Курсовая с практикой на тему Одноэтажное промышленное здание с мостовыми кранами различной грузоподъемности

Содержание:

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 4
1. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ КАРКАСА ЗДАНИЯ 6
1.1. Размещение колонн в плане 6
1.2. Компоновка поперечной рамы 7
1.3. Компоновка связей по покрытию (верхний и нижний пояс) 9
1.4. Компоновка связей по колоннам 10
1.5. Компоновка ригеля (фермы) 12
2. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАМЫ 13
2.1. Постоянные нагрузки на покрытие здания 13
2.2. Временные нагрузки 16
2.2.1. Снеговая нагрузка 16
2.2.2. Ветровая нагрузка 17
2.2.3. Крановая нагрузка 19
2.3. Составление расчетной схемы рамы 20
3. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ 25
3.1. Нагрузки, действующие на ферму 25
3.1.1. Постоянные и временные нагрузки. 25
3.1.2. Сосредоточенные нагрузки 25
3.2. Усилия в стержнях фермы 26
3.3. Подбор сечений 27
3.3.1. Верхний пояс 29
3.3.2. Нижний пояс 29
3.3.3. Стойки 30
3.3.4. Раскосы 30
3.4. Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек 34
4. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ 35
4.1. Определение расчетных длин частей колонны 35
4.2. Подбор сечения надкрановой части колонны 37
4.3. Проверка сечения надкрановой части колонны 40
4.3.1. Проверка местной устойчивости поясов колонны 40
4.3.2. Проверка местной устойчивости стенки колонны 40
4.3.3. Проверка общей устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента 41
4.4. Подбор сечения подкрановой части колонны 42
4.5. Проверка устойчивости ветвей колонны 46
4.6. Подбор сечения стержней решетки 47
4.7. Проверка устойчивости относительно свободной оси X нижней части колонны как единого внецентренно сжатого стержня 48
4.8. Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны 49
4.9. Расчет и конструирование базы сквозной колонны 51
4.9.1. Определение размеров в плане и толщины опорной плиты базы подкрановой ветви 51
4.9.2. Расчет траверсы 54
5. Проверочный расчет типовой подкрановой балки 56
5.1. Нагрузки на подкрановую балку 56
5.2. Подбор сечения балки 57
5.3. Геометрические характеристики сечения балки 59
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63

Введение:

КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ КАРКАСА ЗДАНИЯ
Размещение конструктивных элементов и связей
У торцов здания колонны под рамы каркаса здания смещаются с разбивочной оси на 500 мм внутрь здания.
Расстояние между температурными блоками в отапливаемых зданиях на основе металлического каркаса должно быть не менее 230 м. Следовательно, здание длиной 96 м на температурные блоки не делится.
В связи с тем, что в проектируемом здании предусмотрено крановое оборудование, привязка продольных разбивочных осей А и Б принимается 250 мм от наружной грани колонн.
Ригель выполнен сквозным в виде фермы с параллельными поясами. Строительный подъем принимаем 1,5%. Размер панели верхнего пояса – 3м. Схема решетки фермы треугольная. Уклон кровли достигается засыпкой утеплителя по уклону. Высоту фермы на по наружному обмеру уголков верхнего и нижнего поясов принимаем Нф = 3,15м.
Размещение колонн на «нулевой» отметке здания показано на рис. 1. Расположение связей по верхним и нижним поясам ферм приведены на рис. 2. Расположение связей по колоннам показаны на рис. 3.
Компоновка поперечной рамы
Вертикальные размеры
При компоновке каркаса здания следует назначить горизонтальные и вертикальные геометрические размеры каркаса здания (см. рис.1).
Уровень пола проектируемого здания принимается за «нулевую» отметку.
Высота крана грузоподъемностью 125т:
Н_кр=4000мм
Высота от рельса до низа фермы:
Н_2=Н_кр+f+∆=4000+250+100=4350мм
где ∆=100мм — расстояние от головки кранового рельса до верхней точки тележки крана плюс зазор м/д верхней точкой тележки крана и строительной конструкцией;
f=250м — размер, учитывающий прогиб конструкции покрытия.
Высота от пола до низа фермы:
H_o=h_р+H_2=16000+4350=20350мм
где
h_р-отметка головки рельса (задано)
Принимаем H_o=20400мм (кратно 600мм округляем в большую строну).
Тогда 〖 H〗_2=H_0-h_p=20400-16000=4400мм
Высота подкрановой балки с рельсом:
h_(П.Б.)=h_б+h_рельса=1800+170=1970≈2000мм
Высота верхней части колонны:
Н_В=Н_2+h_(П.Б.)=4400+2000=6400мм
Высота нижней части колонны:
Высота нижней части колонны с учетом заглубления колонны ниже уровня пола на 600мм:
Н_Н=Н_0-Н_В+600=20400-6400+600=14600мм
Общая высота колонны:
Н=Н_Н+Н_В=14600+6400=21000мм
Высота фермы:
h_ф=3150мм.
Горизонтальные размеры
С учетом режима работы и грузоподъемности кранов принимаем
а=500мм
Высота сечения верхней части колонны:
h_в=а+200=500+200=700мм
Что отвечает требованиям: h_В≥Н_В/12=6400/12=533мм
Расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны (кратно 250):
l_1 =В_КР+(h_В-а)+75мм=400+200+75=675мм
Принимаем l_1 =750мм (кратно 250 мм).
Высота сечения нижней части колоны:
h_Н=l_1+a=750+500=1250мм
Проверяем требования для тяжелого режима работы кранов:
h_Н≥Н/15=21000/20=1050мм
Требование выполняется, принимаем h_Н=1250мм
Сечение нижней части колонны принимаем сплошным, нижней – составным.

Фрагмент текста работы:

КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ КАРКАСА ЗДАНИЯ
Размещение конструктивных элементов и связей
У торцов здания колонны под рамы каркаса здания смещаются с разбивочной оси на 500 мм внутрь здания.
Расстояние между температурными блоками в отапливаемых зданиях на основе металлического каркаса должно быть не менее 230 м. Следовательно, здание длиной 96 м на температурные блоки не делится.
В связи с тем, что в проектируемом здании предусмотрено крановое оборудование, привязка продольных разбивочных осей А и Б принимается 250 мм от наружной грани колонн.
Ригель выполнен сквозным в виде фермы с параллельными поясами. Строительный подъем принимаем 1,5%. Размер панели верхнего пояса – 3м. Схема решетки фермы треугольная. Уклон кровли достигается засыпкой утеплителя по уклону. Высоту фермы на по наружному обмеру уголков верхнего и нижнего поясов принимаем Нф = 3,15м.
Размещение колонн на «нулевой» отметке здания показано на рис. 1. Расположение связей по верхним и нижним поясам ферм приведены на рис. 2. Расположение связей по колоннам показаны на рис. 3.
Компоновка поперечной рамы
Вертикальные размеры
При компоновке каркаса здания следует назначить горизонтальные и вертикальные геометрические размеры каркаса здания (см. рис.1).
Уровень пола проектируемого здания принимается за «нулевую» отметку.
Высота крана грузоподъемностью 125т:
Н_кр=4000мм
Высота от рельса до низа фермы:
Н_2=Н_кр+f+∆=4000+250+100=4350мм
где ∆=100мм — расстояние от головки кранового рельса до верхней точки тележки крана плюс зазор м/д верхней точкой тележки крана и строительной конструкцией;
f=250м — размер, учитывающий прогиб конструкции покрытия.
Высота от пола до низа фермы:
H_o=h_р+H_2=16000+4350=20350мм
где
h_р-отметка головки рельса (задано)
Принимаем H_o=20400мм (кратно 600мм округляем в большую строну).
Тогда 〖 H〗_2=H_0-h_p=20400-16000=4400мм
Высота подкрановой балки с рельсом:
h_(П.Б.)=h_б+h_рельса=1800+170=1970≈2000мм
Высота верхней части колонны:
Н_В=Н_2+h_(П.Б.)=4400+2000=6400мм
Высота нижней части колонны:
Высота нижней части колонны с учетом заглубления колонны ниже уровня пола на 600мм:
Н_Н=Н_0-Н_В+600=20400-6400+600=14600мм
Общая высота колонны:
Н=Н_Н+Н_В=14600+6400=21000мм
Высота фермы:
h_ф=3150мм.
Горизонтальные размеры
С учетом режима работы и грузоподъемности кранов принимаем
а=500мм
Высота сечения верхней части колонны:
h_в=а+200=500+200=700мм
Что отвечает требованиям: h_В≥Н_В/12=6400/12=533мм
Расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны (кратно 250):
l_1 =В_КР+(h_В-а)+75мм=400+200+75=675мм
Принимаем l_1 =750мм (кратно 250 мм).
Высота сечения нижней части колоны:
h_Н=l_1+a=750+500=1250мм
Проверяем требования для тяжелого режима работы кранов:
h_Н≥Н/15=21000/20=1050мм
Требование выполняется, принимаем h_Н=1250мм
Сечение нижней части колонны принимаем сплошным, нижней – составным.

Содержание:

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 4
1. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ КАРКАСА ЗДАНИЯ 5
1.1. Размещение колонн в плане 5
1.2. Компоновка поперечной рамы 6
1.3. Компоновка связей по покрытию (верхний и нижний пояс) 8
1.4. Компоновка связей по колоннам 10
1.5. Компоновка ригеля (фермы) 11
2. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАМЫ 12
2.1. Постоянные нагрузки 13
2.1.1. Нагрузки от покрытия здания 13
2.1.2. Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления 14
2.1.3. Расчетная нагрузка от веса подкрановых балок и кранового пути 15
2.1.4. Расчетная нагрузка от веса колонн 15
2.2. Временные нагрузки 16
2.2.1. Снеговая нагрузка 16
2.2.2. Крановая нагрузка 16
2.2.3. Ветровая нагрузка 17
2.3. Полученные нагрузки 20
2.3.1. Постоянные 20
2.3.2. Временные нагрузки 21
2.4. Нагрузки, действующие на раму 22
3. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ 27
3.1. Нагрузки, действующие на ферму 27
3.1.1. Постоянные и временные нагрузки. 27
3.1.2. Сосредоточенные нагрузки 27
3.2. Усилия в стержнях фермы 28
3.3. Подбор сечений 29
3.3.1. Верхний пояс 32
3.3.2. Нижний пояс 32
3.3.3. Стойки 33
3.3.4. Раскосы 33
3.4. Расчет и конструирование узлов фермы из парных уголков 36
4. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КРАЙНЕЙ КОЛОННЫ 39
4.1. Определение расчетных длин частей колонны 39
4.2. Подбор сечения надкрановой части колонны 41
4.3. Проверка сечения надкрановой части колонны 44
4.3.1. Проверка местной устойчивости поясов колонны 44
4.3.2. Проверка местной устойчивости стенки колонны 45
4.3.3. Проверка общей устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента 45
4.4. Подбор сечения подкрановой части колонны 46
4.5. Проверка устойчивости ветвей колонны 50
4.6. Подбор сечения стержней решетки 51
4.7. Проверка устойчивости относительно свободной оси X нижней части колонны как единого внецентренно сжатого стержня 53
4.8. Расчет и конструирование узла сопряжения верней и нижней частей колонны 54
4.9. Расчет и конструирование базы сквозной колонны 56
4.9.1. Определение размеров в плане и толщины опорной плиты базы подкрановой ветви 57
4.9.2. Расчет траверсы 59
5. РАСЧЕТ ПОДКРАНОВОЙ БАЛКИ 62
5.1. Нагрузки на подкрановую балку 62
5.2. Подбор сечения балки 63
5.3. Проверка прочности сечения 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 67
6. Приложения……………………………………………………………….…68

Фрагмент текста работы:

1. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ КАРКАСА ЗДАНИЯ
1.1. Размещение колонн в плане
Привязку крайних колонн к цифровым осям принимаем 500мм к ближайшей цифровой оси. Это необходимо для размещения фахверковых колонн и стенового ограждения.
Температурные блоки в зданиях с металлическим каркасом требуется устраивать при длине 230м и более. Поскольку данное здание имеет 84 м в длину, то устраивать температурные блоки нет необходимости.
Поскольку в данном здании проектируется крановое оборудование, состоящее из двух кранов грузоподъемностью по 80 т, принимаем поперечную привязку колонн по 250 мм.
Размещение в плане колонн и стропильных ферм каркаса показано на рис. 1.1. Компоновка поперечной рамы
Вертикальные размеры
При разработке компоновки здания, были назначены горизонтальные геометрические размеры каркаса здания и разработана схема расположения основных элементов каркаса, она показана на рис.1.1.
Уровень чистого пола проектируемого здания принимаем за «нулевую» отметку.
Высота крана грузоподъемностью 80т с пролетом 24м, согласно справочным данным, составляет:
Н_кр=3700мм
Расстояние от головки кранового рельса до низа стропильной фермы:
Н_2=H+f+∆=3700+250+100=4050мм
где
∆=100мм — расстояние от головки кранового рельса до верхней точки тележки крана с учетом зазора между верхней точкой тележки крана и строительной конструкцией
f=250мм — размер, учитывающий прогиб конструкции покрытия.
Определяем высоту от пола до низа фермы:
H_o=h_р+H_2=14000+4050=18050мм
где
h_р-отметка головки рельса (задано)
Принимаем H_o=18600мм (кратно 600мм округляем в большую строну).
Тогда 〖 H〗_2=H_0-h_p=18600-14000=4600мм
Определяем высоту подкрановой балки:
hб=(1/10 шаг колонн) – l/10=12000/10= 1200мм.
Высота подкрановой балки с учетом высоты рельса:
h_(П.Б.)=h_б+h_рельса=1200+150=1350мм
Высота верхней части колонны:
Н_В=Н_2+h_(П.Б.)=4600+1350=5950мм
Высота нижней части колонны:
Н_Н=Н_0-Н_В+1000=18600-5950+800=13450мм
Общая высота колонны:
Н=Н_Н+Н_В=13450+5950=19400мм
Высота фермы:
Н_ф=3150мм.
Горизонтальные размеры
а=250мм – поперечная привязка колонны;
b=500мм – ширина сечения колонны.
В_КР-часть кранового моста,выступающая за ось рельса.
Расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны (необходимо принимать кратно 250):
λ=В_КР+b+75мм=400+500+75=975мм
Принимаем λ=1000мм
Определяем высоту сечения нижней части колоны:
b_Н=λ+a=1000+250=1250мм
Выполним проверку:
h_Н=1250мм≥(Н_В+Н_Н)/15=(5950+13450)/15=1293мм
Условие не выполняется.
Принимаем h_Н=1300мм.
Высота сечения верхней части колонны.
h_В≥Н_В/12=5950/12=496мм
Принимаем h_В=500≥496мм.
Компоновка связей по покрытию (верхний и нижний пояс)
У стропильных ферм значительная жесткость в вертикальной плоскости и незначительная в горизонтальной. Для обеспечения нормальной работы ферм и каркаса необходимо закреплять их связями.
Связи шатра располагаются по верхним поясам ферм, горизонтальные связи – по их нижним поясам, вертикальные связи – между стропильными фермами.
а) Связи по верхним поясам ферм включают в себя поперечные связевые фермы и распорки, их необходимо устраивать в торцах здания, у температурных швов, а так же по длине здания не реже чем через 60м. Эти связи проектируются для уменьшения расчетной длины сжатых верхних поясов ферм из их собственной плоскости, а так же для частичного восприятия ветровой нагрузки от фахверковых колонн. Распорки между фермами обеспечивают устойчивость их верхних поясов.
Связи по верхним поясам ферм проектируем из одиночных уголков, их сечения подбираются по предельной гибкости λ ≤ 400.
Связи устанавливаем вдоль здания в середине пролета и на опорах ферм.
б) Связи по нижнему поясу ферм проектируем из системы продольных и поперечных горизонтальных связевых ферм и распорок. Поперечные связи по нижнему поясу крепятся к нижнему поясу двух соседних ферм в торцах здания, у температурных швов.
Продольные связи необходимы для того, чтобы обеспечивать пространственную работу каркаса. Совместно с поперечными связями они образуют жесткий диск в уровне нижних поясов ферм, воспринимают ветровую нагрузку от стоек торцевого фахверка, перераспределяют местную крановую нагрузку на соседние рамы; уменьшают расчетную длину нижних поясов ферм из плоскости ферм.
в) Вертикальные связи между фермами предусматриваем в местах расположения поперечных связей. Они необходимы для обеспечения пространственной неизменяемости шатра. Эти связи выполняются в виде ферм с параллельными поясами и треугольной или крестовой решетки. Связи необходимо крепить к стойкам стропильных ферм, имеющим крестовое сечение. Промежуточные стропильные фермы необходимо закреплять струнами – распорками, которые устанавливаются в положении вертикальных связей.