Курсовая с практикой на тему Металлические конструкции включая сварку

Содержание:

Введение 4 1.Исходные данные 5 2.
Компоновка сетки каркасы 6 2.1
Сетка колонн 6 2.2
Выбор типа сквозных ригелей 6 2.3
Компоновка каркаса производственного здания 6 2.4
Связи каркаса цеха 9 3.
Расчет подкрановой балки 11 3.1
Подбор материала подкрановой балки 11 3.2
Определение нагрузок на подкрановую балку 11 3.3
Определение расчетных усилий 12 3.4
Подбор сечения подкрановой балки 14 3.5
Проверка прочности сечения подкрановой балки 17 4. Расчет поперечной рамы производственного здания 20 4.1 Нагрузки на конструкции цеха 20 4.1.1
Постоянные нагрузки 20 4.2. Кратковременные нагрузки 24 4.2.1 Снеговая нагрузка 24 4.2.2 Ветровая нагрузка 25 4.2.3 Нагрузки от мостовых кранов 27 4.3 Статический расчет поперечной рамы 30 4.4 Составление комбинаций усилий в сечениях стойки
рамы 39 5 Расчет ступенчатой колонны 42 5.1Исходные данные 42 5.2 Определение расчетных длин колонн 42 5.3 Подбор сечения
верхней части колонны 43 5.4 Подбор сечения нижней
части ступенчатой колонны 47 5.5 Сопряжение надкрановой и подкрановой частей
колонны 52 5.6 Расчет и конструирование базы колонны 54 6 Расчет стропильной фермы 59 6.1 Сбор нагрузок на ферму 59 6.2 Определение усилий в стержнях фермы 62 6.3 Подбор сечений стержней фермы 64 6.4 Расчет узлов фермы 65 Список используемой литературы 68

Введение:

Металлические конструкции благодаря
своим качествам получили широкое распространение во всех отраслях хозяйства.
Проектирование экономически эффективных металлических конструкций основывается
на комплексном учете требований эксплуатации, надежности и долговечности,
изготовления и монтажа, на знании особенностей работы этих конструкций под
нагрузкой, правильность выбора конструктивных форм, использование типовых и
унифицированных решений и соответствующем расчете.

Целью данного курсового проекта является
разработка схемы компоновки каркаса одноэтажного производственного здания,
расчет подкрановой балки, компоновка и расчет поперечной рамы каркаса,
конструирование и расчет строительной фермы, колонны.

Заключение:

Фрагмент текста работы:

2.4
Связи каркаса цеха Компоновка конструктивной схемы каркаса
включает постановку связей по покрытию цеха и между колоннами.

В поперечном направлении
пространственная жесткость и геометрическая неизменяемость (устойчивость)
поперечной рамы каркаса всего цеха обеспечивается жестким закреплением в
фундаменте всех колонн цеха.

В продольном направлении сопряжение
колонн с фундаментами принято шарнирным. Подкрановые балки и продольные
распорки крепятся к поперечным рамам также шарнирно и не могут обеспечить
достаточной пространственной жесткости. Такая система является геометрически
изменяемой и может сложиться. Для обеспечения геометрической неизменяемости и
пространственной жесткости каркаса здания используют связи.

Для обеспечения пространственной
жесткости и геометрической неизменяемости всего здания в целом, а также для
обеспечения устойчивости колонн из плоскости поперечных рам, устанавливают
вертикальные связи между колоннами.

Вертикальные связи между колоннами имеют
наиболее существенное значение для создания пространственной жесткости каркаса
цеха. Они предназначены для:

– создания продольной жесткости каркаса,
необходимой для его нормальной эксплуатации и монтажа;

– обеспечения устойчивости колонн из
плоскости поперечных рам;

– восприятия ветровой нагрузки,
действующей на торец здания, и сил продольного торможения мостовых кранов и
передачи их на фундаменты.

Связи по колоннам размещают в
подкрановой части колонн (связи по нижним частям колонн) и в надкрановой части
колонн (связи по верхним частям колонн) (рис. 2.4, а). [Металлические
конструкции,2001 Беленя, гл. 4 Связи] Для обеспечения свободы развития
температурных деформаций продольных элементов каркаса (подкрановых балок,
прогонов, распорок) жесткий пространственный брус ставят в середине здания. Вертикальные
связи в верхних частях колонн обладают небольшой жесткостью и незначительно
препятствуют температурным деформациям каркаса. Поэтому вертикальные связи в
верхних частях колонн размещают у торцов здания и в средней части здания, там,
где располагают связи по нижним частям колонн.

Горизонтальные связи по фермам размещают
в плоскости верхних и нижних поясов ферм. Связи расположенные поперёк здания
называют поперечными, а вдоль – продольными.

Вертикальные связи по фермам располагают
в торцах здания и в средней части, там, где располагаются поперечные связи по
фермам.

Содержание:

Исходные данные. 4

1. РАСЧЕТ
ВТОРОСТЕПЕННОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ.. 6

1.1.   Определение
нагрузок, действующих на второстепенную балку. 6

1.2.   Определение
расчетной длины второстепенной балки. 7

1.3.   Статический
расчет второстепенной балки. 7

1.4.   Расчет
второстепенной балки по первой группе предельных состояний  8

1.4.1. Определение
поперечного сечения второстепенной балки из условия прочности по нормальным
напряжениям. 8

1.4.2. Проверка прочности принятого сечения второстепенной балки
по нормальным напряжениям. 10

1.5.   Расчет
второстепенной балки по второй группе предельных состояний  11

2. РАСЧЕТ
ГЛАВНОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ.. 12

2.1.   Определение
расчетных усилий в балке. 12

2.2.   Исходные данные для расчета главной
балки. 12

2.2.1. Расчетная
длина главной балки. 12

2.2.2. Нагрузки,
действующие на главную балку. 14

2.2.3. Статический
расчет главной балки. 15

2.3.   Определение
геометрических размеров и характеристик главной балки  16

2.3.1. Определение
высоты стенки. 17

2.3.2. Определение
толщины стенки. 18

2.3.3. Определение
размеров полок балки. 18

2.4.   Проверка
прочности принятого сечения главной балки по нормальным напряжениям. 20

2.5.   Проверка
прочности сечения балки по касательным и приведенным напряжениям. 21

2.5.1. Проверка
прочности по касательным напряжениям. 21

2.5.2. Проверка
прочности по приведенным напряжениям. 22

2.6.   Расчет
поясных швов главной балки. 23

2.7.   Проверка
устойчивости балки. 24

2.7.1. Проверка
и обеспечение общей устойчивости. 24

2.7.2. Проверка
и обеспечение местной устойчивости элементов балки. 25

2.8.   Расчет
опорного ребра главной балки. 30

2.9.   Расчет
монтажного стыка. 33

2.9.1. Расчет
стыка полок. 33

2.9.2. Расчет
стыка стенки. 35

3. ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТАЯ
КОЛОННА.. 37

3.1.   Обоснование
закреплений колонн, их расчетных схем и расчетных длин  37

3.2.   Определение
расчетной нагрузки на колонну 1-го этажа. 38

3.3.   Определение
размеров поперечного сечения колонны.. 39

3.4.   Проверка
общей устойчивости колонны.. 41

3.5.   Проверка
местной устойчивости колонны.. 42

3.5.1. Местная
устойчивость стенки. 42

3.5.2. Местная
устойчивость полки. 43

3.6.   Конструирование
и расчет базы колонны.. 44

3.6.1. Определение
размеров опорной плиты.. 45

3.6.2. Расчет
траверсы.. 46

3.6.3. Определение
толщины опорной плиты.. 47

Список использованных источников. 50

Введение:

Заключение:

Фрагмент текста работы:

1. РАСЧЕТ
ВТОРОСТЕПЕННОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ

1.1. Определение нагрузок, действующих на второстепенную
балку

Назначаем шаг балок настила: На второстепенную балку перекрытия действуют два типа нагрузок:

— постоянные: от собственного веса балки и вышележащих конструкций
(плит перекрытия, пола), кН/м2;

— временные: нагрузки зависящие от назначения помещения, кН/м2.

Для расчёта второстепенной балки постоянную и временную нагрузки
необходимо привести к равномерно распределенной погонной, с учетом ширины
грузовой площади а.

Нормативная погонная нагрузка на единицу длины второстепенной балки
с учетом собственного веса второстепенной балки, кН/м:

qнвб = (qнпост+ qнвр)·a·ψ

где a – ширина грузовой
площади, м (шаг второстепенных балок);

ψ = 1,05 – коэффициент,
введен для предварительного учета собственного веса второстепенной балки.

Расчетная погонная нагрузка на единицу длины второстепенной балки с
предварительным учетом собственного веса второстепенной балки, кН/м:

qвб = (qнпост·γf,пост + qнвр·γf,вр)·a·ψ

где γf,пост  – коэффициент надежности по нагрузке
для веса строительных конструкций [2, п. 7.2, табл. 7.1]; γf,вр – коэффициент надежности по нагрузке
для равномерно распределенных временных нагрузок [2, п.п. 8.2.2].

qнвб = (2,5 + 6)·3·1,05 =
26,775 кН/м

qвб = (2,5·1,05 + 6·1,2)·3·1,05 = 30,95 кН/м

1.2. Определение расчетной длины второстепенной балки

На рис. 3 приведена конструктивная схема для определения расчетной и
конструктивной длин второстепенной балки. Рисунок 3. Конструктивная схема второстепенной балки.

На схеме приняты следующие обозначения: L2 – шаг главных
балок; lz = 250 мм – глубина заделки второстепенной балки в
стену; l0вб – расчётная
длина второстепенной балки; lквб
– конструктивная длина второстепенной балки; bп,гб – ширинам полки
главной балки, для предварительных расчетов принимается bn,гб = 400мм.

lквб = L2
+ lz = 7,3+ 0,25 = 7,55 м

Расчетная длина второстепенной балки равна расстоянию между
серединами площадок опирания. В соответствии с рис. 3 расчетная длина
второстепенной балки может быть определена:

l0вб = L2 + 0,5·lz – bn,гб /4 = 7,3 + 0,5·0,25 –
0,4/4 = 7,325 м. 1.3. Статический расчет второстепенной балки

Расчетная схема второстепенной балки и эпюры внутренних усилий
(изгибающего момента и поперечной силы) приведены на рис. 4.

Максимальные значения изгибающего момента и поперечной силы: где l – пролет балки, равный расстоянию
между осями конструкции, на которые балка опирается. Mmax=207,58кНм Qmax=113,35кН 7300 Рисунок.4. Расчетная
схема балки. 1.4. Расчет второстепенной балки по первой группе предельных
состояний

1.4.1. Определение
поперечного сечения второстепенной балки из условия прочности по нормальным
напряжениям

Расчетное сечение второстепенной балки находится в середине ее пролета
в месте действия максимального изгибающего момента. Максимальное нормальное
напряжение, которые возникает в этом сечении не должно превышать расчетного
сопротивления стали по пределу текучести: Определение поперечного сечения второстепенной балки произ- водится
из условия прочности по нормальным напряжениям [1, п.п. 8.2.3]: