Вход

стальной каркас одноэтажного бескранового здания

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Курсовая работа*
Код 83121
Дата создания 2014
Страниц 57
Источников 5
Мы сможем обработать ваш заказ 19 января в 12:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
2 170руб.
КУПИТЬ

Содержание

Содержание
1 Исходные данные для проектирования 4
2 Компоновка каркаса здания 5
3 Определение нагрузок для расчета рамы 6
3.1 Общие данные для расчета 6
3.2 Определение собственного веса кровли и конструкций покрытия 6
3.3 Определение снеговой нагрузки 7
3.4 Определение ветровой нагрузки 7
4 Статический расчет рамы. определение расчетных усилий в колоннах 10
4.1 Общие данные для расчета 10
4.2 Определение усилий в колоннах от собственного веса 10
4.3 Определение усилий в колоннах от снеговой нагрузки 11
4.4 Определение усилий в колоннах от ветра 11
4.5 Определение расчетных усилий в колонне 13
5 Расчет колонны 14
5.1 Общие данные для проектирования 14
5.2 Подбор и проверка сечения стержня колонны 14
5.2.1 Подбор сечения 14
5.2.2 Проверка устойчивости стержня колонны в плоскости рамы 16
5.2.3 Проверка устойчивости стержня колонны из плоскости рамы 20
5.2.4 Проверка местной устойчивости полок колонны 22
5.2.5 Проверка местной устойчивости стенки колонны 22
5.3 Конструирование и расчет базы колонны 22
5.3.1 Общие данные для расчета 22
5.3.2 Расчет опорной плиты 23
5.3.3 Расчет траверсы 27
5.3.4 Расчет анкерных болтов 28
5.3.5 Расчет анкерной плитки 30
5.4 Конструирование и расчет оголовка колонны 31
6 Проектирование стропильной фермы 33
6.1 Общие данные для расчета 33
6.2 Определение узловых нагрузок, действующих на ферму 33
6.3 Определение усилий в стержнях фермы. 34
6.4 Подбор и проверка сечений стержней фермы 37
6.4.1 Расчетные длины стержней и алгоритм расчета 37
6.4.2 Подбор сечений сжатых стержней 42
6.4.3 Подбор сечений растянутых стержней 45
6.5 Расчет и конструирование узлов стропильных ферм. 49
6.6 Конструирование и расчет верхнего узла стыка полуферм 52
6.8 Конструирование и расчет нижнего узла стыка полуферм 55
Список литературы 58

Фрагмент работы для ознакомления

Таблица . Расчетные длины и сечения стержней фермыНаименованиеОбозначение стержнейРасчетная длина, смСечениеВерхний пояс2-3, 3-4, 4-6, 6-7, 7-9300300Равнобокие уголкиОпорный раскос1-3214428Неравнобокие уголки узкой полкойСжатые раскосы5-6, 8-9342428Равнобокие уголкиСтойки4-5, 7-8244305Равнобокие уголкиНижний пояс1-5600600Неравнобокие уголки узкой полкой5-8, 8-106001800Растянутые раскосы3-5, 6-8342428Равнобокие уголки6.4.2 Подбор сечений сжатых стержнейВерхний пояс: стержни 2-3, 3-4, 4-6, 6-7, 7-9, сечение из двух равнобоких уголков.Сечение этих стержней принимается одинаковым по наибольшему усилию в стержнях N7-9: = = 36,0 см2.Принимаем сечение стержней из 2-х уголков 100х10 (А = 38,48см2, ix = 3,049см, iy = 4,517см при t1 = 10мм). Определяем гибкости стержня: = = 98,4; = = 66,4.По максимальной гибкости max = х = 98,4 находим коэффициентφmin = 0,553. Проверяем условие предельной гибкости: = = 1,160; = 180-60*1,116 = 113,0.Значения гибкостей элементов не превосходят предельной гибкости [] = 113,0.Проверяем напряжения в самом нагруженном стержне 7-9: = = 26,5> = 24,0*0,95 = 22,8 кН/см2.Стержень перегруженна 16,23%, увеличиваем сечение.Принимаем сечение стержней из 2-х уголков 100х12 (А = 45,6см2, ix = 3,026см, iy = 4,561см при t1 = 10мм). Проверяем гибкость и напряжения: = = 99,1; = = 65,8; = 99,1;φmin = 0,548; = = 0,988; = 180-60*0,988 = 120,7; = = 22,5> = 24,0*0,95 = 22,8 кН/см2.Запас прочности составляет 1,3%, следовательно, сечение стержней верхнего пояса 2-3, 3-4, 4-6, 6-7, 7-9 принимаем из 2-х уголков 100х12. Проверять напряжения в остальных стержнях верхнего пояса нет необходимости, поскольку они заведомо ниже, чем в наиболее нагруженном стержне 7-9.Стержень 1-3 (опорный раскос), сечение из неравнобоких уголков соединением узкими полками: = = 19,3 см2.Принимаем сечение стержня 1-3 из 2-х уголков 110х70х8 (А = 27,86 см2,ix = 1,979см, iy = 5,406см при t1 = 10мм). Проверяем гибкость и напряжения: = = 108,1; = = 108,1; = 108,1; φmin = 0,490; = = 0,967; = 180-60*0,967 = 122,0; = = 22,1< = 24,0*0,95 = 22,8 кН/см2.Принимаем в опорном раскосе сечение из уголков 110х70х8.Стержень 5-6, сечение из равнобоких уголков: = = 10,7 см2.Принимаем сечение стержня 5-6 из 2-х уголков 90х90х7 (А = 24,56 см2,ix = 2,77см, iy = 4,063см при t1 = 10мм).Проверяем условия гибкости и устойчивости: = = 123,5; = = 123,5; = 123,5; φmin = 0,400; = = 0,887; = 210-60*0,887= 156,8>, ; = = 17,0< = 24,0*0,8 = 19,2 кН/см2.Принимаем сечение стержня 5-6 из 2-х уголков 90х90х7.Стержень 8-9, сечение из равнобоких уголков: = = 2,1 см2.Принимаем сечение стержня 8-9 из 2-х уголков 63х63х5 (А = 12,26 см2,ix = 1,939см, iy = 2,959см при t1 = 10мм). Проверяем условия гибкости и устойчивости: = = 176,4; = = 144,6; = 176,4; φmin = 0,204; = = 0,698; = 210-60*0,698 = 168,1<; = = 13,4< = 24,0*0,8 = 19,2 кН/см2.Принятое сечение удовлетворяет условиям устойчивости, но не удовлетворяет условиям предельной гибкости. Увеличиваем размеры сечения. Принимаем сечение стержня 8-9 из 2-х уголков 65х65х6 (А = 15,04 см2,ix = 1,992см, iy = 3,063см при t1 = 10мм). Проверяем условия гибкости и устойчивости: = = 171,7; = = 139,7; = 171,7; φmin = 0,214; = = 0,542; = 210-60*0,542 = 177,5>,; = = 10,8< = 24,0*0,8 = 19,2 кН/см2.Сечение недогружено примерно на 50%, однако при попытке уменьшения нарушается условие по предельной гибкости.Принимаем сечение стержня 8-9 из 2-х уголков 63х63х6.Стержни 4-5, 7-8(стойки) (равнобокие уголки): = 47,7/(0,686*24*0,8) = 3,62 см2Принимаем сечение стержня 4-5 из 2-х уголков 56х56х5 (А = 10,82 см2,ix = 1,718см, iy = 2,687см при t1 = 10мм). Проверяем условия гибкости и устойчивости: = = 142,0; = = 113,5; = 142,0; φmin = 0,307; = = 0,630; = 210-60*0,63 = 172,2>,; = = 14,4< = 24,0*0,95 = 22,8 кН/см2.Сечение недогружено на 36,8%, однако меньшие калибры уголка либо не подходят по условиям предельной гибкости, либо по условиям свариваемости (расстояние между уголками принято равным 10 мм, и оно не должно превышать двойной толщины уголка, т.е. 2*5 = 10 мм 10 мм).Сечение стержней 4-5, 7-8 принимаем из 2-х уголков 56х56х5.6.4.3 Подбор сечений растянутых стержнейНижний пояс: стержни 1-5, 5-8, 8-10, сечение из неравнобоких уголков узкой полкой.Подбираем сечение по наибольшему усилию для стержня 5-8: = = 25,72 см2.Принимаем сечение стержня 5-8 из 2-х уголков 100х63х8 (А = 25,14 см2, ix = 1,765см, iy = 4,969см при t1 = 10мм). Определяем гибкости стержня: = = 339,9; = 1800/4,969 = 362,2.Значения гибкостей элементов не превосходят предельной гибкости [] = 400. Проверяем прочность стержня: = = 23,3 кН/см2> = 24*0,95 = 22,8 кН/см2.Сечение перегружено на 2,2%, однако для растянутых стержней перегрузка в пределах 5% допустима.Принимаем для стержней нижнего пояса 1-5, 5-8, 8-10 сечение из2-х уголков 100х63х8.Стержень 3-5, сечение из равнобоких уголков: = = 10,27 см2.Принимаем сечение стержня 3-5 из 2-х уголков 50х50х6(А = 11,38см2, ix = 1,515см, iy = 2,477см при t1 = 10мм). Проверяем гибкостьи прочность стержня: = = 225,7<; = = 172,8<; = = 20,6 кН/см2< = 22,8 кН/см2.Стержень 6-8, сечение из равнобоких уголков: = = 4,40 см2.Принимаем сечение стержня 6-8 из 2-х уголков 50х50х5(А = 9,6см2,ix = 1,527см,iy = 2,453см при t1 = 10мм). Проверяем гибкостьи прочность стержня: = = 224,0<; = = 174,5<; = = 10,5 кН/см2< = 22,8 кН/см2.В целях унификации принимаем сечение аналогичным стержню 3-5: принимаем сечение стержня 6-8из 2-х уголков 50х50х6При конструировании стержней следует обратить внимание на размещение соединительных прокладок, обеспечивающих совместную работу двух уголков, составляющих стержень (Рис. 16).Рис. . Размещение соединительных прокладокСоединительные прокладки в сжатых стержнях ставятся на расстояниях lп ≤ 40∙iyои не менее двух прокладок на стержне, а в растянутых ставятся на расстояниях lп ≤ 80∙iyои не менее одной прокладки на стержне (iyо– радиус инерции одного уголка относительно оси, параллельной плоскости прокладки).Таблица МестоЭле-мент, кНСече-ние, см2Геом.длинаРасчетныедлины,смРадиусыинерции, смГибкостикН/см2кН/см2кН/см2Верхний пояс2-30L100х1245,63003003003,0264,56199,165,899,11800,5480,95--022,803-4-375,3L100х1245,63003003003,0264,56199,165,899,1140,50,5480,95--15,022,80,6594-6-375,3L100х1245,63003003003,0264,56199,165,899,1140,50,5480,95--15,022,80,6596-7-563,0L100х1245,63003003003,0264,56199,165,899,1120,70,5480,95--22,522,80,9887-9-563,0L100х1245,63003003003,0264,56199,165,899,1120,70,5480,95--22,522,80,988Нижний пояс1-5211,1L100х63х825,146006006001,7654,969339,9120,7339,9400--0,958,4--22,8--5-8492,6L100х63х825,1460060018001,7654,969339,9362,2362,2400--0,9519,6--22,8--8-10586,5L100х63х825,1460060018001,7654,969339,9362,2632,2400--0,9523,3--22,8--Раскосы1-3-301,1L110х70х827,864282144281,9795,406108,1108,1108,11220,4900,95--22,122,80,9673-5234,2L50х611,384283424281,5152,477225,7172,8225,7400--0,9520,6--22,8--5-6-167,3L90х724,564283424282,774,063123,5123,5123,5156,80,4000,8--17,019,20,8876-8100,4L50х611,384283424281,5152,477225,7172,8225,7400--0,958,8--22,8--8-9-33,5L65х615.044283424281,9923,063171,7139,7171,7177,50,2140,8--10,819,20,542Стойки4-5 7-8-47,7L56х510,823052443051,7182,687142,0113,5142,0165,10,3070,8--14,419,20,748* – сечения, принятые по унификации или конструктивно.6.5 Расчет и конструирование узлов стропильных ферм.Порядок конструирования и расчета узлов стропильных ферм следующий:– провести осевые линии элементов так, чтобы они сходились в центре узла;– к осевым линиям «привязать» поясные уголки. Для этого определить по сортаменту размер Zo от центра тяжести уголка до обушка и округлить его по правилу округления до 5 мм, получив тем самым расстояние от обушка уголка до осевой линии. Таким же образом нанести контурные линии стержней решетки. Расстояние между краями элементов решетки и пояса в узлах следует принимать равным мм, но не более 80 мм (здесь tпредставляет собой толщинуфасонки, мм);– рассчитать прикрепление стержней решетки к фасонкам угловыми швами. Усилие N, действующее в прикрепленном стержне, распределяется между швами по перу и обушку уголка(Рис. 17).Рис. . К расчету сварных швовУсилия, действующие на сварные швы по обушку и по перу, определяются по формуле:;,где N–расчетное усилие в стержне;α– коэффициент распределения усилий по сварным швам, принимаемый приближенно: для равнобоких уголков α= 0,3;для неравнобоких уголков, прикрепляемых узкой полкой, α= 0,25;для неравнобоких уголков, прикрепляемых широкой полкой, α= 0,35.Требуемая длина сварных швов определяется по формулам:для шва по перу:;для шва по обушку:,где Nоб – расчетное усилие на шов по обушку;Nп – расчетное усилие на шов по перу;βf– коэффициент глубины проплавления шва, определяемый по табл. 20 «Нормативных и справочных материалов»;для полуавтоматической сварки при катете шва до 8 мм βf = 0,9;– катет углового шва по обушку, принимаемый равным:для опорного раскоса 1,0 см;для следующего раскоса 0,8 см;для третьего раскоса 0,6 см;для остальных раскосов и стоек 0,4см; – катет углового шва по перу, принимаемый равным:для опорного раскоса 0,8 см;для следующего раскоса 0,6 см;для остальных раскосов и стоек 0,4 см; Rwf– расчетное сопротивление углового шва, определяемое по табл. 19 «Нормативных и справочных материалов»;для сварки электродами Э-42 Rwf = 18 кН/см2.Расчет сварных швов в узлах фермы для удобства выполним в табличной форме (табл. 6.2). Размеры фасонок зависят от длины швов крепления к ней стержней решетки.Таблица 6.2.ЭлементОбзначениеУсилия N, кНШов по обушкуШов по перу, кН, см, см, кН, см, смРаскосы1-3-301,1225,81,08,075,30,83,9 (4)3-5234,2163,90,86,1 (7)70,30,64,6 (5)5-6-167,3117,10,64,6 (5)50,20,44,9 (5)6-8100,470,30,43,2 (4)30,10,43,3 (4)8-9-33,523,50,41,7 (4)10,10,41,8 (4)Стойки4-5; 7-8-47,733,40,42,0 (4)14,30,42,1 (4)Должны соблюдаться следующие условия:;;lw≥40мм. Первое условие выполняется во всех случаях. Где не выполняется второе и третье условие, длину швов принимаемlw= 40мм. Полученные значения длин швов округляются в большую сторону до целого числа.6.6 Конструирование и расчет верхнего узла стыка полуфермРис. . Стык верхнего пояса с листовыми накладкамиВерхний узел стыка полуферм принимаем с листовыми накладками (Рис. 18). Стык перекрывается с помощью двух горизонтальных накладок, соединяющих горизонтальные полки уголков, и двух вертикальных накладок, соединяющих фасонки отправочных элементов.При конструировании и расчете этого узла сначала рассчитываем швы крепления раскосов и стоек к фасонке, по длине которых определяется размер фасонки по высоте. Причем длина фасонок должна быть не менее длины стыковых горизонтальных накладок.Размеры накладок подбираются из условия равнопрочности стыка основным стержням с перекрываемыми элементами.Толщину горизонтальной накладки принимают равной толщине полки перекрываемого уголка: tг.н. = tуг = 12 мм = 1,2см.Ширину горизонтальной накладки принимается шире полки перекрываемого уголка на 15-20мм:bг.н. = bуг + (15…20 мм) =100 + 20 = 120 мм = 12см.Длину горизонтальной накладки определяем по формуле:,где – длина прямого участка шва, соединяющего горизонтальную накладку с уголком. Длина шва определяется по формуле:,где –требуемая суммарная длина шва, соединяющего горизонтальную накладку с уголком.Требуемая суммарнаядлина шва определяется по формуле:,где βf– коэффициент глубины проплавления шва, определяемый по табл. 20 «Нормативных и справочных материалов»;для полуавтоматической сварки при катете шва до 9-12ммβf = 0,8;Kf – катет углового шва;Kf = 1,0 см; Rwf– расчетное сопротивление углового шва, определяемое по табл. 19 «Нормативных и справочных материалов»;для сварки электродами Э-42 Rwf = 18 кН/см2; – предельное усилие, воспринимаемое накладкой. Предельное усилие определяется по формуле:,где Ry – расчетное сопротивление стали;Rу= 24 кН/см2; = 12*1,2*24 = 345,6 кН; = = 24,0 см; = 0,7*24,0+1 = 17,8 см, принимаем 18,0 см; = 2*18,0+30 = 66 см.Принимаем длину горизонтальной накладки равной Lг.н. = 66см.Ширина вертикальной накладки задается равной bв.н. = 120мм = 12см.Толщина вертикальной накладки задается равной толщине фасонки:tв.н. = tф = 10 мм = 1,0см.Высота вертикальной накладки hв.н. определяется прочностью сварных швов, передающих усилие в стыке. Величина усилия в стыке определяется по формуле:,где α– коэффициент распределения усилий по сварным швам, принимаемый для неравнобоких уголков, прикрепляемых узкой полкой, α= 0,25; N1– усилие в элементе верхнего пояса; N1 = 563 кН;N2– усилие в раскосе; N2 = 33,5 кН;cosβ– косинус угла наклона раскоса к поясу; определяется геометрически по формуле:,где d – длина панели верхнего пояса; d= 3,0м;hоф – расчетная высота фермы; hоф = 3,05м; = = 0,7012; = 0,25*563+33,5*0,7012 = 170,1кН.Высота вертикальной накладки определяется по формуле:,где 1,2 – коэффициент, учитывающий возможность передачи усилия с эксцентриситетом;Nст – усилие в стыке; Nст = 170,1 кН; βf– коэффициент глубины проплавления шва, определяемый по табл. 20 «Нормативных и справочных материалов»;для полуавтоматической сварки при катете шва до 9-12ммβf = 0,8;Kf – катет углового шва;Kf = 1,0 см; Rwf– расчетное сопротивление углового шва, определяемое по табл. 19 «Нормативных и справочных материалов»;для сварки электродами Э-42 Rwf = 18 кН/см2; = = 8,1 см.Принимаем высоту вертикальной накладки hв.н. = 10 см.6.8 Конструирование и расчет нижнего узла стыка полуфермНижний узел стыка полуферм принимаем, также как и нижний, с листовыми накладками (Рис. 19). Стык перекрывается с помощью двух горизонтальных накладок, соединяющих горизонтальные полки уголков, и двух вертикальных накладок, соединяющих фасонки отправочных элементов.Принцип расчета нижнего узла стыка аналогичен расчету верхнего узла, за некоторым исключением. В верхнем узле присутствуют раскосы, а в нижнем их нет. Следовательно, усилия в швах накладки будут возникать только от стержней нижнего пояса. Кроме того горизонтальные накладки изгибаются, чтобы придать уклон фермы 1,5% и обеспечить строительный подъем фермы.Толщину горизонтальной накладки принимают равной толщине полки перекрываемого уголка: tг.н. = tуг = 8 мм = 0,8 см.Ширина горизонтальной накладки принимается шире полки перекрываемого уголка на 15-20мм:bг.н. = bуг + (15…20мм) =100 + 20 = 120 мм = 12 см.Определяем предельное усилие, воспринимаемое накладкой: = 12*0,8*24 = 230,4кН.Определяем требуемую суммарную длину шва: = 230,4/(0,8*1,0*18) = 16,0 см.Определяем длину прямого участка шва, соединяющего горизонтальную накладку с уголком: = 0,7*16+1 = 12,2 см, принято 13 см.Рис. . Стык нижнего пояса с листовыми накладкамиОпределяем длину горизонтальной накладки: = 2*13+30 = 56Принимаем длину горизонтальной накладки равной Lг.н. = 56 см.Ширину вертикальной накладки также задаем равной:bв.н. = 120мм = 12см.Толщина вертикальной накладки задается равной толщине фасонки:tв.н. = tф = 10 мм = 1,0см.Высота вертикальной накладки hв.н. определяется прочностью сварных швов, передающих усилие в стыке. Т.к. в узле отсутствуют раскосы, то величина усилия в стыке будет определяться по формуле:,где α– коэффициент распределения усилий по сварным швам, принимаемый для равнобоких уголков α= 0,3; N1– усилие в элементе нижнего пояса; N1 = 586,5 кН; = 0,3*586,5 = 176кН.Определяем высоту вертикальной накладки: = = 7,3 см.Принимаем высоту вертикальной накладки hв.н. = 10 см.Список литературыСНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1986.СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. М.: Стройиздат, 1990.Нормативные и справочные материалы по курсовому и дипломному проектированию металлических конструкций. М., МГСУ, 2005.Металлические конструкции / Под общей редакцией Е.И.Беленя. М.: Стройиздат, 1976.Металлические конструкции. Справочник проектировщика / Под редакцией Н.П.Мельникова. М.: Стройиздат, 1980.

Список литературы [ всего 5]

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1986.
2. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. М.: Стройиздат, 1990.
3. Нормативные и справочные материалы по курсовому и дипломному проектированию металлических конструкций. М., МГСУ, 2005.
4. Металлические конструкции / Под общей редакцией Е.И.Беленя. М.: Стройиздат, 1976.
5. Металлические конструкции. Справочник проектировщика / Под редакцией Н.П.Мельникова. М.: Стройиздат, 1980.
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
© Рефератбанк, 2002 - 2022