Розрахунок поперечної рами одноповерхової промислової будівлі

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Криворізький національний університет

Кафедра будівельних  конструкцій

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснювальна  записка 

до курсової роботи

з металевих  конструкцій:

Розрахунок поперечної рами одноповерхової промислової будівлі.

 

 

 

 

 

 

Виконала:

ст. гр. ПЦБ-09-1

Шевченко А. І.

Прийняв викладач:

Сліпич О.О.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                            Кривий Ріг

2012р.

Зміст

ст.

1.Розрахунок поперечної  рами будівлі

   1.1 Компонування поперечної рами.  3

   1.2  Визначення розрахункової схеми рами і діючих навантажень

   Перехід від конструктивної схеми рами до розрахункової    4

   1.3 Збір навантажень           4

 

2. Підбір перерізу позацентрово  навантаженої наскрізної колони.

   2.1  Визначення розрахункових довжин        11

   2.2  Підбір перерізу верхньої частини колони      11

   2.3  Підбір перерізу нижньої частини колони      14

   2.4  Розрахунок елементів з’єднувальної решітки     18

   2.5  Перевірка стійкості нижньої частини колони, як єдиного складеного

стержня в  площині дії моменту        18

   2.6  Розрахунок траверси         19

   2.7  Розрахунок бази колони         21

   2.8  Розрахунок анкерних болтів         22

 

3. Розрахунок ферми.

   3.1  Розрахунок крокв’яної ферми з поясами з широкополочних таврів  24

   3.2  Визначення зусиль в стержнях ферми       24

   3.3 Розрахунок зварних швів  кріплення розкосів і стояків  до фасонок і 

поясів ферми                                                                                                          27

   3.4 Розрахунок  і конструювання вузлів                                                                27

 

4. Розрахунок підкранової  балки.

   4.1  Визначення навантажень та зусиль        30

   4.2  Підбір перерізу підкранової балки        31

   4.3  Розрахунок опорного ребра         33

   4.4  Перевірка перерізу підкранової балки       33

   4.5  Перевірка жорсткості балки         34

   4.6  Перевірка несучої здатності стінки від місцевого давлення колеса крана  34

   4.7  Перевірка дотичних напруг на опорі       34

   4.8  Перевірка несучої здатності поясів балок      34

   4.9 Перевірка міцності балки                                                                               34

   4.10 Перевірка міцності стінки балки на загальну міцність і стійкість          35

 

5. Додатки            

6. Література                                                                                                          37 
Вихідні данні

1. Цех: кузнечно-пресовий
2. Вантажопідйомність крана: 50(4К)
3. Проліт цеху: 30 м
4. Довжина цеху: 120 м
5. РГКР: 18м
6. Місце будівництва: Одеса
7. Покрівля: металевий настил.

 

 

1. Розрахунок поперечної рами будівлі

 

1.1 Компонування поперечної рами

 

     Визначаємо розмір

     Приймаємо 

     Висота цеху від рівня полу до низу крокв’яних ферм:

, що кратне 600мм.

Визначимо висоту верхньої частини колони:

Висота нижньої частини  колони:

Повна висота колони:

Висоту ферми на опорі приймаємо Н_ф=3150мм.

Прив’язка колони до осі: 250мм

Переріз верхньої частини колони: h_в=600мм.

     Висота  перерізу нижньої частини колони  з урахуванням вільного пересування  

     крана вздовж цеху:            

Призначаємо l₁=750мм, що кратно 250мм.

Ширина перерізу нижньої  частини колони:

h_н=l₁+а=750+250=1000мм < Н/20=22400/20=1120мм, тому приймаємо h_н =1250мм.

Проліт мостового крана: l_k=l-2l₁=30000-2*1000=28000мм

Переріз верхньої частини  приймаємо суцільним, а нижньої – наскрізним.

(Дивись робочі креслення).

 

1.2 Визначення розрахункової схеми рами і діючих навантажень.

Перехід від конструктивної схеми  до розрахункової

 

 

 

 

 

 

1.3 Збір навантажень

 

Постійне навантаження

 

Обчислимо величину навантаження на 1м²:

 

 

Склад покриття	Характеристичне навантаження, кПа	Коефіцієнт	Розрахункове Навантаження, кПа
1.Захисний шар(бітумна  мастика з гравієм), t=20мм	0,4	1,3	0,52
2.Гідроізоляція з трьох шарів рубероїду на мастиці	0,15	1,3	0,195
3.Утеплювач із щільного пенопласту γ=0,5кН/м², t=50мм	0,03	1,2	0,04
4.Пароізоляція із шару рубероїду	0,05	1,2	0,06
5.Стальний каркас комплексної панелі з  профільованим настилом	0,3	1,2	0,315
6. Власна вага м/к  шатра	0,45	1,05	0,47
Разом

 

Розрахункове рівномірно розподілене  навантаження на ригель рами:

Опорна реакція ригеля на рами:

Розрахункова вага верхньої частини  колони:

Розрахункова вага нижньої  частини колони:

Розрахункова вага стінового  заповнення, яка припадає на верхню частину колони:

 Розрахункова вага стінового заповнення, яке припадає на нижню частину колони:

Загальна вага стінового  заповнення власної ваги колони:

 

 

 

Навантаження від  снігу

Для міста Одеса за додатком Е ДБН «Навантаження і впливи» величина снігового навантаження S₀=0,88кПа.

Розрахункове значення лінійного рівномірного навантаження від снігу:

Опорна реакція ригеля рами від снігового навантаження:

 

 

 

Навантаження від  мостових кранів

Для крану Q=50т(4К):

F_1max=500кН

G_кр=780кН, G_т=180 кН

Сума ординат по лінії  впливу

Розрахункове вертикальне  навантаження на колону:

Мінімальна величина вертикального давлення на колесо крана:

Розрахункове мінімальне навантаження на колону:             

Нормативне значення сили гальмування візка крана:

Горизонтальне давлення на колесо крана:

Розрахункове значення горизонтального навантаження на колону:

 

Навантаження від  вітру.

 

Нормативне значення вітру для м. Одеса кПа.

Розрахункове значення активного тиск вітру на характерних  відмітках:

На висоті 5 м:

На висоті 10м:

   На висоті 20м:

На висоті 40м:

   На висоті 21,6м:

 

   На висоті 25,2м:

 

 

Величина згинаючого моменту в колоні від активного тиску вітру, як в стояку з защемленим нижнім кінцем і вільним верхнім:

Величина еквівалентного активного і пасивного рівномірно розподіленого навантаження на раму:

Розрахункове значення активної і пасивної складової зосередженого навантаження від вітру:

 

 

Розрахунок поперечної рами на навантаження проводимо на ЕОМ (додаток 1). За отриманими результатами необхідно визначити несприятливі комбінації внутрішніх зусиль в перерізах рами від спільної дії навантажень(табл.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 1

№ навант	Навантаження та комбінац. зусиль			Переріз стояка
				1-1		2-2		3-3		4-4
				M	N	M	N	M	N	M	N	Q
1	Постійне		1	-754	-529	-436	-538	-474	-598	570	-650	-60,8
2	Від снігу		1	-504	-171	-317	-171	-262	-171	353	-171	-36
			0,9	-453,6	-153,9	-285,3	-153,9	-235,8	-153,9	317,7	-153,9	-32,4
3	Dmax	На лівий стояк	1	80	6	258	6	-573	-1324	10	-1324	-34
			0,9	72	5,4	232,2	5,4	-515,7	-1191,6	9	-1191,6	-30,6
3*		На правий стояк	1	-111	-6	67	-6	-190	-418	393	-418	34
			0,9	-99,9	-5,4	60,3	-5,4	-171	-376,2	353,7	-376,2	30,6
4	Т	Лівий стояк	1	+/-55	5	+/-80	5	+/-80	5	+/-369	5	+/-26
			0,9	+/-49,5	4,5	+/-72	4,5	+/-72	4,5	+/-332,1	4,5	+/-23,4
4*		Правий стояк	1	+/-96	-5	+/-5	-5	+/-5	-5	+/-291	-5	+/-17
			0,9	+/-86,4	-4,5	+/-4,5	-4,5	+/-4,5	-4,5	+/-261,9	-4,5	+/-15,3
5	Вітер	зліва	1	135	9	66	9	66	9	-636	9	62
			0,9	121,5	8,1	59,4	8,1	59,4	8,1	-572,4	8,1	55,8
5*		справа	1	-142	-9	-53	-9	-53	-9	598	-9	54
			0,9	-127,8	-8,1	-47,7	-8,1	-47,7	-8,1	538,2	-8,1	48,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продовження Таблиці 1

			MI-I	NI-I	MI-I	NI-I	MIII-III	NIII-III	MIV-IV	NIV-IV	Q
+Mmax Nвідп	Ψ=1	Навант.№	-		1,3,4		-		1,3*,4
		Зусилля	-	-	-98	-527	-	-	1332	-1063	-52,8
	Ψ=0,9	Навант.№	-		1,3,4,5		-		1,2,3*,4,5*
		Зусилля	-	-	-72,4	-520	-	-	2111,7	-1184,6	-37,4
-Mmax Nвідп	Ψ=1	Навант.№	1,2		1,2		1,3,4		1,5
		Зусилля	-1258	-700	-753	-709	-1127	-1917	-66	-641	1,2
	Ψ=0,9	Навант.№	1,2,3*,4*,5*		1,2,5*		1,2,3,4,5*		1, 5
		Зусилля	-1521,7	-701	-769	-700	-1345,2	-1947,1	-2,4	-641,9	-5
Nmax +Mвідп	Ψ=1	Навант.№	-		1,2		-		1,3,4*
		Зусилля	-	-	-753	-709	-	-	871	-1979	-111,8
	Ψ=0,9	Навант.№	-		1,2,5		-		1,2,3,4
		Зусилля	-	-	-704,2	-709,9	-	-	1696,8	-2008,1	-156,8
Nmax -Mвідп	Ψ=1	Навант.№	1,2		1,2		1,3,4*		1,3,4*
		Зусилля	-1258	-700	-753	-709	-740,5	-1927	289	-1979	-111,8
	Ψ=0,9	Навант.№	1,2,3*,4*,5*		1,2,3*,4*,5*		1,2,3,4*,5*		1,2,3,4*,5*
		Зусилля	-1521,7	-701	-713,2	-709,9	-1277,7	-1956,1	1173	-2008,1	-90,5
Nmin +Mвідп	Ψ=1	Навант.№							1,5
		Зусилля							-147,4	-548,1	1,2
Nmin -Mвідп	Ψ=1	Навант.№							1,5
		Зусилля							-147,4	-548,1	-5