Одноэтажное производственное здание в г.Уфа

Итог лист 1 КОРР.cdw

Место строительства - г. Уфа.
Сварные швы выполнять ручной сваркой электродами Э 45.
Болты класса точности - В М 48.
Сварные стыковые соединения выполнять прямыми
с полной проваркой шва или
с подваркой корня шва.
Защита от коррозии - окраска конструкций маслянной краской на 2 раза СНиП 3.04.03-85
КГСХА ПГС СМиК 11598 КП
Одноэтажное производственное
по поясам ферм и между колонн
Одноэтажное производственное
Схема связей по нижним поясам ферм
Схема связей по верхним поясам ферм
Схема вертикальных связей между колоннами
Таблица монтажных элементов
Связь горизонтальная

Таблица расчет стержней.doc

Таблица 4.1 Расчётные усилия в стержнях фермы
Усилие от пост. Нагрузки
Усилие от снеговой нагрузки
Усилия от опорных моментов
Усилие от распора рамы
Продолжение таблицы 4.1

Таблица расчетных усилий рамы.doc

Таблица 3.1 Таблица расчётных усилий в сечениях левой стойки рамы (изгибающие моменты нормальные и поперечные силы ).
Нагрузки и комбинации усилий

Содержание итог.doc

Определение типа поперечной рамы и назначение её генеральных размеров
1. Компоновка вертикальных размеров поперечной рамы
2. Компоновка горизонтальных размеров поперечной рамы
3. Составление расчётной схемы рамы
4. Нагрузка на поперечную раму здания
5. Нагрузка от мостовых кранов
Статический расчёт поперечной рамы здания
1. Расчёт рамы на постоянные нагрузки
2. Расчёт рамы на нагрузку от снега
3. Расчёт на вертикальную нагрузку от мостовых кранов
4. Расчёт на горизонтальное воздействие от мостовых кранов
5. Расчёт на ветровую нагрузку
Расчёт стропильной фермы
1. Расчёт сварных швов прикрепления раскосов и стоек к фасонкам и поясам фермы
Расчёт ступенчатой колонны
1. Подбор сечения верхней и нижней частей колонны
2. Определение расчётных длин колонны
3. Подбор сечения верхней части колонны
4. Подбор сечения нижней части колонны
5. Расчёт и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны
6. Расчёт и конструирование базы решётчатой колонны
Расчёт колонны фахверка
Расчёт подкрановой балки
Система связей для одноэтажного производственного здания
Список используемой литературы

Записка итог корректировка.doc

Металлоконструкции - общее название конструкций из металлов и различных сплавов используемых в различных областях хозяйственной деятельности человека: строительстве зданий станков масштабных устройств станков механизмов аппаратов и т. п.
Производство металлоконструкций в данное время широко развито в стране и по всему миру. Это связанно с тем что применение арматурных изделий в конструкции здания экономически выгодно. Они позволяют не только сэкономить но и придать каркасу здания жесткость и прочность.
Основными достоинствами металлических конструкций являются:
- надежность которая обеспечивается сходством их действительной работы с расчетными предположениями;
- легкость (из всех изготавливающихся в настоящее время несущих конструкций металлические являются наиболее легкими);
- индустриальность (в основном изготавливаются на заводах оснащенным современным оборудованием);
- непроницаемость (металлы обладают высокой плотностью – непроницаемостью для газов и жидкостей).
К недостаткам относятся:
Повышение коррозионной стойкости достигается включением в сталь специальных легирующих элементов переодическим покрытием конструкций защитными пленками (лаки краски и т.д.) и выбором рациональной конструктивной формы элементов (без щелей пазух) удобной для очистки и защиты.
- небольшая огнестойкость;
Металлические конструкции зданий опасных в пожарном отношении должны быть защищены огнестойкими облицовками (бетон керамика и т.п.).
Проектирование экономически эффективных металлических конструкций основывается на знаниях особенности их работы под нагрузкой правильном выборе конструктивных форм использовании типовых и унифицированных решений и соответствующем расчете.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ И ТНАЗНАЧЕНИЕ ЕЕ ГЕНЕРАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ.
Рисунок.2.1. Схема поперечной рамы
Компоновку поперечной рамы начинаем с установления габаритных основных размеров элементов конструкций в плоскости рамы. Размеры по вертикали привязываем к отметке уровня пола принимая её нулевой. Размеры по горизонтали привязываем к продольным осям здания.
1 Компоновка вертикальных размеров поперечной рамы.
Исходя из конструктивных требований принимаем шаг поперечных рам В=12м (так как ; ). Поперечная рама – система с жёстким сопряжением ригеля с колонной.
Расстояние от уровня пола до головки кранового рельса (задаётся по условиях технологического процесса);
1.1 Определение расстояния от головки кранового рельса до низа несущих конструкций:
где - расстояние от головки кранового рельса до верхней точки тележки крана плюс установленный по требованиям ТБ зазор между этой точкой и строительными конструкциями равный 100 мм.
принимаем по приложению 1 [5];
размер учитывающий прогиб конструкций покрытия
Окончательно размер принимается обычно кратным 200 мм. Принимаем
1.2 Определяем полезную высоту цеха
Размер окончательно принимаем равным 126 м кратным 18 м. Тогда
1.3 Устанавливаем размеры верхней части колонны :
высота кранового рельса (принимаем 130 по приложению 1 [5]);
высота подкрановой балки (по приложению 1[5] принимаем 1500 мм);
1.4 Устанавливаем размеры нижней части колонны
1.5. Уточним полезную высоту цеха
1.6 Принимаем высоту фермы из условий: если пролёт здания 30 м то
1.7 Полная высота колонны:
2 Компоновка горизонтальных размеров поперечной рамы.
1.1 Принимаем привязку колонн:
2.2 Вычисляем пролёт здания
где принимаем кратно 0250м т.е.
по приложению 1 [5];
(принимаем по конструктивным требованиям кратно 0250м);
2.3 Высота нижней части колонны:
3 Необходимо чтобы выполнялись условия:
3.1 Расчётная длина пролёта здания:
Принимаем моменты инерции для нижней части колонны верхней части колонны и для ригеля из условий:
Рисунок.2.3. Расчетная схема рамы.
момент инерции нижней части колонны
момент инерции верхней части колонны
момент инерции ригеля
4 Нагрузки на поперечную раму здания.
Таблица. 2.1 Виды нагрузок.
надёжности по нагрузке
Защитный слой (битумная мастика с утопленным гравием) γ=21кНм t=20мм
Гидроизоляция 4 слоя рубероида
Стальная панель с проф. настилом
Собственный вес металлических ферм и связей шатра
4.1. Постоянные нагрузки на раму.
Расчетная равномерно - распределенная постоянная нагрузка на ригель рамы:
где - коэффициент надежности здания по назначению ;
-расчетная постоянная нагрузка ;
- шаг колонны (12 м);
- учитываем форму фермы т.к. ферма с параллельными полками то ;
Опорная реакция ригеля:
где - пролет здания;
Расчетный вес верхней части колонны:
где - расход стали (по таб.12.1 )
Н- полная высота колонны(132м);
- учитываем 20% на верхнюю часть колонны;
Расчетный вес нижней части колонны:
где 08- учитываем 80% на верхнюю часть колонны;
Рисунок.2.4. Расчетная схема рамы от постоянной нагрузки.
4.2. Нагрузки от снега на раму.
Проводится аналогично расчёту на постоянные нагрузки.
По карта 1 приложение 5 и пункт 5 таб.4 определяем район и нормативное значение снеговой нагрузки.
г. Уфа – 3 район карта 1 ;
Полное нормативное значение снеговой нагрузки:
где - коэффициент принимаемый по приложению 3 из условия: при
Линейная распределенная нагрузка на ригель рамы:
где коэффициент надёжности по назначению согласно пункту 5.7. [3]
Определим опорные реакции ригеля:
Рисунок.2.5. Расчетная схема рамы от снеговой нагрузки.
4.3. Ветровые нагрузки.
По карта 3 приложение 5 и пункт 6 таб.5 определяем район и нормативное значение ветрового давления г. Уфа 4 район.
Полное нормативное давление:
где k- коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте Z.
c – аэродинамический коэффициент;
- с наветренной стороны; - с подветренной стороны;
Расчетная линейная ветровая нагрузка передаваемая на стойку рамы:
с наветренной стороны:
с подветренной стороны:
Подсчитываем и при разных высотах здания Z(п.6.5. таб.6)
при Z=10м k=065; при Z=20м k=085;
Ветровая нагрузка действующая на участке от низа ригеля до наиболее высокой точки здания заменяем сосредоточенной силой приложенной в уровень низа ригеля рамы.
Рисунок.2.5.Расчетная эквивалентная ветровая нагрузка:
Рисунок.2.7. Схема рамы с сосредоточенными силами в уровне низа ригеля и эквивалентной ветровой нагрузкой.
5. Нагрузки от мостовых кранов
5.1. Вертикальная нагрузка от мостовых кранов.
Расчетное усилие передаваемое на колонну колесами крана определяем по линии влияния опорных реакций подкрановых балок при невыгодном расположении кранов на балке.
Рисунок.2.8. Схема для определения нагрузок от мостовых кранов и линия влияния для определения вертикальных усилий от мостовых кранов.
Кран т режим работы 3к;
где - коэффициент надежности здания по назначению;
- коэффициент сочетания крановых нагрузок (п.4.17).
- коэффициент крановой нагрузки(п.4.8).
- максимальное нормальное вертикальное усилие колеса крана принимаемое по
- коэффициент надежности по нагрузке от кранов;
- нормативный вес подкрановых конструкций;
- ордината линии влияния;
-полезная нормативная нагрузка на тормозной площадке;
м - ширина тормозной площадки;
На другой ряд колон передается усилие:
где Q- грузоподъемность крана;
- масса крана с тележкой;
n- число колес крана на одной нитке рельса;
Силы приложены по оси подкрановой балки и соответственно передают на неё изгибающие моменты.
5.2. Горизонтальное воздействие от мостовых кранов.
Горизонтальная сила от мостовых кранов передаваемая одним колесом приложена к уровню верха подкрановой балки и равна:
где - вес тележки по приложению 1;
Считаем условно что сила Т приложена в уровне уступа колонны.
Рисунок.2.9. Нагрузки действующие от мостовых кранов.
Рама симметричная поэтому таблица составляется для характерных сечений одной стойки. Для того чтобы учесть все возможные случаи загружения в таблицу заносятся усилия от крановых воздействий при тележке у правой стойки (эпюра – зеркальное отображение эпюры при тележке слева) усилия при силе Т приложенной к другой стойке усилия при другом направлении ветра.
СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ
1 Расчёт рамы на постоянные нагрузки.
Сосредоточенный момент из-за смещения осей верхней и нижней частей колонны:
Опорная реакция ригеля рамы:
Расстояние между центрами тяжести верхнего и нижнего участков колонн:
Параметры по таблице 12.4 [5]:
Каноническое уравнение для левого узла:
Моменты от поворота узлов на угол ():
Моменты от нагрузки на стойках :
Рисунок 3.1 Эпюры Мp М1 от постоянной нагрузки
Коэффициенты канонического уравнения:
Момент от фактического угла поворота ():
Эпюра моментов () от постоянной нагрузки:
Рисунок 3.2 Эпюра М от постоянной нагрузки
Проверкой правильности расчёта служит равенство моментов в узле И () равенство перепада эпюр моментов в точке С (17414-4059) внешнему моменту (13355) а также равенство поперечных сил на верхней и нижней частях колонны:
Разница получена в результате округления параметра :
Рисунок 3.3 Эпюра Q N от постоянной нагрузки
2 Расчёт на нагрузку от снега
Проводится аналогично расчёту на постоянные нагрузки. Сосредоточенный момент на колонне:
Моменты от нагрузки:
Моменты на опорах ригеля (защёмлённая балка постоянного по длине сечения):
Рисунок 3.4 Эпюры М Q N от снеговой нагрузки
3 Расчёт на вертикальную нагрузку от мостовых кранов.
Расчёт производится при положении тележки крана у левой стойки. Основная система и схема нагрузки:
Рисунок 3.5 Основная схема нагрузки
Проверка возможности считать ригель абсолютно жёстким:
Каноническое уравнение для определения смещения плоской рамы:
Моменты и реакции от смещения верхних узлов на по табл. 12.4 [5]:
Моменты и реакции на левой стойке от нагрузки:
Усилия на правой стойке:
Реакция верхних концов стоек:
Смещение плоской рамы:
Учитываем пространственную работу каркаса.
Крановая нагрузка – местная поэтому . При жёсткой кровле по формуле:
Смещение с учётом пространственной работы по формуле:
Рисунок 3.6 Эпюры М Q N от вертикальной нагрузки мостовых кранов
4 Расчёт горизонтального воздействия от мостовых кранов.
Основная система эпюра каноническое уравнение коэффициент - такие же как и при расчёте на вертикальную нагрузку от мостовых кранов.
Моменты и реакции в основной системе от силы Т:
Смещение верхних концов с учётом пространственной работы:
Рисунок 3.7 Эпюры М Q N от горизонтального воздействия мостовых кранов
5 Расчёт на ветровую нагрузку.
Основная система и эпюра такие же как и для крановых воздействий. Эпюра на правой стойке:
На левой стойке усилия получаются умножением на коэффициент:
Коэффициенты канонического уравнения по формуле:
Смещение рамы (ветровая нагрузка на все рамы блока и поэтому ):
Эпюра Q на левой стойке:
Эпюра Q на правой стойке:
Рисунок 3.8 Эпюры М Q от вертикальной нагрузки
РАСЧЕТ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ
Стропильные фермы широко применяются в покрытиях промышленных зданий. Фермы по сравнению со сплошными балками более экономичны по затрате металла им легко придают любые очертания требуемые условиями технологии работы под нагрузкой они относительно просты в изготовлении.
Фермы с параллельными поясами имеют существенные конструктивные преимущества. Равные длины стержней поясов и решётки одинаковая схема узлов и минимальное количество стыков обеспечивают в таких стыках наибольшую повторяемость деталей и возможность унификаций конструктивных схем что способствует индустриализации их изготовления. Эти фермы благодаря распространению кровель с рулонными покрытиями стали основным типом в покрытиях промышленных зданий.
Рисунок.4.1. Расчетная схема стропильной фермы.
Выбор марки стали для стропильной фермы.
По таблице 50* [1] определяем что стропильная ферма относится к стали группы 2. Требуемая марка стали С-245 По таблице 51*[1]
Нагрузка от покрытия (за исключением веса фонаря)
Из таблицы сбора нагрузок для кровли определим что для постоянной нагрузки
Вес фонаря в отличие от расчета рамы учитываем в местах фактического опирания фонаря на ферму.
Вес каркаса фонаря на единицу площади горизонтальной проекции фонаря
Вес бортовой стенки и остекления на единицу длинны стенки
Расчетная нагрузка:
-й вариант снеговой нагрузки
-й вариант снеговой нагрузки:
При жёстком сопряжении ригеля с колонной в элементах фермы возникают усилия от рамных моментов. При определении опорных моментов следует учитывать: правую комбинацию с максимальными (по абсолютному значению) моментами вызывающую наибольшее растягивающее усилие в крайней верхнего пояса и вторую комбинацию моментов без учёта снеговой нагрузки для определения возможного сжимающего усилия в нижнем поясе.
Значения и принимаем из таблицы расчётных усилий колонны для сечения 1-1. В случае когда для левой стойки принимаются значения изгибающего момента то для правой стойки принимаются значения при той же комбинации нагрузок.
комбинация (со снеговой нагрузкой)
при комбинации усилий 1 2 3* 4 5
при комбинации усилий 1 2
При определении опорных моментов следует учитывать первую комбинацию с максимальным (по абсолютному значению моментов) взывающем наибольшее растягивающее усилие.
комбинация (без учёта снеговой нагрузки):
Нагрузки от распора рамы:
комбинация по снеговой нагрузке:
Определение усилий в стержнях фермы.
Усилия в стержнях фермы определяем раздельно для каждой нагрузки с помощью ЭВМ по программе Полюс
Рисунок 13 Номера элементов фермы
Рисунок 14 Схема действия постоянной нагрузки
: Расчетные усилия в стержнях фермы кН
: N(3) = -449.892N(14) = -449.892
: N(5) = -449.892N(14) = -449.892
: N(5) = -702.804N(13) = -702.804
: N(9) = -702.804N(13) = -702.804
: N(9) = -702.804N(16) = -702.804
: N(10) = -702.804N(16) = -702.804
: N(10) = -449.892N(17) = -449.892
: N(11) = -449.892N(17) = -449.892
: N(11) = 0N(12) = 0
: N(11) = -362.522N(2) = -362.522
: N(8) = 315.01N(11) = 315.01
: N(8) = -55.8N(17) = -55.8
: N(8) = -236.867N(10) = -236.867
: N(7) = 124.399N(10) = 124.399
: N(7) = -88.83N(16) = -88.83
: N(6) = -88.83N(13) = -88.83
: N(5) = 124.399N(6) = 124.399
: N(4) = -236.867N(5) = -236.867
: N(4) = -55.8N(14) = -55.8
: N(3) = 315.01N(4) = 315.01
: N(1) = -362.522N(3) = -362.522
: N(1) = 229.363N(4) = 229.363
: N(4) = 615.716N(6) = 615.716
: N(7) = 615.716N(8) = 615.716
: N(8) = 229.363N(2) = 229.363
: N(1) = -280.74N(18) = -280.74
: N(6) = 702.804N(19) = 702.804
: N(7) = 702.804N(19) = 702.804
: N(2) = -280.74N(20) = -280.74
Снеговая нагрузка 1 –й вариант снеговой нагрузки
Рисунок 15 Схема действия снеговой нагрузки по 1 варианту
: N(3) = -340.523N(14) = -340.523
: N(5) = -340.523N(14) = -340.523
: N(5) = -505.229N(13) = -505.229
: N(9) = -505.229N(13) = -505.229
: N(9) = -505.229N(16) = -505.229
: N(10) = -505.229N(16) = -505.229
: N(10) = -340.523N(17) = -340.523
: N(11) = -340.523N(17) = -340.523
: N(11) = -284.088N(2) = -284.088
: N(8) = 229.668N(11) = 229.668
: N(8) = -56N(17) = -56
: N(8) = -151.245N(10) = -151.245
: N(7) = 84.025N(10) = 84.025
: N(7) = -60N(16) = -60
: N(6) = -60N(13) = -60
: N(5) = 84.025N(6) = 84.025
: N(4) = -151.245N(5) = -151.245
: N(4) = -56N(14) = -56
: N(3) = 229.668N(4) = 229.668
: N(1) = -284.088N(3) = -284.088
: N(1) = 179.739N(4) = 179.739
: N(4) = 446.405N(6) = 446.405
: N(7) = 446.405N(8) = 446.405
: N(8) = 179.739N(2) = 179.739
: N(1) = -220N(18) = -220
: N(6) = 505.229N(19) = 505.229
: N(7) = 505.229N(19) = 505.229
: N(2) = -220N(20) = -220
Снеговая нагрузка 2 –й вариант снеговой нагрузки
Рисунок 16 - Схема действия снеговой нагрузки по 2 варианту
: N(3) = -349.783N(14) = -349.783
: N(5) = -349.783N(14) = -349.783
: N(5) = -370.135N(13) = -370.135
: N(9) = -370.135N(13) = -370.135
: N(9) = -326.761N(16) = -326.761
: N(10) = -326.761N(16) = -326.761
: N(10) = -233.387N(17) = -233.387
: N(11) = -233.387N(17) = -233.387
: N(11) = -202.891N(2) = -202.891
: N(8) = 150.014N(11) = 150.014
: N(8) = -34N(17) = -34
: N(8) = -102.399N(10) = -102.399
: N(7) = 30.9782N(10) = 30.9782
: N(7) = -30.9782N(9) = -30.9782
: N(6) = 30.9782N(9) = 30.9782
: N(5) = -30.9782N(6) = -30.9782
: N(4) = -60.0489N(5) = -60.0489
: N(4) = -129N(14) = -129
: N(3) = 240.703N(4) = 240.703
: N(1) = -286.515N(3) = -286.515
: N(1) = 181.274N(4) = 181.274
: N(4) = 391.822N(6) = 391.822
: N(7) = 305.074N(8) = 305.074
: N(8) = 128.367N(2) = 128.367
: N(1) = -221.879N(18) = -221.879
: N(6) = 348.448N(19) = 348.448
: N(7) = 348.448N(19) = 348.448
: N(2) = -157.121N(20) = -157.121
Усилия на ферму от единичного момента
Рисунок 17 - Схема действия усилия от единичного момента
: N(3) = -0.328N(15) = -0.328
: N(3) = -0.265793N(14) = -0.265793
: N(5) = -0.265793N(14) = -0.265793
: N(5) = -0.197931N(13) = -0.197931
: N(9) = -0.197931N(13) = -0.197931
: N(9) = -0.130069N(16) = -0.130069
: N(10) = -0.130069N(16) = -0.130069
: N(10) = -0.0622069N(17) = -0.0622069
: N(11) = -0.0622069N(17) = -0.0622069
: N(11) = -0.0446918N(2) = -0.0446918
: N(8) = 0.048468N(11) = 0.048468
: N(8) = -0.048468N(10) = -0.048468
: N(7) = 0.048468N(10) = 0.048468
: N(7) = -0.048468N(9) = -0.048468
: N(6) = 0.048468N(9) = 0.048468
: N(5) = -0.048468N(6) = -0.048468
: N(4) = 0.048468N(5) = 0.048468
: N(3) = -0.048468N(4) = -0.048468
: N(1) = 0.0446918N(3) = 0.0446918
: N(1) = -0.0282759N(4) = -0.0282759
: N(4) = -0.0961379N(6) = -0.0961379
: N(7) = -0.231862N(8) = -0.231862
: N(8) = -0.299724N(2) = -0.299724
: N(1) = 0.0346097N(18) = 0.0346097
: N(6) = -0.164N(19) = -0.164
: N(7) = -0.164N(19) = -0.164
: N(2) = -0.0346097N(20) = -0.0346097
Усилия от опорных моментов и распора
Рисунок 18 - Схема действия усилия от опорных моментов и распора
: N(1) = -160N(4) = -160
: N(4) = -150N(6) = -150
: N(6) = -140N(19) = -140
1 Расчёт сварных швов прикрепления раскосов и стоек к фасонкам и поясам фермы.
При расчёте узлов фермы определяем размеры сварных швов и назначаем габариты фасонок с таким расчётом чтобы на них размещались все сварные швы стержней.
Действующее в стержне усилие передаётся на обушок и перо уголка неодинаково т.к. ось стержня смещена в сторону обушка. Следовательно на шов у обушка передаётся большая сила чем на шов у пера. Для равнополочных уголков распределение силы N принимается примерно так: на обушок - на перо - . Задавшись толщиной сварного шва длину его на один уголок вычисляем по формуле (по металлу шва):
где k – коэффициент распределения усилия на обушок и перо. Принимаем для равнополочных уголков 07.
По расчёту по металлу границы сплавления формы:
Принимаем полуавтоматическую сварку тип электрода Э50А марка проволоки СВ-08Г2С
Таблица 4.1. Расчет сварных швов.
2. Расчет опорных узлов фермы.
Рисунок.4.4. Узел опирания стропильной фермы колону сбоку.
Опорное давление фермы передаётся на опорный столик. Учитывается возможный эксцентриситет передачи нагрузки возникающей из-за неплотного опирания фланца и его перекоса в своей плоскости угловые швы крепления столика рассчитывают на длине:
Расчёт опорного столика фермы:
Длина опорного столика из величины сварного шва
Опорный момент фермы имеет знак минус крепление нижнего пояса к полке не проверяем т.к. напряжения по поверхности контакта невелики их можно не проверять. Принимаем длину опорного столика
В узле крепления верхнего пояса сила пытается оторвать фланец от колонны и вызывает его изгиб.
где:расстояние между поясами фермы на опоре;
расстояние между болтами (назначаем).
Рисунок.4.5. Работа фланца ( к расчету узла крепления верхнего пояса).
Назначаем размер фланца а = 032м t = 002м.
Тогда напряжение во фланце равно:
Линия действия силы проходит через центр фланца в этом случае усилие растяжения во всех болтах одинаково. Рассчитаем необходимое количество болтов: ; ;
Рисунок.4.6. Нижний узел крепления фермы к колонне.
Шов крепления фланца к фасонке работает на срез его высота равна:
Опорное давление передаётся на колонну через торец листа (фланец) к которому приваривается нижний пояс и опорный каркас. Принимаем конструктивно опорный фланец толщиной 20мм ставим 6 болтов диаметром 36мм для крепления к колонне.
Швы крепления фланца к фасонке воспринимают опорную реакцию фермы и внецентренно приложенную силу . Под действие этих сил угловые швы работают на срез в двух направлениях.
Прочность соединения по металлу шва проверяем в точке действия наибольших результирующих напряжений:
Крепление нижнего пояса к фасонке.
расчётное усилие – N=113167кН из уголка 20020.
РАСЧЕТ СТУПЕНЧАТОЙ КОЛОННЫ
1. Подбираем сечение сплошной верхней и сквозной нижней частей колонны (сопряжение ригеля и колонны - жёсткое).
Для верхней части колонны в сечении 1-1: N=-84519кН М=-8469кНм Q=-1803кН; в сечении 2-2 при том же сочетании нагрузок (123*45): М=-2201кНм.
Для нижней части колонны: (изгибающий момент догружающий наружную ветвь) .
Соотношение жесткостей верхней и нижней частей колонны материал конструкций – сталь С-245 бетон фундамента – В-15. Коэффициент надёжности по нагрузке .
2 Определение расчётных длин колонны.
Рисунок.5.1. Схема одноступенчатой колонны.
Значение =186 определим по табл. 68 прил. [1].
Для нижней части колонны:
для верхней части колонны:
Расчётные длины из плоскости рамы для нижней и верхней частей равны соответственно: ; .
3. Подбор сечения верхней части колонны.
Сечение принимаем в виде сварного двутавра высотой .
По ф.14.14 [5] находим требуемую площадь сечения предварительно определив приближённые значения характеристик. Для симметричного двутавра
Значение коэффициента для двутавра определим по таблице73[1]. При . Тогда . По табл. 74 [1] .
Компоновка сечения: высота стенки предварительно принимаем . По ф. 14.15 [5] при и при условии местной устойчивости предельная гибкость стенки тогда требуемая толщина стенки
Принимаем и включаем в расчётную площадь сечения колонны только устойчивую часть стенки т.е. два участка шириной примыкающие к колонне. .
Тогда требуемая площадь полки .
Устойчивость полки обеспечена
Рисунок. 5.2. Сечение верхней части колонны.
Геометрические характеристики сечения:
Проверка устойчивости:
Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента по ф. 14.10 [5] при . По приложению 7 определения найдём максимальный момент в средней трети расчётной длины стержня
Рисунок.5.3. Определение максимального момента в средней трети расчетной длины.
В запас несущей способности в расчёт включаем редуцированную площадь .
4 Подбор сечения нижней части колонны.
Определим по ф. 14.23 [5] ориентировочное положение центра тяжести. Принимаем предварительно
Усилие в ветвях определим по формулам 14.18 и 14.19 [5].
- в подкрановой ветви.
По ф. 14.24 [5] определяем требуемую площадь ветвей и компонуем сечение. Для подкрановой ветви задаётся
Рисунок.5.4. Конструктивная схема нижней части колонны.
По сортаменту принимаем двутавр 45Б1: ; ; .
Для наружной ветви: .
Для удобства крепления решетки между внутренними гранями полок принимаем ( 423мм) толщину стенки ширину стенки .
Геометрические характеристики ветви:
Уточняем положение центра тяжести колонны:
Отличие от первоначально принятых размеров мало поэтому усилия в ветвях непересчитываем.
Проверка устойчивости ветвей. Проверку производим по формулам 14.20 и 14.21.
РАСЧЕТ РЕШЕТКИ ПОДКРАНОВОЙ ЧАСТИ КОЛОННЫ. ПОПЕРЕЧНАЯ СИЛА В ТЕЛЕ КОЛОННЫ .
Условная поперечная сила С245 по табл. 8.2.[5]
. Расчёт решётки проводим на . Усилие сжатия в раскосе
Принимаем L90х7; ; ; ;
Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня Геометрические характеристики всего сечения:
Приведённая гибкость
N2=206068 кН М2=1120 кНм
Для комбинации усилий догружающих подкрановую ветвь
N1=1870 кН М1=725кНм
Рисунок 5.5 Конструктивная схема колонны
5 Расчёт и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.
Расчётные комбинации усилий в сечении над уступом:
М=114 4кНм; N=53464кН.
М=27011кНм; N=85783кН.
Прочность стыкового шва (Ш1) проверяем в крайних точках сечения подкрановой части.
Первая комбинация М и N (сжатая наружная полка):
Вторая комбинация М и N (сжатая внутренняя полка):
Прочность шва обеспечена с большим запасом.
Толщину стенки траверсы определяем из условия её смятия по ф. 14.28
Учитывая возможный перекос опорного ребра балки принимаем .
Усилия во внутренней полке верхней части колонны (2-я комбинация) .
Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы (Ш2) по ф.(14.29)
Применяем полуавтоматическую сварку проволокой марки СВ-08ГА.
Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви составляем комбинацию усилий дающих наибольшую опорную реакцию траверсы. Такой комбинацией будет сочетание 12345* N=85783кН; М=12058кНм
Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 420х12мм а верхние горизонтальные ребра – из двух листов 180х12мм
Найдем геометрические характеристики траверсы.
Положение центра тяжести сечения траверсы:
Максимальная поперечная сила в траверсе с учётом усилия от кранов возникает при комбинации усилий 1 2 3 4(-) 5*
Рисунок. 5.6. Конструктивное решение узла.
Рисунок 5.7. Сечение траветсы
Рисунок 5.8 Расчетная схема траверсы
6 Расчёт и конструирование базы колонны.
Ширина нижней части колонны превышает 1м проектируем базу раздельного типа.
Расчётные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4):
М=1120кНм; N=206068кН (для расчёта базы наружной ветви);
М=-12117кНм; N=178805кН (для расчёта базы подкрановой ветви).
Определяем усилия в ветвях колонны.
Рис.5.9. Траверса база колонны
База наружной ветви: требуемая площадь плиты
По конструктивным соображениям свес плиты должен быть не менее 004м. Тогдапринимаем В=55см; принимаем L=45см; .
Среднее напряжение в бетоне под плитой .
Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние между траверсами в свету равно ; при толщине траверсы 0016м .
Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты.
Участок 1 (консольный свес ):
участок 2 (консольный свес ):
участок 3 (плита опёртая на четыре стороны: ):
участок 4 (плита опёртая на четыре стороны: ):
Принимаем для расчёта .
Требуемая толщина плиты ;
Принимаем (0002м - припуск на фрезеровку).
Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности всё усилие в ветви передаём на траверсы через четыре угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой марки 08Г2С d=0002м; Требуемая длина шва определяется по формуле:
Проводим проверка прочности траверсы на изгиб и на срез. Нагрузка на 1пог см одного листа траверсы.
Изгибающий момент в месте приварки траверсы к колонне:
Момент сопротивления листа траверсы: .
Условия прочности по нормальным напряжениям:
Условие прочности на касательные напряжения:
Существует большой запас прочности.
Расчёт анкерных болтов на крепление подкрановой ветви ( ):
Усилие в анкерных болтах :
требуемая площадь сечения болтов из стали Вст3кп2 по ГОСТ 535-88 ; -расчет сопротивления растяжению анкерных болтов (табл. 60*[1] )
; принимаем 4 болта d=20мм (по табл.62*[1]); .
Усилие в анкерных болтах наружной ветви меньше. Из конструктивных соображений принимаем такие же болты. Длина заделки болта в бетон согласно таб 5.6 [6] должно быть 105м.
Рисунок 5.10 Расчетная схема анкерных болтов
РАСЧЕТ КОЛОННЫ ФАХВЕРКА
Рисунок.6.1.Конструктивная схема.
В качестве ограждающей конструкции принимаю панель
нагрузка от ветра W=331кНм;
Определим изгибающий момент от ветровой нагрузки:
Расчётное значение от нагрузки стены: .
Изгибающий момент от нагрузки стены:
Расчётная длина стоек фахверка: .
Задаёмся гибкостью ;
Принимаем двутавр 35Ш1: ; ; ; ; ; ; .
Рисунок.6.2. Сечение колонны фахверка.
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПОДКРАНОВОЙ БАЛКИ
Сталь Вст3Гпс-1; по табл50[3]; Пролет балки 12м грузоподъемность крана Q=325 т; режим работы 3К
Рисунок. 7.1. Расчетная схема поезда крана.
Определяем нагрузку:
Для крана Q=325т масса тележки G=185т крановый рельс КР-80 по ГОСТ 4121-76* (высота рельса h=013м ширина подошвы в=013м площадь сечения А=000818 м
Определяем поперечное горизонтальное усилие на колеса крана от торможения тележки:
Определим расчётные усилия на колесе крана:
Определение расчётных усилий. Для определения наибольших изгибающих моментов и поперечных сил устанавливаем краны в нанаивыгоднейшее положение.
Расчётный момент от вертикальной нагрузки:
где: - ординаты линий влияния;
- учитывает влияние собственного веса.
Расчётный момент от горизонтальной нагрузки:
Рисунок.7.2. Схема определения для подкрановой балки.
Рисунок.7.3. Схема определения для подкрановой балки
Расчётные значения вертикальной и горизонтальной поперечных сил:
Подбор сечения балки. Принимаем подкрановую балку симметричного сечения.
Значение коэффициента определим по формуле:
где: ; ширина тормозной конструкции.
Требуемый момент сопротивления балки:
Оптимальная высота балки:
Минимальная высота балки:
где: - момент от загружения балки одним краном.
Задаёмся толщиной полок тогда .
Из условия среза стенки силой
Где: сопротивление срезу 085
Принимаем стенку толщиной =1см;
Размеры поясных листов определим по формулам:
Принимаем пояс из листа сечением 20х400мм .
Устойчивость пояса обеспечена т.к.:
Устойчивость обеспечена
Рисунок.7.4. Конструктивная схема соединения подкрановой балки с колонной.
Будем считать что вертикальная нагрузка воспринимается только сечением подкрановой балки а горизонтальная тормозной балкой в соответствии состав которой входит верхний пояс подкрановой балки.
Относительно оси ОХ:
Относительно оси ОУ (для тормозной балки)
Точка А: согласно п 5.17.[3]. Должно выполняться условие:
(при кранах режима работы 3к с гибким подвесом груза);
Проверка местной устойчивости балки. Условная гибкость стенки: следовательно необходима проверка стенки на устойчивость. Т.к. то необходима постановка поперечных рёбер жёсткости. Расстояние между основными рёбрами жесткости не должно превышать . Назначаем расстояние между рёбрами жёсткости 2000мм что меньше . Определим сечение рёбер жёсткости по конструктивным требованиям норм: ширина ребра – принимаем ; толщина ребра –
Для проверки местной устойчивости стенки балки выделим два расчётных участка – первый у опоры где наибольшие касательные напряжения и второй – в середине балки где наибольшие нормальные напряжения. Т.к. длина отсека а=2м. превышает его высоту то напряжения проверяем в сечениях расположенных на расстоянии от края отсека; длину расчётного отсека принимаем . Вычислим и : .
Проверяем местную устойчивость стенки балки первого отсека.
Рисунок. 7.5. Схема поперечных ребер и отсеков подкрановой балки.
Рисунок.7.6. Расчетные усилия для второго отсека.
Среднее значение изгибающего момента и поперечной силы на расстоянии х=15м от опоры(с учётом коэффициента на массу тормозной балки) составляет:
в середине отсека при х=13м ;
Среднее значение момента и поперечной силы в расчётном отсеке:
Определим напряжение в стенке опорного отсека при х=15м:
Нормальное(в уровне верхней кромке стенки) где ;
Касательные напряжения .
Местные напряжения под колесом мостового крана:
Определим критические напряжения для стенки опорного отсека при отклонении : и коэффициент защемления стенки где =2 – для неприваренных рельсов (по табл. 22 [1]).
При и по табл. 24 [1] находим предельное значение для балок симметричного сечения: =0406.
Критические напряжения вычисляем по формуле:
где: - по табл. 25 [1] при и .
Касательное критическое напряжение:
Критические напряжения от местного давления колёс крана:
где: по табл. 23 [1]
Проверим устойчивость стенки балки по формуле:
; т.е. устойчивость стенки в опорном отсеке балки обеспечена.
Проверяем устойчивость стенки балки в среднем отсеке середина которого расположена на расстоянии х=53м от опоры.
Рисунок.7.7. Расчетные усилия для первого отсека.
Нагрузка от колеса крана располагается посередине длины опорного отсека. Вычисляем опорные реакции и строим эпюры Q и М. .
В сечении 3-3 будет посередине отсека и в сечении 4-4 будет:
Среднее значение поперечной силы в расчётном отсеке с учётом коэффициента на массу тормозной балки:
Изгибающий момент равен:
Среднее значение момента с учётом коэффициента :
Определим напряжения в стенке среднего отсека:
местные напряжения под колесом крана - по расчёту опорного отсека.
Вычисляем критические напряжения для стенки среднего отсека балки при и что меньше предельного значения =1114 .
; т.е. устойчивость стенки в среднем отсеке балки обеспечена
2 Расчёт сварных соединений стенки с поясом.
Верхние поясные швы подкрановых балок из условия равнопрочности с основным металлом рекомендуется выполнять с проваркой на всю толщину стенки тогда их расчёт не требуется. Толщина поясных швов в общем случае обычно в начале назначают по конструктивным требованиям и проверяют их прочность по условию (при расчёте по прочности металла шва)
где: - по табл. 34* [1];
- минимальный катет швов;
- расчётное сопротивление металла шва (по табл. 56 [1]);
- коэффициент условия работы шва (п. 11.2 [1]).
- условие прочности швов соблюдается.
Рисунок.7.8. Соединение стенки с поясом
Рисунок.7.9. Местные напряжения в стенке подкрановых балок под колесом крана
Рисунок.7.10. Схема действия вертикальной и горизонтальной сил на подкрановую балку
3 Расчёт опорного ребра..
Опорное ребро балки опирается на колонну строганым торцом. Из конструктивных соображений принимаю сечение опорного ребра 400х20.
Проверим напряжение смятия в опорном ребре: .
Проверяем угловую опорную стойку на устойчивость. Для этого предварительно определим: расчётную площадь сечения
Рисунок. 7.11. Конструирование опорного ребра и расчетная схема.
Рисунок.7.12. Схема опорного ребра.
момент и радиус инерции сечения угловой стойки:
гибкость опорной стойки:;
Проверяем устойчивость опорной стойки:
Проверяем прочность сварных швов прикрепления торцевого ребра к стенке – сварка ручная; ; расчётная длина шва
т.е. прочность крепления торцевого ребра обеспечена.
Определение массы сварной подкрановой балки.
- строительный коэффициент.
Для крепления кранового рельса в верхнем поясе предусматривают отверстия d=21-23мм под болты d=20-22мм располагаемые с шагом 600-750мм.
В нижнем поясе балки в приопорной части проектируют по два отверстия для крепления балки к колонне болтами нормальной точности (класс В) d=20-22мм. В нижней половине опорных рёбер располагают 6-8 отверстий для соединения балок между собой. Торец опорного ребра строгать. В поперечных рёбрах жёсткости внутренние углы срезают на 40-60мм для пропуска поясных сварных швов. Продольные кромки стенки обрабатывают под сварку.
СИСТЕМА СВЯЗЕЙ ДЛЯ ОДНОЭТАЖНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ
Связи это важные элементы стального каркаса которые необходимы для:
обеспечения неизменяемости пространственной системы каркаса и устойчивости его сжатых элементов;
восприятия и передачи на фундаменты некоторых нагрузок (ветровых горизонтальных от крана);
создания жёсткости каркаса необходимой для обеспечения нормальных условий эксплуатации;
обеспечения условий высококачественного и удобного монтажа.
Связи подразделяются на связи между колоннами и связи между фермами (связи шатра).
Связи между колоннами.
Крестовые связи выше подкрановых балок.
Расчёт связей необходимо вести по предельной гибкости . принимаем по табл. 20 [1].
Геометрическая длина:
Требуемые радиусы инерции: ; .
По сортаменту выбираем 2 уголка 90х56х6мм.
Условие выполняется сечение связи достаточно.
Крестовые связи ниже подкрановых балок.
По сортаменту выбираем 2 уголка 75х50х5мм.
Вертикальные связи между фермами.
Геометрическая длина: ;
Требуемый радиус инерции: ;
По сортаменту выбираем уголок 63х5мм.
Условие выполняется сечение раскоса достаточно.
По сортаменту выбираем уголок 50х5мм.
Условие выполняется сечение стойки достаточно.
Связи по верхним и нижним поясам фермы.
По сортаменту выбираем уголок 70х5мм.
По сортаменту выбираем уголок 100х7мм.
Условие выполняется сечение распора достаточно.
По сортаменту выбираем 2 уголка 200х12мм.
По сортаменту выбираем уголок 56х5мм.
Рисунок 8.1 Поперечные связи фонаря.
Рисунок 8.2 Продольные связи фонаря.
Рисунок 8.3 Связи по верху фонаря.
СНиП II-23-81*. Стальные конструкцииГосстрой СССР. – М.:ЦИТП Госстроя СССР 1990. – 96с.
Воробьёв А. И. Руководство по выполнению курсового проекта «Одноэтажное производственное здание» студентам очного и заочного обучения специальности 29.03.00 – Промышленное и гражданское строительство. Дисциплина «Металлические конструкции». – Курган: Изд-во КГСХА 1999. – 67с. ил.
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействияГосстрой СССР. – М.ЦИТП Госстроя СССР 1986. – 36с.
СНиП 2.01.01- 82. Строительная климатология и геофизикаГосстрой СССР. – М.ЦИТП Госстроя СССР 1988. – 86с.
Металлические конструкции: Общий курс: Учеб. для ВУЗов Г.С. Ведеников Е.И. Беленя В.С. Игнатьева и др.; Под ред. Г.С. Веденикова. – 7-е изд. перераб и доп. – М.: Стройиздат 1998. – 760с.: ил.
Мандриков А. П. Примеры расчёта металлических конструкций: Учеб. пособие для техникумов. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1991. – 431с.: ил.

Итог лист 2 КОРР.cdw

Для защиты от коррозии конструкции окрасить масляной краской за 2 раза.
маслянной краски СНиП2.03.11-85 "Защита строительных конструкций от коррозии".
Общая масса конструкций по чертежу 40420.96
производственное здание
КГСХА ПГС СМиК 11598 КП
болты нормальной точности.
угловой шов невидимый.
угловой шов видимый.
Условные обозначения:
Сварочная проволока СВ-08Г2С.
Заводские швы выполнять полуавтоматической сваркой в среде СО .
Болты М22 отверстия d=24мм. точности В из стали класса прочности 4.6.
Анкерные гайки d=48мм из стали марки ВСт3КП2 (ГОСТ 535-88).
Связи прикреплять монтажной сваркой после предварительной сборки на болты.
Тип электродов Э-50.
Данный лист смотреть совместно с листом 1.
Отверстия в плите d=50мм.
Спецификация сталь С-390 ГОСТ 2772-88
Таблица отправочных марок
Подкрановая балка БП-1