• RU
  • icon На проверке: 59
Меню

ПГС, КП по МК (проект по металлическим конструкциям), 5 курс.

  • Добавлен: 13.09.2021
  • Размер: 26 MB
  • Закачек: 2
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Представляю курсовой проект одноэтажного промышленного здания. Район строительства город Уренгой, расчетная температура -54 градуса, тк данная температура меньше -45 то климат считается суровым. Пролет здания 24 метра, длина 114 метров, шаг колонн 6 метров, тип здания – отапливаемое. Кран грузоподъемностью 80 тонн, режим работы 5К.

Для отапливаемого здания в суровом климате наибольшее расстояние между температурными швами вдоль блока по длине здания составляет 160 м, по ширине блока - 110 м (табл. 44 СП 16.13330.2017).

В данном случае длина здания (114м) и его ширина (24м) не превышают предельно допустимого значения, следовательно, компонуем один температурный блок.

Определяем количество цифровых осей делением длины здания на шаг колонн:

ДЛ/В+1=114/6+1=20

Буквенных осей 2 шт., т.к. здание однопролётное.

Наибольшее расстояние от торца здания до оси ближайшей вертикальной связи для отапливаемых зданий в суровом климате составляет 60 м (табл. 44 СП 16.13330.2017). В данном случае середина длины температурного блока находится от торца здания на расстоянии ДЛ/2=114/2=57 м, что не превышает предельное значение. Следовательно, устанавливаем один блок вертикальных связей по колоннам и располагаем его посередине длины температурного блока в осях «10-11».

В надкрановой части колонн проектируем вертикальные связи в осях «1-2», «10-11», «19-20».

В уровне нижних поясов ферм проектируем поперечные и продольные горизонтальные связи. Поперечные горизонтальные связи всегда устанавливаются в торцах температурных блоков, и, в случае превышения длины блока 144 м, устанавливаются промежуточные поперечные горизонтальные связи через каждые 60 м. В нашем случае длина составляет 114 м, что не превышает допустимого значения, следовательно, устраиваем поперечные горизонтальные связи по нижним поясам ферм только по торцам здания.

Так как здание является однопролетным, то продольные горизонтальные связи устраиваем вдоль двух рядов колонн. Продольные связи, в свою очередь, совместно с поперечными образуют жесткий контур в плоскости нижних поясов ферм.

Состав проекта

icon Ферма.pdf
icon МК КП2 рабочий Возженникова КРАЙНИЙ.docx
icon Колонна.pdf
icon МК ПЗ Возженникова А.Е. СУЗ16-1.pdf
icon Компановка.pdf
icon МК ГЧ Возженникова А.Е. СУЗ16-1.pdf
icon МК КП2 рабочий Возженникова КРАЙНИЙ!!!!!.dwg
icon МК КП2 рабочий Возженникова КРАЙНИЙ!!!!!.bak
icon Задание на КП МК Возженникова А.Е. СУЗ16-1.pdf
icon РЕЧЬ НА ЗАЩИТУ МК.docx

Дополнительная информация

Содержание

Содержание

1.Компоновка конструктивной схемы каркаса

1.1.Исходные данные

1.2.Компоновка однопролетной поперечной рамы

2.Сбор нагрузок на каркас и поперечную раму каркаса

2.1.Сбор постоянных нагрузок от веса несущих и ограждающих конструкций здания

2.2.Снеговая нагрузка

2.3.Ветровая нагрузка

2.4.Сбор крановых нагрузок на элементы каркаса здания

3.Статический расчет поперечной рамы каркаса

3.1.Построение расчетной схемы и назначение жесткостей элементам поперечной рамы каркаса здания

3.2.Приложение нагрузок на поперечную раму

3.3.Определение внутренних усилий в элементах поперечной рамы

4.Расчет внецентренно-сжатой колонны каркаса

4.1.Определение расчетных усилий в сечениях колонны

4.2.Расчетные длины колонн

4.3.Подбор сплошного сечения внецентренно сжатого стержня колонны

4.4.Подбор сквозного сечения внецентренно сжатого стержня колонны

4.5.Узлы внецентренно сжатых колонн

4.5.1.Расчет опорного столика

4.5.2.Расчет подкрановой траверсы ступенчатой колонны

4.5.3.Расчет раздельной базы внецентренно сжатой колонны

5.Расчет сварной подкрановой балки симметричного сечения

6.Расчет стропильной фермы

6.1.Сбор нагрузок на ферму

6.2.Подбор и проверка сечений стержней ферм

6.4.Расчет сварных швов

6.5.Расчет монтажных стыков фермы

6.6.Расчет узлов сопряжения фермы с колонной

Список литературы

Компоновка конструктивной схемы каркаса

Исходные данные

Район строительства – г. Уренгой;

-54 - Температура воздуха наиболее холодных суток, °С, обеспеченностью 0,98;

Пролет здания: L = 24 м;

Длина здания: 114 м;

Шаг колонн: B = 6 м;

Тип здания: отапливаемое;

Грузоподъёмность крана: Q = 80 тс;

Режим работы крана: 5К;

Высота от уровня пола до головки кранового рельса: HУГР = 12,8 м;

Фундаменты из бетона класса прочности: B 12,5.

Контент чертежей

icon МК ПЗ Возженникова А.Е. СУЗ16-1.pdf

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра строительных конструкций
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Тема: «Металлический каркас одноэтажного производственного
по дисциплине: «Металлические конструкции включая сварку»
Компоновка конструктивной схемы каркаса 4
2.Компоновка однопролетной поперечной рамы 4
Сбор нагрузок на каркас и поперечную раму каркаса 7
1.Сбор постоянных нагрузок от веса несущих и ограждающих
конструкций здания 7
2.Снеговая нагрузка 9
3.Ветровая нагрузка 10
4.Сбор крановых нагрузок на элементы каркаса здания 11
Статический расчет поперечной рамы каркаса 14
1.Построение расчетной схемы и назначение жесткостей элементам
поперечной рамы каркаса здания 14
2.Приложение нагрузок на поперечную раму 16
3.Определение внутренних усилий в элементах поперечной рамы 18
Расчет внецентренно-сжатой колонны каркаса 27
1.Определение расчетных усилий в сечениях колонны 27
2.Расчетные длины колонн 31
3.Подбор сплошного сечения внецентренно сжатого стержня колонны . 33
4.Подбор сквозного сечения внецентренно сжатого стержня колонны 40
5.Узлы внецентренно сжатых колонн 53
5.1.Расчет опорного столика 53
5.2.Расчет подкрановой траверсы ступенчатой колонны 54
5.3.Расчет раздельной базы внецентренно сжатой колонны 58
Расчет сварной подкрановой балки симметричного сечения 62
Расчет стропильной фермы 76
1.Сбор нагрузок на ферму 76
2.Подбор и проверка сечений стержней ферм 78
Металлический каркас
одноэтажного производственного
Кафедра строительных
4.Расчет сварных швов 80
5.Расчет монтажных стыков фермы 81
6.Расчет узлов сопряжения фермы с колонной 83
Список литературы 87
Компоновка конструктивной схемы каркаса
Район строительства – г. Уренгой;
-54 - Температура воздуха наиболее холодных суток °С обеспеченностью
Пролет здания: L = 24 м;
Длина здания: 114 м;
Шаг колонн: B = 6 м;
Тип здания: отапливаемое;
Грузоподъёмность крана: Q = 80 тс;
Режим работы крана: 5К;
Высота от уровня пола до головки кранового рельса: HУГР = 128 м;
Фундаменты из бетона класса прочности: B 125.
Компоновка однопролетной поперечной рамы
Согласно СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия»
допустимый прогиб стропильной фермы пролетом 24 м равен:
По справочным данным приложения А учебного пособия установим
габариты мостового опорного крана грузоподъемностью Q = 80 т:
высота крана Н = 3700 мм;
свес крана В1 = 400 мм;
тип кранового рельса – КР-100;
высота рельса hр = 150 мм;
пролет крана (с учетом привязки крановой ветви к разбивочной оси
λ=1000 мм) LК = 22м;
рекомендуемая высота подкрановой балки при шаге колонн В = 6 м
Высота колонны выше уровня головки кранового рельса до низа
стропильных конструкций равна:
при высоте колонны от чистого пола до уровня головки кранового рельса:
Компоновка конструктивной схемы
полезная высота цеха будет равна:
Так как полученное значение не кратно модульному размеру высоты 06 м
проводим корректировку размера. Принимаем полезную высоту цеха равной
Высота верхней части колонны:
Высота нижней части колонны при предварительно задаваемой глубине
Общая высота колонны каркаса от уровня фундамента до низа стропильных
Определяем высоту сечения верхней части колонны (проход не требуется
так как режим работы крана 5К):
с учетом унификации предварительно принимаем в = 450 мм то есть
привязка колонны к разбивочной оси будет а=250 мм.
Сечение нижней части колонны проектируем сквозным высоту сечения
назначаем из следующих условий:
Окончательно принимаем высоту сечения нижней части колонны н =
Рис. 1. Предварительная компоновка поперечной рамы каркаса
Сбор нагрузок на каркас и поперечную раму каркаса
Сбор постоянных нагрузок от веса несущих и ограждающих
Поскольку здание отапливаемое принимаем следующие
ограждающие конструкции: для стен – панели сэндвич толщиной 250 мм
для покрытия – конструкции послойной сборки со слоем утеплителя из
полужестких минераловатных плит γ=100 кгм3 толщиной 300 мм.
Таблица 1. Постоянные нагрузки на 1 м2 покрытия
Наименование нагрузки
Защитный слой гравия
Слой утеплителя γ =100
Профилированный настил
Стальные прогоны (6м)
Погонная нагрузка на ригель поперечной рамы от веса покрытия включая
собственный вес фермы и связей по покрытию при шаге рам B = 6 м равна:
Вес стенового ограждения из панелей сэндвич с остеклением в уровне
верхней и нижней частях колонны равен:
где B – шаг колонн (или ширина грузовой площади колонны при устройстве
ств(н) – высота глухого ограждения в верхней и нижней частях колонны
соответственно с учетом крепления ограждения м;
Сбор нагрузок на поперечную раму
окв(н) – высота остекления в верхней и нижней частях колонны м.
Собственный вес колонны равен:
грузоподъемности крана (таблица 3.3) кгсм2. Для каркаса здания с кранами
L – пролет здания м;
Вес надкрановой части ступенчатой колонны может быть принят
Собственный вес подкрановых конструкций:
Для упрощения расчета поперечной рамы каркаса собственный вес
подкрановых конструкций учитывается вместе с временной крановой
Коэффициент учитывающий снос снега с покрытия здания под действием
ветра определяется по формуле 10.2 СП 20.13330.2016:
где b – ширина покрытия b = 24 м l– длина покрытия l = 114 м.
принимается по таблице 11.2 СП 20.13330.2016. При высоте покрытия 204 м
и открытом типе местности А равен 1255 (по линейной интерполяции).
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию
покрытия определяется по формуле 10.1 СП 20.13330.2016:
принимаемый в зависимости от снегового района. Город Новый Уренгой
относится к V снеговому району с весом снегового покрова на 1 м2
населенных пунктов РФ данное значение принимают по приложению К СП
нагрузке на покрытие. Покрытие здания плоское малоуклонное поэтому
схема снеговой нагрузки – равномерно распределенная с коэффициентом
Расчетное значение снеговой нагрузки получаем путем умножения
нормативного значения на коэффициент надежности который для снеговой
Погонная снеговая нагрузка на ригель поперечной рамы при шаге рам В = 6м
По карте 2 приложения Е СП 20.13330.2016 определяем что город Новый
Уренгой относится к III ветровому району. Нормативное значение ветрового
давления по таблице 11.1 СП 20.13330.2016 равно w0 = 38 кгсм2.
Нормативное значение ветровой нагрузки w определяется как сумма средней
определяется по формуле:
высоте принимается по таблице 11.2 СП 20.13330.2011;
с – аэродинамический коэффициент внешнего давления принимаемый по
приложению Д.1 СП 20.13330.2016 в зависимости от формы здания и
покрытия. Аэродинамические коэффициенты для ветрового давления c
наветренной и подветренной сторон принимаются равными +08 и 05
STARK ES в пункте 3.3).
Расчетное значение ветровой нагрузки получаем путем умножения
нормативного значения на коэффициент надежности который для ветровой
Расчет ветровой нагрузки представлен в таблице 2.
Таблица 2. Расчет ветровой нагрузки на поперечную раму здания
которого приведено в таблице
Для значения суммарного логарифмического декремента колебаний
Сбор крановых нагрузок на элементы каркаса здания
Исходные данные: масса крана грузоподъемностью Q=80 т пролетом Lк=22м
равна Gкр= 98 т масса тележки крана Gтел= 33 т нормативное значение
максимальной вертикальной нагрузки от колес крана: FН = 347 кНFiН = 367
Рис. 2. Размеры базы крана грузоподъемностью Q=80 т
Расчетное значение вертикальной максимальной крановой нагрузки на балку
от колеса крана Fmax будет равно:
для расчета подкрановой балки:
от колеса крана (по справочным данным);
для расчета колонны:
Нормативное значение минимальной крановой нагрузки от колеса крана
определим по выражению:
где Q – грузоподъемность крана;
Нормативное значение горизонтальной нагрузки от торможения тележки
Соответственно расчетное значение горизонтальной
Построим геометрическую схему двух смежных подкрановых балок
пролетами В=6 м с расстановкой на них колес от двух сближенных кранов и
вычислим ординаты линии влияния yi:
y1=1; y2=0125; y3=0850;y4=0508 y5=0358
Рис. 3. Определение давлений на колонну от колес двух кранов
Максимальное вертикальное давление крана на колонну определенное по
линии влияния с учетом коэффициента сочетаний будет равно:
= 085 [41640 (0125 + 0508 + 0358) + 44040 (0850 + 1)]
n – число ординат на линии влияния с учетом неблагоприятной расстановки
Минимальное вертикальное давление крана:
Горизонтальная нагрузка от торможения тележки крана:
Статический расчет поперечной рамы каркаса
Построение расчетной схемы и назначение жесткостей элементам
поперечной рамы каркаса здания
Упрощенная расчетная схема поперечной рамы с учетом высоты нижней и
верхней частей колонн и пролета приведена ниже.
Рис. 4. Расчетная схема поперечной рамы
Согласно ранее произведенным расчетам постоянной и снеговой нагрузок на
покрытие суммарная погонная нагрузка на ферму покрытия составляет
q=996+1800=2796кгсм 2796 кНм. По справочным данным (табл. 4.2)
верхний пояс фермы пролетом 24 м при погонной нагрузке q=31 кНм имеет
сечение 2 L 125×8 нижний пояс 2 L100×65. Принимаем данный вариант с
запасом прочности. Тогда площадь сечения нижнего пояса AВ=1969×2=3938
см2 а площадь сечения верхнего пояса равна AН=1282×2=2564 см2 по
Момент инерции сечения фермы при высоте h=315 м определим по
h – расстояние между осями поясов;
– коэффициент учитывающий деформативность решетки сквозного
сечения с параллельными поясами.
Статический расчет поперечной рамы
Для ступенчатой колонны по справочным данным (табл. 4.1) принимаем для
верхней части колонны составное сварное сечение из стенки размерами
0×8 мм (с учетом предварительно подобранной высоты сечения) и полок
размерами 360×20 мм. Нижняя часть колонны – из двух ветвей: сечение
наружной ветви (н.в.) принимаем из гнутого швеллера ГН [500x177x12]
сечение внутренней ветви (в.в.) – из составного двутавра стенка которого
размерами 500×12 мм и полок размерами 280×12 мм. . Высота сечения
нижней части колонны (с учетом предварительно подобранной высоты
сечения) равна 1250 мм.
Момент инерции сечения верхней части колонны определяем по формуле
yi – расстояние между собственным центром тяжести элементарной фигуры и
общим центром тяжести всего сечения.
Тогда момент инерции сечения верхней части колонны будет равен:
+ 36 2 ( ) ) = 712067 см4
Момент инерции сечения нижней части колонны при высоте сечения h=125
м определим по приближенной формуле для сквозных сечений при этом
площадь сечения: Ан.в.=50 12 + 177 2 12 = 10248 см2;Ав.в.=50 12 +
2 12 = 1272 см2. Тогда момент инерции сечения нижней части
колонны будет равен:
Соответственно соотношение жесткостей (моментов инерции) нижней и
верхней частей колонны будет равно:
а соотношение жесткостей ригеля и верхней части колонны будет равно:
Для ручного статического расчета назначаем следующие жесткости
элементов рамы: Iв=I; Iн=125I; Iр=216I.
Приложение нагрузок на поперечную раму
Нагрузки на поперечную раму собирают раздельно по видам (от
собственного веса конструкций снега кранов ветра и т.д.) при этом ширина
грузовой площади равна шагу колонн B=6 м.
Нагрузку от веса конструкций на расчетную схему рамы прикладывают в
6 кгсм и сосредоточенных сил в уровне верхней и нижней частей колонн:
Моменты в уровне уступов колонн от действия постоянной нагрузки
принимаются равными:
где L – пролет рамы м;
н в – высота сечения нижней и верхней частей колонны соответственно м.
Снеговую нагрузку на расчетную схему рамы прикладывают в виде плоской
распределенной нагрузки на ригель рамы. При равномерно распределенной
снеговой нагрузке на покрытие плоская распределенная нагрузка на ригель
Моменты в уровне уступов колонн от действия снеговой нагрузки
Ветровая нагрузка воздействующая на продольные стены здания в уровне
шатра (выше уровня нижнего пояса фермы) на расчетной схеме
прикладывается в виде сосредоточенных сил W и W’ определяемых по
где п – высота покрытия от уровня нижнего пояса фермы до верха парапета:
Плоская равномерно распределенная нагрузка с наветренной стороны здания
равна q=4469 кгсм с подветренной стороны – q’=2789 кгсм.
Сосредоточенная сила равнодействующая распределенной нагрузке в уровне
шатра с наветренной стороны здания равна:
а с подветренной стороны:
для подветренной и наветренной сторон здания.
Крановая нагрузка при расчете рам считается квазистатической и одинаковой
для колес с одной стороны крана. Крановые нагрузки на раму
Вертикальные крановые нагрузки прикладываются на расчетную схему рамы
в уровне уступа колонны при этом величина нагрузок увеличивается на
вертикальные крановые нагрузки с учетом собственного веса подкрановых
Эксцентриситет приложения вертикальной крановой нагрузки относительно
центра тяжести сечения нижней части колонны учитывается введением на
следующему выражению:
Горизонтальная крановая нагрузка прикладывается к стойке рамы со стороны
нахождению в этой стороны пролета тележки крана с максимальным грузом.
Определение внутренних усилий в элементах поперечной рамы
Расчет от действия постоянной снеговой ветровой и крановой нагрузок был
произведен в расчетной компьютерной программе STARKES 2019. В
программе были заданы исходные сечения каждого элемента рамы а также
приложены сосредоточенные нагрузки для каждого вида загружения.
Результаты расчета в виде эпюр от продольной и поперечной сил а также от
действия изгибающего момента представлены ниже.
) Постоянная нагрузка
Рис. 5. Эпюра моментов в поперечной раме от постоянной нагрузки
Рис. 6. Эпюра продольных усилий в поперечной раме от постоянной
Рис. 7. Эпюра поперечных усилий в поперечной раме от постоянной нагрузки
Рис. 8. Эпюра моментов в поперечной раме от постоянной нагрузки (M кНм)
Рис.9. Эпюра моментов в поперечной раме от снеговой нагрузки
Рис.10. Эпюра продольных усилий в поперечной раме от снеговой нагрузки
Рис. 11. Эпюра поперечных усилий в поперечной раме от снеговой нагрузки
Рис. 12. Эпюра моментов в поперечной раме от снеговой нагрузки (M кНм)
Рис.13. Расчетная схема поперечной рамы от действия средней
составляющей ветровой нагрузки
Рис.14. Эпюра продольных усилий в поперечной раме от ветровой нагрузки
Рис. 15. Эпюра поперечных усилий в поперечной раме от ветровой нагрузки
Рис. 16. Эпюра моментов в поперечной раме от ветровой нагрузки (M кНм)
В данном расчете были рассмотрено 3 случая приложения крановой
нагрузки: приложение ma приложение
горизонтальной нагрузки в направлении колонны и подкрановой балки.
Эпюры данных случаев представлены ниже.
А) Случай №1(приложение max и min вертикальных нагрузок)
Рис.17. Расчетная схема поперечной рамы от действия крановой нагрузки (№1)
Рис. 7. Эпюра продольных усилий в поперечной раме от крановой нагрузки
Рис. 8. Эпюра поперечных усилий в поперечной раме от крановой нагрузки
Рис. 20. Эпюра моментов в поперечной раме от крановой нагрузки (M1 кНм)
Б) Случай №2 (приложение горизонтальной нагрузки в направлении
Рис.21. Расчетная схема поперечной рамы от действия крановой нагрузки (№2)
Рис.22. Эпюра продольных усилий в поперечной раме от крановой нагрузки (N2кН)
Рис.23. Эпюра поперечных усилий в поперечной раме от крановой нагрузки
Рис. 24. Эпюра моментов в поперечной раме от крановой нагрузки (M2 кНм)
В) Случай №2 (приложение горизонтальной нагрузки в направлении
Рис.25. Расчетная схема поперечной рамы от действия крановой нагрузки (№3)
Рис.26. Эпюра продольных усилий в поперечной раме от крановой нагрузки
Рис.27. Эпюра поперечных усилий в поперечной раме от крановой
Рис. 28. Эпюра моментов в поперечной раме от крановой нагрузки (M3 кНм)
Стоить отметить что в данном расчете предельное значение собственной
полученные в программе STARK ES представлены на рисунке 29.
Рис.29. Значения собственной частоты рассчитанные в программном
Расчет внецентренно-сжатой колонны каркаса
Определение расчетных усилий в сечениях колонны
Согласно нормам проектирования СП 20.13330.2016 «Нагрузки и
воздействия» при расчете конструкций необходимо устанавливать наиболее
неблагоприятные сочетания нагрузок позволяющие получить в каждом
расчетном сечении элемента максимально возможные усилия.
В общем случае на поперечную раму каркаса одноэтажного промышленного
здания оборудованного мостовыми кранами в период эксплуатации
действуют четыре вида нагрузок: от собственного веса ветра снега и
мостовых кранов. Крановая нагрузка дополнительно подразделяется на
вертикальную (от давления колес кранов) и горизонтальную (от торможения
Таблица 3. Группы нагрузок на поперечную раму по длительности
снеговой нагрузки L2
Временные длительные
пониженное значение снеговой
ветровой нагрузки L3
пониженное значение крановой
Из таблицы 5.1 видно что временные длительные нагрузки составляют
максимум 70% от полного значения временной нагрузки. В связи с этим при
поиске максимально возможных усилий в сечениях элементов пониженные
Расчет внецентренно-сжатой колонны
значения временных нагрузок можно вообще не рассматривать и вести
расчет с учетом только полных значений временных нагрузок.
В таком случае коэффициенты сочетаний для временных нагрузок будут
равны: для первой t1 =10; для второй t2 =09 для третьей и последующих t3 =t4 = =07.
Рис.30. Расчетные сечения ступенчатой колонны
Таблица 4. Расчетные усилия в сечениях ступенчатой колонны
Сечения и усилия M кгс м; N кгс; Q кгс
Таблица 5.Расчетные сочетания нагрузок
Сечения комбинации нагрузок и усилия M кгс м; N кгс; Q кгс
L1+L3*+09 (L4*+L5*)+07L2
L1+L3+09 (L4*+L5*)+07L2
Расчетные длины колонн
Под расчетной длиной стержня обычно понимают условную длину
однопролетного стержня критическая сила которого при шарнирном
закреплении его концов такая же как для заданного стержня. По
физическому смыслу расчетная длина стержня с произвольными
закреплениями концов является наибольшим расстоянием между двумя
точками перегиба изогнутой оси определяемым из расчета этого стержня на
устойчивость по методу Эйлера.
– коэффициент расчетной длины зависящий от условий закрепления
концов стержня и вида нагрузки.
Для плоских стержневых систем расчетную длину сжатых стержней следует
определять как в плоскости так и из плоскости системы (перпендикулярной
Рис. 9. К определению расчетных длин колонны в плоскости и из плоскости
В верхней части колонны действует нагрузка от веса покрытия стенового
ограждения и надкрановой части колонны а также снеговая нагрузка общим
В нижней части колонны действует нагрузка от веса стенового ограждения и
подкрановой части колонны а также максимальное давление от крана на
колонну с учетом собственного веса подкрановых балок общим весом:
= 3105 + 3024 + 10810835 = 11423735 кгс
Определяем параметры соотношения погонных жесткостей верхней и
нижней частей колонны n и отношения расчетных осевых усилий в верхней и
нижней частях колонны :
При жестком закреплении колонны в фундаменте и при закреплении
верхнего конца от поворота но при возможности его свободного смещения
Коэффициент расчетной длины для верхней части одноступенчатой колонны
Рассчитываем расчетные длины одноступенчатой колонны в плоскости
Из плоскости рамы расчетные длины для нижней и верхней частей колонны
назначаем с учетом раскрепления связями и подкрановыми балками при
Назначаем материал колонны. Согласно приложению В СП 16.13330.2017
группы рекомендуется применение стали марки С245 по ГОСТ 27772-88*.
Расчетное сопротивление стали по пределу текучести равно (таблица В.5 СП
кгссм2. Коэффициент условий работы
определяемый по таблице 1 СП 16.13330.2011 для колонн одноэтажных
производственных зданий с мостовыми кранами равен γс=105.
Проверим подобранное ранее сечение верхней части колонны с размерами
стенки 450х8 мм и полок 360х20 мм.
Определяем геометрические характеристики сформированного составного
двутаврового сечения:
момент инерции сечения относительно оси Ox
+ 36 2 ( ) ] = 712067 см4
момент инерции сечения относительно оси Oy
радиус инерции сечения относительно оси Ox
радиус инерции сечения относительно оси Oy
момент сопротивления сечения относительно оси Ox
Относительный эксцентриситет сечения в плоскости изгиба рамы равен:
Условная гибкость стержня относительно оси Ox:
Коэффициент влияния формы сечения определяем по таблице Д.2 СП
Тогда приведенный относительный эксцентриситет равен:
Так как приведенный относительный эксцентриситет mеf ≤ 20 а так-же
отсутствуют ослабления сечения расчет на прочность верхней части
колонны выполнять не требуется.
Для проверки общей устойчивости верхней части колонны в плоскости рамы
определим коэффициент устойчивости стержня при внецентренном сжатии
по таблице Д.3 СП 16.13330.2017 (по линейной интерполяции) для значений
Определим гибкость стенки двутаврового сечения:
соблюдается и стенка устойчива.
В условии общей устойчивости учтем полную площадь сечения А:
Условие устойчивости обеспечивается с запасом по несущей способности (1055)100%=45%.
целесообразно уменьшить сечение поясов.
Примем размеры поясов 320х14 мм.
Местная устойчивость полки считается обеспеченной в случае когда
условная гибкость свеса не превышает предельных значений:
Для свеса полки двутаврового сечения:
Следовательно условие на местную устойчивость полки выполняется.
характеристики составного двутаврового сечения будут равны:
Условие устойчивости обеспечивается с запасом по несущей способности (1083)100%=17%.Экономия материала составила 28 %.
Окончательный вариант сечения верхней части колонны представлен на
Рис. 10. Сечение верхней части колонны
Для проверки общей устойчивости стержня из плоскости рамы необходимо
длины но не менее половины наибольшего момента по длине стержня.
сочетаниина грузок L1+ L3*+09(L4*+L5*)+07L2 . При этом же сочетании
Максимальный момент в средней трети длины верхней части колонны будет
Половина наибольшего момента в верхней части колонны равна:
Относительный эксцентриситет:
Условная гибкость стержня верхней части колонны из плоскости рамы равна:
определим по таблице Д.1 СП 16.13330.2017 линейной интерполяцией тогда
Условие устойчивости внецентренно сжатого стержня
постоянного сечения из плоскости действия момента:
Устойчивость обеспечивается с запасом по несущей способности (1067)100%=33%.
Произведенный расчет условной гибкости стенки двутаврового сечения
ребрами жесткости в местах расположения фланцевых соединений.
Ширину парного симметричного ребра жесткости принимаем:
+ 40 = 545 мм 100 мм
Условная гибкость свеса пояса (полки) определяется по формуле:
Предельная условная гибкость свеса пояса составного двутаврового сечения
линейной интерполяцией между значениями вычисленными по формулам
сечения без окаймления и отгибов определяется по формуле:
Так как условная гибкость свеса пояса (полки) не превышает предельной
двутаврового сечения верхней части колонны обеспечена.
Гибкость стержня верхней части колонны в плоскости рамы равна:
Предельная гибкость для основных колонн каркасов зданий принимается
стержня верхней части колонны в плоскости рамы обеспечивается.
Гибкость стержня верхней части колонны из плоскости рамы:
следовательно условие предельной гибкости стержня верхней части
колонны из плоскости рамы обеспечивается.
Подбор сквозного сечения внецентренно сжатого стержня колонны
Стержень сквозной колонны как правило состоит из двух ветвей
объединенных соединительной решеткой. Исчерпание несущей способности
сквозного стержня может наступить как из-за потери общей устойчивости
всего стержня так и его ветвей по отдельности искривляемых в плоскости
рамы на участках между узлами решетки а из плоскости рамы на участках
между узлами связей (опорами колонн подкрановых балок
подстропильных ферм узлами крепления связей и ригелей и т.п.).
Подбор сквозного сечения состоит из двух этапов:
) подбор сечения ветвей;
) компоновка сечения с соединительной решеткой.
Рис. 11. Сквозное сечение нижней части колонны и соединительная решетка
Материал для нижней части колонны принимаем аналогично материалу для
верхней части колонны т.е.сталь марки С245.
Определим расчетные усилия в ветвях сквозной колонны предварительно
где 0 – расстояние между осями ветвей определяемое как размер высоты
сечения колонны за вычетом расстояния от стенки до центра тяжести сечения
швеллера шатровой ветви;
5 см = 125 5 = 120 см
Усилие в крановой (внутренней) ветви:
Усилие в шатровой (наружной) ветви:
Определим требуемую площадь сечения ветвей из условия устойчивости из
плоскости рамы (при центральном сжатии) задавшись коэффициентом
требуемая площадь крановой ветви В1:
требуемая площадь шатровой ветви В2:
Определим радиус инерции сечения
Ориентируясь на требуемую площадь сечения и радиус инерции сечения
принимаем для крановой ветви В1 прокатный двутавр с параллельными
гранями полок по ГОСТ Р 57837-2017 I40Б3 со следующими
геометрическими характеристиками: А=1025 см2; I Iy=216989
см4; h=406 мм; b=201 мм; tw (s)=95 мм; tf (t)=16 мм.
Для шатровой ветви В2 которая в нашем случае менее нагруженная чем
крановая ветвь принимаем составное сечение типа швеллера из листа
сечением – 14х320 мм (по размерам наружной полки составного
двутаврового сечения верхней части колонны) и двух равнополочных
уголков по ГОСТ 8509-93 из расчета площади сечения А =(7461432)2=149 см2 а также с учетом конструктивных требований примем
уголки - 140х10 со следующими геометрическими характеристиками:
Определим геометрические
момент инерции сечения относительно собственной оси Ox
статический момент сечения относительно оси 0-0 проходящей по
внешней грани сечения:
расстояние от стенки до центра тяжести сечения швеллера:
момент инерции сечения относительно собственной оси Oy
+ 32 14 (32 07)2 + 2 (51229 + 2733 (382 + 14 32)2)
радиус инерции сечения относительно собственной оси Ox
радиус инерции сечения относительно собственной оси Oy
Уточняем положение центра тяжести сквозного сечения и расчетные усилия
Проверяем устойчивость ветвей из плоскости рамы для чего
типе сечения «b» (таблица 7 СП 16.13330.2017) для шатровой ветви – при
Устойчивость крановой (внутренней) ветви В1 из плоскости рамы:
Устойчивость крановой ветви В1 из плоскости рамы обеспечивается с
запасом по несущей способности (1-082)100%=18%.
Устойчивость шатровой (наружной) ветви В2 из плоскости рамы:
Устойчивость шатровой ветви В2 из плоскости рамы обеспечивается с
запасом несущей способности (1-096)100%=4%.Окончательный вариант
сечения нижней части колонны представлен на рисунке.
Проверим обеспечение условия по предельной гибкости для ветвей
нижней части колонны из плоскости рамы:
- для крановой (внутренней) ветви В1:
Следовательно условие предельной гибкости для крановой ветви В1 из
плоскости рамы обеспечивается;
- для шатровой (наружной) ветви В2:
Следовательно условие предельной гибкости для шатровой ветви В2
из плоскости рамы обеспечивается.
Окончательный вариант сечения нижней части колонны представлен на рис.
Рис. 12. Сечение нижней части колонны
Из условия равноустойчивости ветвей нижней части колонны в плоскости и
из плоскости рамы определим расстояние между узлами закрепления
соединительной решетки сквозного сечения:
для крановой (внутренней) ветви В1
для шатровой (наружной) ветви В2
Учитывая рациональный угол наклона решетки 40÷50° при высоте сечения
нижней части колонны hН=125 см принимаем расстояние между узлами
закрепления соединительной решетки l1=250 см.
Гибкость крановой и шатровой ветвей в плоскости рамы будет равна:
Условная гибкость ветвей соответственно равна:
Условная гибкость отдельных ветвей между узлами не должна превышать
что в нашем случае выполнятся для обеих ветвей.
Проверим условие устойчивости ветвей в плоскости рамы:
устойчивость в плоскости рамы обеспечивается с запасом по несущей
способности (1-072)100%=28%;
способности (1-075)100%=25%.
Определим геометрические характеристики составного сквозного сечения
нижней части колонны:
момент инерции сечения относительно собственной оси Ox (в плоскости
Гибкость составного сквозного стержня относительно свободной оси Ox (в
плоскости изгиба) равна:
тогда условная гибкость составного сквозного стержня относительно
свободной оси Ox (в плоскости изгиба) будет равна:
Подберем сечение соединительной раскосной решетки.
Поперечное усилие в нижней части колонны при неблагоприятном сочетании
нагрузок равно Qmax=13595 кгс.
Условная поперечная сила при продольном расчетном усилии в стержне
Так как 13595 кгс >13516 кгс за расчетную поперечную силу принимаем
Расчетное усилие сжатия в стержнях соединительной решетки сквозной
колонны определим по формуле:
где n – количество плоскостей решетки чаще всего решетка располагается в
двух плоскостях то есть n=2;
α – угол между раскосом и ветвью колонны;
фактической поперечной силы определенной при статическом расчете рамы
условия устойчивости при центральном сжатии предварительно
Принимаем решетку из одиночного равнополочного уголка по ГОСТ 8509-93
Длина раскоса решетки при расстоянии между осями ветвей 0 = 1218 сми
угле между раскосом и ветвью колонны α=45°:
Условие устойчивости раскоса:
выполняется с запасом по несущей способности (1-098)100%=2%.
сквозного двухветвевого сечения с решетками:
b – расстояние между осями ветвей b= 0 = 1218 см;
тогда при гибкости сквозного стержня в целом относительно свободной оси
а условная приведенная гибкость:
Полученное значение условной приведенной гибкости стержня меньше чем
Определим требуемое расстояние между узлами соединительной решетки из
это соответствует углу между раскосом и ветвью колонны при треугольной
а при треугольной решетке с распорками
Учитывая то что рациональный угол наклона решетки составляет 35÷55°
принимаем схему треугольной решетки с распорками с расстоянием между
В таком случае гибкости ветвей в плоскости рамы будут равны:
Условные гибкости ветвей соответственно равны:
Проверку устойчивости ветвей в плоскости рамы проводить не требуется так
как она была обеспечена при бльших значениях гибкости ветвей.
Условная гибкость раскоса равна:
выполняется с запасом по несущей способности (1-092)100%=8%.
двухветвевого сечения с решетками равен:
С откорректированной решеткой сквозной нижней части колонны условия
предельной условной гибкости для ветвей колонны выполняются:
Определим относительный эксцентриситет m внецентренно сжатого стержня
сквозной колонны по формуле:
a– расстояние от главной оси сечения перпендикулярной плоскости
действия момента до оси наиболее сжатой ветви но не менее расстояния до
оси стенки ветви в нашем случае наиболее сжатой является шатровая
(наружная) ветвь и расстояние а принимается равным:
Для проверки общей устойчивости нижней части колонны в плоскости рамы
Условие общей устойчивости внецентренно сжатого стержня сквозной
колонны в плоскости действия момента (рамы) совпадающей с плоскостью
Устойчивость нижней части колонны в плоскости рамы обеспечивается с
запасом по несущей способности (1-068)100%=32%.
Схема соединительной решетки нижней части колонны представлена на
Рис. 13. Схема соединительной решетки нижней части колонны
Узлы внецентренно сжатых колонн
5.1. Расчет опорного столика
Опорное давление фермы от веса покрытия и снега:
Принимаем опорный столик из листа толщиной 40 мм и шириной равной
ширине опорного фланца нижнего пояса фермы.
Расчетная нагрузка на два вертикальных сварных шва крепящих опорный
столик к полке двутаврового сечения верхней части колонны равна:
Назначим материалы для сварки согласно п. 14.1.8 СП 16.13330.2017
удовлетворяющие условию:
металлу границы сплавления;
Для механизированной сварки принимаем сварочную проволоку марки Св08ГА с расчетным сопротивлением сварного соединения по металлу шва
согласно таблице Г.2 СП 16.13330.2017:
Катет сварного шва примем из условия п. 14.1.7а СП 16.13330.2017:
где t – толщина наиболее тонкого из соединяемых элементов. В нашем
случае наименьшая толщина у полки двутаврового сечения верхней части
Коэффициенты проплавления сварного шва принимаем по таблице 39 СП
Следовательно условие прочности сварного соединения с угловыми швами
согласно п.14.1.16 СП 16.13330.2017 имеет вид:
Определим требуемую длину сварных швов из расчета восприятия нагрузки
двумя вертикальными швами:
Максимально допустимая длина флангового сварного шва по п. 14.1.7г СП
следовательно условие п. 14.1.7 г обеспечивается.
5.2. Расчет подкрановой траверсы ступенчатой колонны
Расчетные усилия в сечении 2-2 над уступом колонны M=22983 кгсм; N=14946 кгс; давление от кранов (с учетом собственного веса подкрановых
Примем толщину опорной плиты 25 мм тогда при ширине опорного ребра
подкрановой балки br=400 мм расчетная длина участка смятия стенки
траверсы на опоре будет равна lef=40+225=45 (см).
Определим требуемую толщину стенки траверсы из условия смятия:
Определим опорную реакцию на опоре траверсы со стороны подкрановой
Поперечная сила в опорном сечении траверсы по формуле:
Высоту траверсы определим из условий обеспечения прочности на срез
стенки траверсы и стенки подкрановой ветви а также прочности сварных
швов крепления стенки траверсы к стенке подкрановой ветви колонны.
Для определения необходимой длины сварных швов крепления стенки
траверсы к стенке подкрановой ветви колонны зададимся материалами для
сварки согласно п. 14.1.8 СП 16.13330.2017 удовлетворяющими условию:
Согласно п. 14.1.7а СП 16.13330.2017 катет сварного шва не должен
случае наименьшая толщина у стенки двутаврового сечения подкрановой
ветви колонны t = 8 мм.
По таблице 38 СП 16.13330.2017 минимальный катет шва назначается в
зависимости от толщины более толстого из свариваемых элементов в нашем
Принятое значение катета сварного шва удовлетворяет обоим условиям.
Тогда требуемая длина четырех сварных угловых швов соединяющих стенку
траверсы с подкрановой ветвью колонны при N=R будет равна:
Условие соблюдается требуемая высота стенки траверсы из условия
размещения сварных швов:
Наибольшая высота траверсы требуется из условия обеспечения прочности
Для определения максимального усилия передаваемого по внутренней полке
двутаврового сечения верхней части колонны необходимо выбрать
неблагоприятное сочетание усилий Mmax- и Nсоотв для расчетного сечения 2-2.
РасчетныеусилиясоставляютM=-9598 кгсм; N=-40064 кгс;
Усилие F вычислим по формуле:
прочности сварного соединения вертикальных ребер со стенкой траверсы:
Прочность сварных швов обеспечена.
Конструктивно задаемся размерами поясов траверсы. Нижний пояс
принимаем шириной 372 мм. Верхний пояс конструируем из двух полос
шириной по 156 мм. Толщину поясов принимаем равной 12 мм.
Окончательный вариант подкрановой траверсы ступенчатой колонны
представлен на рис. 26 27.
Рис. 14. Подкрановая траверса ступенчатой колонны
Рис. 15. Сечения подкрановой траверсы ступенчатой колонны
5.3. Расчет раздельной базы внецентренно сжатой колонны
Материал фундамента колонны – бетон В125 с расчетным сопротивлением
Определяем усилия в ветвях колонны при их максимальном загружении:
= 526 530 мм (ширина широкополосного универсального проката по
Конструируем раздельную базу для наиболее нагруженной крановой ветви
В1. Требуемая площадь опорной плиты равна:
Тогда ширина плиты должна быть не менее:
Конструктивно с учетом всех свесов и приняв запас 6 см на толщину
Определим изгибающие моменты в плите для трёх расчетных участков:
участок 1 – консольный с вылетом l=625 см:
244 = 026 05 рассматривается как балка пролетом l=62 см:
411725 32 > 2 рассматривается как балка пролетом l=11725 см:
Толщину опорной плиты определим из условия:
Принимаем толщину плиты 20 мм (при строганой поверхности опорной
плиты необходимо учесть припуск по толщине не менее 2 мм тогда толщину
проката для заготовки следует принять с учетом сортамента 22 мм).
Высоту траверсы назначаем из условия размещения сварных угловых швов
где t – толщина наиболее тонкого из соединяемых элементов в нашем случае
четырьмя вертикальными швами:
следовательно условие п. 14.1.7 г выполняется.
Высоту траверсы принимаем:
Определим усилия в анкерных болтах при сочетании усилий в опорном
для крановой ветви В1
для шатровой ветви В2
Для расчета анкерных болтов выбираем наибольшее усилие в нашем случае
наиболее нагружены анкерные болты шатровой ветви.
Принимаем анкерные болты из стали марки 09Г2С-4 по ГОСТ 19281
Расчетное сопротивление болта растяжению равно Rba=2300 кгссм2 по
таблице Г.7 СП 16.13330.2017.
Усилие в одном болте при количестве болтов с одной стороны колонны n=4:
Условие прочности анкерных болтов выполняется
Расчет сварной подкрановой балки симметричного сечения
Назначаем материал подкрановых конструкций. Согласно приложению В
конструкций 1-ой группы рекомендуется применение стали марки С345 по
ГОСТ 27772-88*. Расчетное сопротивление стали по пределу текучести равно
СП 16.13330 примечание 5).
Определим нагрузки на подкрановые конструкции от вертикальных и
горизонтальных воздействий крана и собственного веса подкрановых
нормативная вертикальная нагрузка от колес крана с учетом
собственного веса подкрановых конструкций (α =103 при пролете балки 6 м)
нормативная горизонтальная нагрузка от торможения тележки крана
(была определена ранее)
расчетная вертикальная нагрузка в месте приложения давления колес
крана с учетом собственного веса подкрановых конструкций и совместной
работы двух сближенных кранов
расчетная вертикальная нагрузка от одного колеса крана
расчетная горизонтальная нагрузка от торможения тележки крана
расчетная вертикальная нагрузка от колес кранов при расчете на
Усилия в подкрановой балке определим для двух схем расстановки колес
кранов соответствующих возникновению максимального изгибающего
момента и максимального поперечного усилия.
Расчет сварной подкрановой балки
симметричного сечения
При схеме расстановки колес соответствующей максимальному
изгибающему моменту в балке (рис. 2829) опорные реакции вычислим из
уравнений равновесия.
Рис. 16. Схема расстановки колес для I случая
Рис.39. Расчетные усилия в подкрановой балке с наибольшим изгибающим
моментом для I случая
От вертикальных воздействий опорные реакции равны:
От горизонтальных крановых воздействий на балку опорные реакции равны:
Максимальный изгибающий момент
поперечному усилию в балке (рис. 3031) опорные реакции от вертикальных
Рис.40. Схема расстановки колес для II случая
Рис.41. Расчетные усилия в подкрановой балке с наибольшим поперечным
Максимальное поперечное усилие в опорном сечении балки от вертикальной
нагрузки (в предположении что колесо крана находится не над опорой а в
Определим максимальные изгибающие моменты в балке от нормативных
значений вертикальных и горизонтальных нагрузок для расчета прогибов
Рис.42. Схема расстановки колес одного крана для III случая
Рис.43. Расчетные усилия в подкрановой балке с наибольшим изгибающим
моментом от нормативных нагрузок
Максимальный изгибающий момент в середине пролета от нормативной
Определим требуемый момент сопротивления сечения из условия прочности
на восприятие вертикальных крановых нагрузок:
вертикальной нагрузки (с учетом собственного веса);
– коэффициент определяемый по формуле:
горизонтальной нагрузки;
БП – высота сечения подкрановой балки предварительно принимаемая
равной рекомендованной высоте с учетом грузоподъемности кранов и
пролета подкрановых конструкций (приложение А учебного пособия) или по
Н – ширина тормозной конструкции назначаемая равной высоте сечения
нижней части ступенчатой колонны.
Оптимальная высота подкрановой балки с учетом экономного расходования
материала при гибкости стенки λw =120 будет равна:
Минимальный момент инерции сечения из условия жесткости с учетом
тогда минимальная высота подкрановой балки равна:
Толщину стенки балки определим из системы условий:
высота сечения балки будет равна:
а момент инерции сечения
Требуемая ширина поясов с учетом заданных размеров стенки баки и
толщины поясов равна:
Определим достаточность толщины поясов исходя из обеспечения местной
устойчивости сжатого пояса балки. Условная гибкость свеса пояса равна:
ширины и толщины обеспечивается.
Геометрические характеристики для подобранного сечения подкрановой
балки относительно оси Ox следующие:
момент инерции сечения
момент сопротивления сечения
статический момент полусечения
статический момент верхнего сжатого пояса балки
Компонуем тормозную балку с наружным поясом из швеллера [24У по ГОСТ
Рис. 44 Определение геометрических характеристик сечения подкрановой и
Установим положение центра тяжести сечения тормозной балки (рис. 34):
площадь сечения тормозной балки
статический момент сечения тормозной балки относительно оси yo-yo
= 306 1212 + 1026 08 673 93327 см3
расстояние до центра тяжести сечения тормозной балки
Геометрические характеристики сечения тормозной балки относительно оси
+ 1026 08 (673 528)2
+ 40 16 5282 419587см4
минимальный момент сопротивления сечения (относительно крайнего
волокна наружного пояса)
максимальный момент сопротивления сечения (относительно крайнего
волокна внутреннего пояса)
Выполним проверки прочности сечения подкрановой конструкции:
при действии момента в вертикальной плоскости (с учетом работы
сечения только подкрановой балки)
при действии момента в горизонтальной плоскости (с учетом работы
сечения только тормозной балки)
при действии в сечении подкрановой балки поперечной силы
при действии моментов в двух главных плоскостях (для расчетной
точки сечения А верхнего пояса)
при действии местных напряжений от сосредоточенной вертикальной
нагрузки от одного колеса крана
или момент инерции сечения состоящего из пояса и рельса в случае
приварки рельса швами обеспечивающими совместную работу пояса и
√170652 17065 17384 + 173842 + 3 29322 049 1
то же для опорного сечения
√173842 + 3 118442 = 073 ≤ 1
Таким образом все условия
конструкции обеспечена.
Выполним проверку прочности верхних поясных швов подкрановой
конструкции на действие сдвигающего усилия T и давление от
сосредоточенного груза V:
Для механизированной сварки принимаем сварочную проволоку марки Св10ГА с расчетным сопротивлением сварного соединения по металлу шва
согласно таблице Г.2 СП 16.13330.2016:
Коэффициенты проплавления сварного шва для автоматической и
5(таблица 39 СП 16.13330.2016).
расчетным сечением является сечение по металлу шва.
Из условия обеспечения прочности поясных сварных швов определим
Общую устойчивость подкрановой балки обеспечивает раскрепление
сжатого пояса тормозной балкой связанной с подкрановой балкой
сплошными сварными швами.
Выполним проверку местной устойчивости стенки подкрановой балки.
Условная гибкость стенки равна:
что превышает 22 и 25 следовательно стенку балки следует укреплять
ребрами жесткости и выполнять расчет местной устойчивости стенки.
Принимаем укрепление стенки основными поперечными ребрами жесткости
«Стальные конструкции» в зависимости от значения
Условие выполняется.
√(17384 ) + (11844 )
Условие выполняется местная устойчивость стенки обеспечена.
Выполним расчет на усталость:
= 2– по таблице 36 СП 16.13330.2017 при максимальных
Прогиб балки определим по формуле:
Предельно допустимый вертикальный прогиб составляет
Прогиб тормозной балки:
Предельно допустимый горизонтальный прогиб составляет
требованиям жесткости.
В целом запроектированная подкрановая конструкция из сварного
симметричного двутавра подкрановой балки и тормозной балки
удовлетворяет требованиям I и II групп предельных состояний с учетом
особенностей работы и режимов загружений.
Окончательный вариант сечения подкрановой балки представлен на рисунке
Рис. 45 Сечение подкрановой балки
Расчет стропильной фермы
Стропильной конструкцией является ферма с параллельными поясами
пролетом 24 м и высотой 315 м. Материал стержней ферм и фасонок – сталь
Сбор нагрузок на ферму
Сбор нагрузок и определение усилий в ферме были проведены в пункте 3
данного курсового проекта. Результаты занесены в таблицу 6. Схема
распределения усилий в ферме представлена ниже на рисунке 36.
Рис. 46 Схема распределения усилий в ферме
Таблица 6 .Расчетные сочетания нагрузок
2. Подбор и проверка сечений стержней ферм
Таблица 7. Подбор и проверка сечений стержней фермы
Подбор и проверка сечений стержней ферм
Геометрические характеристики сечений уголков приняты по ГОСТ 8509-93
момент инерции относительно осей x и y определяется по формулам:
Расчет на прочность элементов из стали с нормативным сопротивлением
Ryn 440 Нмм2 при центральном сжатии выполняем по формуле 5 [1]:
Гибкость стержня относительно оси x и y соответственно:
Условная гибкость стержня:
Расчет на устойчивость элементов сплошного сечения при центральном
сжатии выполняем по формуле 7 [1]:
Проверка по условию предельной гибкости сжатых элементов:
Предельная гибкость на растяжение:
Толщину фасонки принимаем равной 10 мм.
При этом необходимо чтобы выполнялись следующие условия:
kfkfmax= 12t где t – наименьшая из толщин свариваемых элементов – для
Согласно п. 15.2.3 [1] расстояние между краями элементов решетки и пояса в
узлах сварных ферм с фасонками принимаем а = 50 мм что больше а = (6t –
) = (610 – 20) = 40 мм и не более 80 мм (здесь t = 10 мм – толщина
Таблица 6.Расчет сварных швов
Расчет монтажных стыков фермы
Разбиваем ферму на 2 отправочные марки по 12 м.
Стык осуществляется высокопрочными болтами по ГОСТ 7798 которые
имеют следующие сопротивления растяжению:
Rbun= 10400 кгсм2 – согласно табл. Г.5 [1];
Rbt = 7280 кгсм2 – согласно табл. Г.5 [1].
Где n – количество болтов;
Аbn– площадь болта нетто согласно таблице Г.9 [1].
Стык верхнего пояса(2125x8 А = 4866 см2)
N = 66460 кгс – продольная сила (сжатие)
В случае сжатия болты ставятся конструктивно.
Принимаем 4 болта db = 20 мм устанавливаемых в отверстия d = 22 мм.
Принимаем расстояние между болтами по табл.40 [1].
amax= 4d = 422 = 88 мм amax= 8t= 820 = 160 мм.
Нижний пояс соединяем двумя фланцами сечением 300х250х20 мм каждый
общей площадью А = 3025 = 750 см2.
Толщину фланца проверим расчётом по прочности на изгиб:
Момент при изгибе фланца определяем как в защемленной балке пролетом
b равным расстоянию между болтами 130 мм:
Стык нижнего пояса (275х8 А = 23 см2)
N = 62938 кгс – продольная сила (растяжение)
Принимаем 4 болта db = 20 мм с Аbn= 245 см2 устанавливаемых в отверстия d
Нижний пояс соединяем двумя фланцами
каждыйобщей площадью А = 3225 = 800 см2.
Расчет узлов сопряжения фермы с колонной
Вертикальная нагрузка (срез):
Ny= N1-2sin484° =42060sin484° 314524 кгс
Горизонтальная нагрузка (растяжение):
Nx= N1-2cos 484° + N1-12 = -42060cos 484°+33989 60643кгс
Принимаем болты диаметром db= 20 мм. Диаметр отверстия d = 22 мм.
Расчет на сдвиг проверяем по п. 14.3 [2]:
трения соединяемых элементов стянутых одним болтом определяют по
гдеRbh =630 Нмм2 = 6426 кгсм2 – согласно табл. Г.8 [1];
Аbn= 245 см2 – площадь болта нетто согласно таблице Г.9 [1];
поверхности – дробеметный;
h = 112 коэффициент определенный согласно табл.42 [1].
Расчет производим на сдвиг в нижнем узле по формуле 192 [1].
Расчет высоты фасонки
Принимаем конструктивно высоту фасонки = 26 см
Нижний узел присоединяем к верхней части колонны фланцем сечением
0х200х20 мм площадью А = 3020 = 600 см2.
b равным расстоянию между болтами 100 мм:
N = 8898 кгс – продольная сила (сжатие)
Принимаем конструктивно 4 болта db = 20 мм устанавливаемых в отверстия
Верхний пояс присоединяем к верхней части колонны фланцевым сечением
0х200х20 мм общей площадью А = 3020 = 600 см2.
В местах крепления фермы к колонне устанавливаем ребра жесткости
СП 16.13330.2017 Стальные конструкции. Актуализированная редакция
СНиП II-23-81* Москва 2011 – 178 стр.
СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция
СНиП 2.01.07-85* Москва 2011 – 96 стр.
«Металлические конструкции одноэтажны промышленных зданий»
Н.Д.Корсун ТИУ 2017 – 187 стр.
Г.С.Веденников Е.И.Беленя В.С.Игнатьева Металлические конструкции.
Общий курс: Учебник для вузов– 7-е изд. перераб. и доп. – М.:
Стройиздат 1998. – 760 с.

icon МК КП2 рабочий Возженникова КРАЙНИЙ!!!!!.dwg

Металлический каркас одноэтажного производственного здания
Кафедра строительных конструкций
С О Г Л А С О В А Н О
Схема расположения связей по нижним поясам ферм
Схема расположения связей по верхним поясам ферм
Схема расположения основных элементов каркаса
Отправочная марка ОМ-1
Схема распределения усилий в ферме ФС1
В спецификации расход дан на одну отправочную марку ОМ-1. Общее количество отправочных марок в составе фермы ФС1 - 22. Примечания см. лист 2.
Элементы раскосной решетки условно не показаны. 2. Конструкции каркаса окрасить эмалью ПФ-115 ГОСТ 6465-76 за два раза по грунтовке ГФ-017 ОСТ 6-10-1428-79. 3. Сопряжение фермы с колонной выполняется с применением высокопрочных болтов из стали 40Х по ГОСТ Р 52644-2006
под гайки и головки устанавливаются шайбы по ГОСТ 22355-77. 4. Монтаж конструкций вести на болтах нормальной точности по ГОСТ 1759-70
под гайки болтов устанавливаются круглые шайбы по ГОСТ 11371-78. 5. Сварные соединения производить автоматической сваркой сварной проволокой Св-08Г2 по i0
Катет угловых швов kf=6 мм
Район строительства - г. Уренгой. Расчетная температура -54°С. 2. Примечания см. лист 2.
под гайки и головки устанавливаются шайбы по ГОСТ 22355-77. 4. Подготовку контактных поверхностей во фрикционных соединениях следует производить дробеметным методом. При расчете фрикционных соединений принят коэффициент трения 0
5. Монтаж конструкций вести на болтах нормальной точности по ГОСТ 1759-70
под гайки болтов устанавливаются круглые шайбы по ГОСТ 11371-78. 6. Сварные соединения производить автоматической сваркой сварной проволокой Св-10ГА по 7. ГОСТ 2246-70 с флюсом АН-348-А по ГОСТ 9087-81. 8. Катет угловых швов kf=6 мм
Элементы раскосной решетки условно не показаны. 2. Конструкции каркаса окрасить эмалью ПФ-115 ГОСТ 6465-76 за два раза по грунтовке ГФ-017 ОСТ 6-10-1428-79. 3. Сопряжение фермы с колонной выполняется с применением высокопрочных болтов по ГОСТ Р 52644-2006
под гайки болтов устанавливаются круглые шайбы по ГОСТ 11371-78. 5. Сварные соединения для колонны производить автоматической сваркой сварной проволокой Св-08ГA
сварные соединения для подкрановой балки и фермы производить сварной проволокой Св-10ГА по ГОСТ 2246-70 5. Катет угловых швов kf=6 мм
Спецификация элементов отправочной марки ОМ-1
Лист S20х320 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х320 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х180 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S160х14 ГОСТ 8509-93С345 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S160х12 ГОСТ 8509-93С345 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S80х8 ГОСТ 8509-93С345 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S90х8 ГОСТ 8509-93С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х100 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х80 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х60 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х510 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х430 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S20х330 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х250 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S32х330 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S75х6 ГОСТ 8509-93С345 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S90х7 ГОСТ 8509-93С345 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S125х10 ГОСТ 8509-93С345 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S75х8 ГОСТ 8509-93С345 ГОСТ 27772-2015;
Спецификация элементов колонны К1
Лист S12х320 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х976 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S8х320 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S40х140 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Двутавр S40Б1 ГОСТ Р 57837-2017С345 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S160х10 ГОСТ 8509-93С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S16х320 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х300 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х150 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S20х430 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S12х210 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х120 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S30х130 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х40 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х155 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х374 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х450 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х1100 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S8х100 ГОСТ 8509-93С245 ГОСТ 27772-2015;
Схема расположения основных элементов каркаса. Схема расположения связей по верхним и нижним поясам фермы. Разрез 1-1
Отправочная марка ОМ-1. Схема распределения усилий в ферме ФС1. Узлы 1-4. Сечения 1-1 4-4
Лист S20х200 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х170 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х210 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S125х8 ГОСТ 8509-93С345 ГОСТ 27772-2015;
ГОСТ 8509-93С345 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S110х8 ГОСТ 8509-93С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х200 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S20х270 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х240 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х400 ГОСТ 19903-2015С345 ГОСТ 27772-2015;
Лист S14х320 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S8х422 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S8х100 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S40х100 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Двутавр S40Б3 ГОСТ Р 57837-2017С245 ГОСТ 27772-2015;
Уголок S10х140 ГОСТ 8509-93С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х220 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х150 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х300 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х100 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S20х130 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S12х360 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S22х390 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S10х110 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S16х20 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S25х450 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S12х156 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S8х800 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Лист S12х372 ГОСТ 19903-2015С245 ГОСТ 27772-2015;
Ведомость элементов каркаса
Подкрановая балка ПБ1
Подкрановая балка ПБ2
Стропильная ферма ФС1
Связь вертикальная СВ1
Связь вертикальная СВ2
Связь вертикальная СВ3
Связь горизонтальная СГ1
Связь горизонтальная СГ2

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 4 часа 46 минут
up Наверх