Курсовой проект на тему Курсовой проект 161223-01

курсовая


Содержание.

Исходные данные.
3


Материал конструкций.
3


Компоновка поперечной рамы.
3


Расчет поперечной рамы производственного здания.
4


Расчетные усилия в сечениях рамы.
17


Расчет подкрановой балки.
18


Расчет ступенчатой колонны.
21


Расчет стропильной фермы.
32


Список используемой литературы
40






















Исходные данные.
1.Пролет здания: 36 м;
2.Длина здания: 102 м;
3.Шаг поперечных рам: 6 м;
4.Климатический район строительства: III снеговой район – 1,8 кПа;
5.Нормативная ветровая нагрузка: I ветровой район - 0,23 кН/м2;
6.Тепловой режим: отапливаемое здание;
7.Тип кровли: стальной настил с утеплителем по прогонам;
8.Вид утеплителя: пенобетон;
9.Режим работы крана: 6К;
10.Грузоподьемность крана: 80 т;
11.Высота головки подкранового рельса: 16 м;

Материал конструкций.
1.Колонны: сталь С255, Ry= 24кН/см2;
2.Фермы: сталь С275, Ry= 27кН/см2;
3.Подкрановые балки: сталь С255, Ry= 24кН/см2;

Компоновка поперечной рамы.
Здание отапливаемое, однопролетное. В здании предусмотрены два мостовых крана с группой работы 6К и грузоподъемностью 80т. Наружные стены выполнены из навесных панелей. Для обеспечения пространственной жесткости в продольном направлении предусмотрены стальные вертикальные связи по колоннам, а также горизонтальные по нижнему и верхнему поясам фермы. Жесткость здания в поперечном направлении обеспечивается защемлением колонн в фундаменте. Покрытие без подстропильных ферм, кровля теплая по прогонам, стропильная ферма типовая, с параллельными поясами, высотой на опоре 2,25 м., сопряжение фермы с колонной – жесткое, здание отапливаемое с фонарем Нф=1250 мм., шириной 6 м.
?в+?доп=100+300=400 мм – минимальный вертикальный зазор между мостовым краном и конструкциями каркаса
?г=60 мм - минимальный горизонтальный зазор между мостовым краном и конструкциями каркаса

??
р
тр
=
??
г
+
Н
кр
+
?в+?доп
=16,0+3,7+0,4=20,1 м – требуемая отметка низа ригеля

??
р
?
??
р
тр
=20,1 м – отметка ригеля
??
р
=20,1 м

??
н
=

??
г
?
??
0

?

?
пб
+
?
р

+

??
0
?
??
ф

=16,0?
1,022+0,15
+0,6=15,43 м – длина нижней части ступенчатой колонны

??
в
=

??
р
?
??
г

+

?
пб
+
?
р

=
20,1?16,0
+
1,022+0,15
=5,27 м - длина верхней части ступенчатой колонны
Принимаем привязку наружной грани колонн к оси равной а=250мм.


Принимаем

Определим расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны:
l1?В1+(hв-а)+75=300+(450-250)+75=575 мм, принимаемl1=1000 мм (кратно 250мм.),
где hв-высота сечения верхней части колонны.
При этом

Расстояние между центрами тяжести сечений верхнего и нижнего участков колонн:
е0=(0,45..0,55)hн-0,5hв=(0,45..0,55)*1250-0,5*450=400мм.
Соотношение моментов инерции сечений:
n=Jн/Jв=5, n=Jр/Jн=4.

Расчет поперечной рамы производственного здания.
/
Рис.1.Расчетная схема рамы.

Компоновка конструкции покрытия.
Вид нагрузки
Нормативная нагрузка, кН/м2
Коэффициент надежности по нагрузке
Расчетная нагрузка, кН/м2

Гравийная защита
0,3
1,3
0,4

Гидроизоляция (3 слоя рубероида)
0,2
1,3
0,36

Цементная стяжка 20 мм
0,4
1,3
0,52

Утеплитель (пенобетон)600 кг/м3
0,12
1,3
0,16

Пароизоляция (1 слой рубероида)
0,05
1,3
0,065

Профилированный настил
0,13
1,05
0,14

Прогоны
0,1
1,05
0,105

Стропильная ферма
0,2
1,05
0,21

Связи покрытия
0,06
1,05
0,065

Фонарь
0,12
1,05
0,125

Итого:
1,65

2,15


Постоянная нагрузка.
Определим расчетную равномерно распределенную линейную нагрузку на ригель:

??
??
=

??
кр
•
??
ф

????????
=
2,15•6
1
=13кН/м;
Опорная реакция ригеля рамы:

??
??
=

??
кр
•??
2
=
13•36
2
=312кН;

Нагрузка от веса колонн.
Расчетный вес колонны примем равным 0,3кН/м2. Определим массы верхней и нижней части колонны:
Gв=1,05·0,2·0,3·6·12=9 кН, Gн=1,05·0,8·0,3·6·12=36 кН.
Продольное усилие в месте уступа: F1=FR+GB=312+9=321кН
Продольное усилие в месте примыкания ригеля: F2=F1+GН=321+36=357кН
Изгибающий момент в месте уступа: M=e0·F1=0,4·321=128,4кНм.
/
Рис.2.Расчетная схема рамы. Постоянная нагрузка.

Снеговая нагрузка.
Для третьего снегового района принимаем вес снегового покрова Sg=1,8 кН/м2.
Линейная распределенная нагрузка от снега:
Qs=µ·Sg·Bф=1·1,8·6=10,8 кН/м
Опорная реакция ригеля:

??
??
=

??
??
•??
2
=
10,8•36
2
=259 кН;
/
Рис.3.Расчетная схема рамы. Снеговая нагрузка.
Ветровая нагрузка.
Для I ветрового района нагрузка W0=0,23 кН/м2
Линейная распределенная нагрузка будет равна:
qw=?w·w0·k·c·b=1,4·0,23·0,8·6·k=6,45·k,
на 10м :qw=6,45·0,65=4,2 кН/м;




на 20м: qw=6,45·0,85=5,5 кН/м;
на 30м: qw=6,45·0,98=6,3 кН/м;
Низ фермы на отметке 20,1 м. Верх фонаря – 20,1+2,25+1,25=23,6 м.









/
Рис.4.Расчетная схема рамы. Ветровая нагрузка.

Вертикальные усилия от мостовых кранов.


Вертикальные давления колес крана:
- максимальное Pk maxн=363
- минимальное
??
?? ??????
н
=
??+
??
кр


??
0

?
??
?? ??????
н
=
800+1050
4
?363=99,5,
где Q – грузоподъемность крана;
Gкр – вес крана с тележкой;
n0 – число колес на одной стороне крана.
Горизонтальные давления колес крана:

Т
??
н
=
??•(??+
??
т
)

??
0

=
0,05•(1050+320)
4
=17,1,
где ?=0,05 – для кранов с гибким подвесом груза;
Gт – масса тележки.
/
Рис.5. К определению
??
??????
и
??
??????

Давление от двух кранов

??
??????
=

??
?? ??????
•
??
??
•??=435,6•2,767•0,85=1052 кН


??
??????
=

??
?? ??????
•
??
??
•??=119,4•2,767•0,85=332 кН

Горизонтальная крановая нагрузка
Т=

??
??
•
??
??
•??=20,5•2,767•0,85=35 кН


/
Рис.5.Расчетная схема рамы. Нагрузка от мостовых кранов.

Статический расчет поперечной рамы.
Постоянная нагрузка.
Сосредоточенный момент от смещения осей верхней и нижней части колонны:
??=?

??
??
+
??
1

•
??
0
=?
312+321
•0,4=?256,8кНм
n=1/5=0.2;
??=

??
??

??
=
5,08
20,4
=0,25
Каноническое уравнение:
r11·?+ r1p=0.
Момент от поворота узлов на угол ?=1:
МА=kA·i=0,858·i; МС=kС·i=-0,621·i; МВ=kВ·i=-1,1