рассчитывается на суммарное усилие а в узлах нижнего пояса – на суммарное усилие где и – усилия в поясе приложенные справа и слева от рассчитываемого узла фермы (по табл.).
Для расчета узлов принята ручная сварка электродами Э42А.
Материал фасонок – сталь С255 .
Расчетное сопротивление углового шва и коэффициенты определяющие глубину провара составляют
Проверяем правильность выбора марки электрода при ручной сварке:
по металлу шва при ;
Расчет производим по металлу шва т.к..
Катет углового шва принимаем . Требуемая суммарная расчетная длина шва .
Расчетная длина шва должна быть и не менее 4 см.
Коэффициенты распределения длины швов по перу и обушку уголков приняты:
для равнополочных уголков ;
для неравнополочных уголков соединенных узкими полками
Расчет рядовых узлов фермы из уголков
Расчет укрупнительных узлов
Для расчета узлов принята ручная сварка электродами Э42А с .
Материал фасонок – сталь С255
Расчет произведен приближенным способом. Усилие (увеличенное в 12 раза) передается в стыке через горизонтальную накладку пояса и вертикальную фасонку. Величины усилий в накладке и фасонке пропорциональны их площадям. Стык вертикальных полуфасонок перекрывается вертикальной накладкой которая условно рассчитывается на усилие в поясе ().
Расчет укрупнительных узлов фермы
Расчетная характеристика
Укрупнительный узел верхнего пояса
Укрупнительный узел нижнего пояса
Сечение уголков пояса
Сечение горизонтальной накладки
Сечение вертикальной фасонки
Усилие в горизонтальной накладке
Усилие прикрепления уголков к фасонке
Усилие прикрепления верт. накладки к фасонке
Швы прикрепления гор. накладки к уголкам
Швы прикрепления уголков к фасонке
Швы прикрепления верт. накладки к уголкам
Расчет опорных узлов с жестким сопряжением фермы с колонной
Расчет опорного узла
Момент раскладывается на пару сил которые передаются на верхний и нижний пояса фермы.
Материал фланцев – сталь С255
Соединение фланца с фасонкой осуществляется при помощи ручной сварки электродами Э42А
Верхний опорный узел
В узле крепления верхнего пояса сила стремится оторвать фланец от колонны и вызывает изгиб.
Желательно чтобы линия действия силы Н проходила через центр фланца тогда усилие растяжения во всех болтах одинаково и определяется:
где – количество болтов.
Требуемая площадь болта:
где – расчетное сопротивление болта класса 5.6 по табл. Г.5 [1].
По табл. Г.9 [1] принимаем болты 16 мм .
Исходя из условия размещения болтов установим размеры фланца:
Момент при изгибе фланца определяют как в защемленной балке пролетом b равным расстоянию между болтами:
Требуемая толщина фланца:
где по табл. В.5 [1].
Напряжение во фланце:
Шов крепления фланца к фасонке работает на срез и его катет шва
Под действием опорного давления швы крепления фасонки к фланцу срезаются вдоль шва и в них возникают напряжения:
– вертикальная реакция фермы.
Усилие Н приводит к срезу шва в направлении перпендикулярном оси шва:
Поскольку центр шва может не совпадать с осью нижнего пояса на шов действует момент где – эксцентриситет приложения усилия . Под действием момента шов также работает на срез перпендикулярно оси шва:
Прочность шва или металла по границе сплавления проверяют в наиболее напряженной точке на действие результирующих напряжений:
Болты (6 шт.) назначаются конструктивно 16 мм класса 5.6 т.к. сила прижимает фланец к колонне и болты не работают.
Назначаются поперечные размеры фланца 150х10 мм. Напряжение смятия торца (в опирании на столик):
Опорный столик толщиной рассчитывается на усилие
Назначен шов . Остальные характеристика сварного шва приняты без изменений.
Требуемая длина шва:
Принимается длина столика 14 см.
Список использованной литературы
СП 16.13330.2011. Стальные конструкции Минрегион России.- М.:ГУП ЦПП 2011. – 172 с.
СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия Минрегион России.- М.:ГУП ЦПП 2011. – 92 с.

Курсовой проект -Металлические конструкции одноэтажных промвшленных зданий.dwg

Курсовой проект по дисциплине "Основания и фундаменты
естественном основании
Схема монтажа двойного фундамента
Варианты фундаментов
Песок средней крупности
e=0.62 д.ед.;R=400 кПа; E=33 МПа
Технико-экономические показатели вариантов фундаментов
Фундамент на естественном основании.
Фундамент из забивных свай.
Фундамент на песчаной подушке.
Удельный вес грунта γI
Угол внутреннего трения φI
Удельный вес грунта γII
Угол внутреннего трения φII
Удельный вес твердых частиц γs
Коэффициент пористости e
Коэффициент фильтрации кф
Таблица со значениями физико-механических характеристик грунтов
План фундаментов на отм. 0
Схема расположения ростверков и фундаментых балок
Схема расположения свай
Спецификация сборных элементов
Сваи забивные по ГОСТ 19804-2012
Отн.высотная отметка
Фундаменты под колонны механического цеха запроектированы в виде свайных кустов из забивных железобетонных свай
объединенных монолитным железобетонным ростверком. 2. Проект фундаментов разработан в соответствии с требованиями СП 20.13330.2016 "Нагрузки и воздействия"
СП 22.13330.2016 "Основания зданий и сооружений"
СП 24.13330.2011 "Свайные фундаменты"
СП 63.13330.2012 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения". 3. На чертеже указаны относительные выстоные отметки. За относительную высотную отметку 0.000 принята отмет- ка чистого пола
соответствующая абсолютной высотной отметки +11
0. 4. Для устройства фундаментов использовать сваи марки С110-30 по ГОСТ 19804-2012 "Сваи железобетонные заводско- го изготовления. Общие технические условия". Концы свай заглубить в песок средней крупности с модулем деформации 31 МПа. Сваи и ростверки выполнить из тяжелого бетона по ГОСТ 25192-2012 "Бетоны. Классификация и общие технические требования"
марки по водопроницаемости W4. 5. Забивку свай осуществить с уровня дневной поверхности гидравлическим молотом "Юнттан ННК 12А" с массой удар- ной части 12 т.. 6. Отклонения фактических отметок голов свай от проектных не должны превышать 1 см. Отклонения фактического положения свай в плане не должны превышать поперек оси свайного ряда 14 см
вдоль оси 11 см. Отклонения осей погружен- ных свай от вертикали не должны превышать 2:100. 7. При производстве работ по устройству свайных фундаментов руководствоваться требованиями СП 45.13330.2017 "Земляные сооружения
основания и фундаменты"
СП 70.13330.2012 "Несущие и ограждающие конструкции"
СНиП 12-03-2001 "Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования". 8. Сваи №71
№74 подвергунть контрольным испытаниям статической вдавливающей нагрузкой в соответст- вии с ГОСТ 5686-2012 "Грунты. Методы полевых испытаний сваями" и СП 24.13330.2011 "Свайные фундаменты"
что расчетное значеик сжимающей нагрузкой на сваю составляет 350 кН
а расчетное значение несущей способности сваи в соответствии с п. СП 24.13330.2011 -663
кН. 9. В качетсве грунта обратной засыпки использовать речной песок средней крупности по ГОСТ 25100-2011 "Грунты. Клас- сификация"
уплотняемый слоями. После уплотнения удельный вес скелета грунта должен быть не менее 16
- колонна железобетонная 2 - противокаппилярная гидроизоляция с добавкой жидкого стекла 3 - отмостка 4 - глиняный замок 5 - шлак 6 - битум 7 - тощий бетон 8 - железобетонная плита 9 - конструкция пола 10 - ростверк
что расчетное значение сжимающей нагрузкой на сваю составляет 350 кН
СП 63.13330.2018 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения". 3. На чертеже указаны относительные выстоные отметки. За относительную высотную отметку 0.000 принята отметка чистого пола
0. 4. Для устройства фундаментов использовать сваи марки С110-30 по ГОСТ 19804-2012 "Сваи железобетонные заводского изготовления. Общие технические условия". Концы свай заглубить в песок средней крупности с модулем деформации 31 МПа. Сваи и ростверки выполнить из тяжелого бетона по ГОСТ 25192-2012 "Бетоны. Классификация и общие технические требования"
марки по водопроницаемости W4. 5. Забивку свай осуществить с уровня дневной поверхности гидравлическим молотом "Юнттан ННК 12А" с массой ударной части 12 т.. 6. Отклонения фактических отметок голов свай от проектных не должны превышать 1 см. Отклонения фактического положения свай в плане не должны превышать поперек оси свайного ряда 14 см
вдоль оси 11 см. Отклонения осей погруженных свай от вертикали не должны превышать 2:100. 7. При производстве работ по устройству свайных фундаментов руководствоваться требованиями СП 45.13330.2017 "Земляные сооружения
№74 подвергунть контрольным испытаниям статической вдавливающей нагрузкой в соответствии с ГОСТ 5686-2012 "Грунты. Методы полевых испытаний сваями" и СП 24.13330.2011 "Свайные фундаменты"
кН. 9. В качетсве грунта обратной засыпки использовать речной песок средней крупности по ГОСТ 25100-2011 "Грунты. Классификация"
0. 4. Для устройства фундаментов использовать сваи марки С110-30 по ГОСТ 19804-2012 "Сваи железобетонные заводского изготовления. Общие технические условия". Концы свай заглубить в песок средней крупности с модулем деформации 40 МПа. Сваи и ростверки выполнить из тяжелого бетона по ГОСТ 25192-2012 "Бетоны. Классификация и общие технические требования"
марки по водопроницаемости W4. 5. Забивку свай осуществить с уровня дневной поверхности паровоздушным молотом "МПВП-6000" с массой ударной части 6
т. 6. Отклонения фактических отметок голов свай от проектных не должны превышать 1 см. Отклонения фактического положения свай в плане не должны превышать поперек оси свайного ряда 6 см
вдоль оси 9 см. Отклонения осей погруженных свай от вертикали не должны превышать 2:100. 7. При производстве работ по устройству свайных фундаментов руководствоваться требованиями СП 45.13330.2017 "Земляные сооружения
СНиП 12-03-2001 "Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования". 8. Сваи №3
№43 подвергунть контрольным испытаниям статической вдавливающей нагрузкой в соответствии с ГОСТ 5686-2012 "Грунты. Методы полевых испытаний сваями" и СП 24.13330.2011 "Свайные фундаменты"
что расчетное значение сжимающей нагрузкой на сваю составляет 352 кН
а расчетное значение несущей способности сваи в соответствии с п. 7.2.6 СП 24.13330.2011 -807
СНиП 12-03-2001 "Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования". 8. В качетсве грунта обратной засыпки использовать речной песок средней крупности по ГОСТ 25100-2011 "Грунты. Классификация"
Характеристика грунта
Схема торцевого фахверка
Схема расположения кранов и подкрановых конструкций
Схема расположения колонн на отм. 0
стальные конструкции покрытия
Схема покрытия на уровне нижнего пояса ферм
Схема покрытия на уровне верхнего пояса ферм
Основной фасад и продольный разрез
нижней части колонны
верхней части колонны
Материал основных несущих конструкций - сталь С345 по ГОСТ 22772-88*; 2. Сопряжение ригеля с колонной - жесткое; 3. Материал плитки под анкерные болты - сталь марки С345 по ГОСТ 22772-88*; 4. Анкерные болты из стали 15Х (по ГОСТ 4543-71)
диаметр отверстий - 46 мм; 5. В опорном узле ригеля монтажные болты диаметром 16 мм
в остальных случаях диаметра 16 мм класса прочности 5.6
класса точности С; 6. Класс бетона фундамента - В15; 7. Все сварные катеты
за исключением оговоренных
принимаются 6 мм; 8. Зазор между подкрановыми балками принят 20 мм; 9. Все сварные швы выполняются ручной сваркой с применением электродов Э42 (ГОСТ 9467-75*); 10. Сварной шов заходит на торец уголка на 20 мм; 11. Смотреть совместно с листом №1; 12. Район строительства - г. Энгельс.
Федеральное государственное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Курсовой проект №2 "Металлические конструкции одноэтажных производственных зданий
Рама каракаса; разрезы 1-1
Материал основных несущих конструкций - сталь С345 по ГОСТ 27772-82; q*;2. Сопряжение ригеля с колонной - жесткое; 3. Смотреть совместно с листом №2 ; 4. Район строительства - г. Энгельс; 5. Стеновое ограждение - "сэндвич" панели высотой 1