Стальной каркас одноэтажного промышленного здания

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 31 Января 2015 в 20:04, курсовая работа

Описание работы

В работе необходимо рассчитать и скомпоновать металлические конструкции одноэтажного промышленного здания:
1.Скомпоновать и рассчитать поперечную раму.
2.Спроектировать и подобрать сечение ступенчатой колонны.
3.Рассчитать и спроектировать ферму.
4.Спроектировать и подобрать сечение подкрановой балки.
5.Выполнить чертежи всех конструкций и узлов.

Содержание работы

1. Введение 2
2.Компоновка поперечной рамы 5
3.Сбор нагрузок на поперечную раму 6
4. Расчет и проектирование фермы 19
4.1 Определение сочетания нагрузок и подбор сечений
стержней фермы 21
5.Проектирование и расчет ступенчатой колонны 28
5.1 Определение расчетных длин колонн 28
5.2 Подбор сечения верхней части колонны 30
5.3 Подбор сечения нижней части колонны 32
5.4 Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей
колоны 36
5.5 Проектирование базы колонны 38
6. Расчет и конструирование подкрановой балки 40
7. Список использованной литературы 44

Скачать архив (2.37 Мб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 7 файлов

МК пояснительная..doc

— 429.50 Кб (Просмотреть файл, Скачать файл)

МК балочная клетка.dwg

— 544.88 Кб (Скачать файл)

МК Девришев(ИЗМ).dwg

— 291.78 Кб (Скачать файл)

М.К пояснительная Расул.doc

— 1.34 Мб (Скачать файл)

МВ.С=(-0,666+1)× (-11,9)=-3,97 кНм;

МВ.РИГ=-7,98× 242/12=383,04 кНм.

Коэфициенты канонического уравнения:

r11= 5,55i ;     r1р= -2,24-383,04=385,28 кН

Угол поворота     φ= 385,28/5,55i=69,42/i.

Моменты от фактического угла поворота:

МА=0,922i×69,42/i=64 кНм;

Мв=-1,02i×69,42/i=-70,8 кНм;

Мс=-0,34i×69,42/i=-23,6 кНм;

          Мв.риг=4,53i×69,42/i=314,5 кНм.

Отсюда:

МА=60,41 кНм;

МВ=-68,56 кНм;

МВ.С=-27,57 кНм;

МН.С=-15,68 кНм;

МВ.РИГ=-68,54 кНм;

QВ= QА= -(60,41+15,68)/8,87=-8,58 кН;

NВ= NA = -68,54 кН; NРИГ = -8,58 кН.

   Расчет на  вертикальную нагрузку от мостовых кранов.

Проверка возможности считать ригель абсолютно жестким:

К=30*13,6/5*24=6,5>6/(1+1,4Ö4)=1,87

Моменты и реакция от смещения верхних узлов

r11=2*6.263t/13,6=-0,92t.

Моменты и реакция на левой стойке

МА=kА М =0.302× 457,9 = 138,29 кНм

Мв=kв М = -0.188× 457,9 = -86,09 кНм

Мн.с=kс М = -0.666× 457,9 = 304,96 кНм

Мв.с=(kс=+ 1) М = (-0.666+)× 457,9 = 152,94 кНм

FRB=1.49*457.9/13.6=50.17 кН.

Усилия на правой стойке

MMIN/MMAX=112.18/457.9=0.245

МА=33.88 кНм; Мв=-21.09 кНм; Мн.с=-74.71 кНм;

Мв.с=37.47кНм; FRB=12.29 кНм;

Реакция верхних концов стоек

r1p=50.17-12.29=37.88 кН;

Смещение плоской рамы

D=37,88/0,92t=41,17/t

Крановая нагрузка aпр=1

aпр=4(0,048+1082/2(1202+1082+962+842+722+602+482+362+242+122))/2,94=0,21

Dпр=aпр*D=0,21*41,17/t=8.65/t

Эпюры М, Q и N показаны на рис.4

 

 

 

 

 

Расчет на ветровую нагрузку

МА=0,108*0,29*13,62=5,79 кНм

Мв=-0,059 *0,29*13,62=-3,17 кНм

Мс=0,038 *0,29*13,62=2,04 кНм

FRB=0,451*0,29*13,6=1,78 кН.

q'э / qэ= 0.22/0.29=0.759

Усилия на правой стойке

МА=-4,32 кНм; Мв=-2,38 кНм;

Мс=1,53 кНм;  FRB=1,335 кН.   

Коэффициент канонического уравнения

r11=-0,92t;

r1p=FRB+F’RB+ FB+F’B=1.78+1,335+2,24+1,68=7,04

Смещение рамы D=7,04/0,92t=7,65/t

МА=-38,84 кНм;     Мв=11,67 кНм;      Мс=0,143 кНм;

М’А=-29,48 кНм;    М’в=8,86 кНм;    М’с=0,11 кНм;

Эпюра Q на левой стойке

QA=(38,84+11,67)/13,6+(0,29*13,6)/2=5,69 кН;

QВ=-(75,39-35,42)/4,73=-8,45 кН;

На правой стойке

QпрA=(29,48+8,86)/13,6+(0,22*13,6)/2=4,31 кН;

QпрВ=4,31-0,22*13,6=1,32кН;

Проверка:

QA+ QпрA=5,69+4,31=10 кН= (q'э + qэ)Н+ FB+F’B=(0,46+0,34)13,6+2,24+1,68=10,05 кН

QВ+QпрВ=3,07кН= FB+F’B=3,92 кН

 

 

 

 

 

 

 

 

        

 

Таблица расчетных усилий в сечениях левой стойки рамы

(изгибающие моменты, кНм, нормальные и

поперечные силы, кН)

 

 

 

 

 

№

 

 

Нагрузка

 

 

Nc

                                     Сечение стойки

           1-1

       2-2 

        3-3

               4-4

   M

    N

    M

   N

   M

   N      

   M

   N

    Q

1

постоянная

1

  -75,4

  -108

-35,42

-207,4

  -9,49

-207,4

 64,73

-366,1

-8,58

 

2

 

снеговая

1

  -68,56

-123,1

-27,57

-123,12

  -15,68

-123,12

 60,41

-123,12

-8,4

  1

  -61,7

-110,8

-24,8

-110,8

  -14,1

-110,8

 54,37

-110,8

-7,7

 

3

 

D

   на левую

  ст-ку

1

  -69,23

   0

 150,8

   0

-307,1

-1308,2

  100,9

-1308,2

-46

0,9

-62,3

   0

 135,7

   0

-276,4

-1177,4

  90,8

-1177,4

-41,4

 

3*

  на правую

 ст-ку

1

  -37,89

   0

 39,62

   0

-72,56

-320,5

  71,25

-320,5

-16,3

0,9

  -34,1

   0

 35,66

   0

-65,3

-288

  64,13

-288 

-14,7

 

 4

 

T

 

  на левую

 ст-ку

  1

  ±50,9

   0

 ±65,7

   0

 ±65,7

   0

 ±103,8

   0

  ±19,1

0,9

  ±45,8

    0

  ±59,13

   0

  ±59,1

    0

 ±93,44

   0

  ±17,2

 

4*

   на правую

 ст-ку

  1

  ±12,2

    0

  ±1,55

   0

  ±1,55

    0

  ±27,05

   0

  ±2,9

0,9

  ±10,9

    0

  ±1,4

   0

  ±1,4

    0

  ±24,3

   0

  ±2,6

 

5

 

w

    на левую

 ст-ку

  1

   11,67

    0

  -0,14

   0

  0,143

    0

-38,8

   0

   5,7

0,9

   10,05

    0

  -0,13

   0

  0,13

    0

-35

   0

   5,12

 

5*

   на правую

  ст-ку

  1

  -8,86

    0

  -0,11

   0

  -0,11

    0

  29,5

   0

-4,31

0,9

  -7,97

    0

   -0,1

   0

  -0,1

   0

  26,5

   0

  -3,9

 

 

+Max

 

 

 

Ncoot

N нагр

 

 

1

        1,5

      1,3, 4

         1,5

            1,2,3,4

усилия

-63,7

-108

 181

-207,4

-9,35

-207,4

299,6

-1766

-77,8

N нагр

 

 

0,9

       1,5

      1,2,3,4

          1,5

          1,2,3,4,5*  

усилия

-65,3

-108

  159,6

-207,4

 -390,14

-269

 302,7

-1618,7

-74,8



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Нагрузка

 

 

Nc

                                     Сечение стойки

           1-1

       2-2 

        3-3

               4-4

   M

    N

    M

   N

   M

   N      

   M

   N

    O

 

 

-Mmax

 

 

 

Nсоотв

№ нагр

 

1

        1,2,3,4

        1,2

      1,3,4

         1,5

 

 

усилия

  -79

-163,4

-63

-330,5

-9,6

-207,4

   25,9

-386,1

-14,1

№ нагр

 

0,9

   1,2,3,4,5,*

     1,2,5*

    1,2,3,4

           1,5

 

усилия

  -222,3

-163,4

-59,6 

-318,2

-351,8

 -262,8

  29,8

-386,1

-3,3

 

 

-Nmax

 

 

 

+Mсоот

№ нагр

 

1

        1,5

      1,3, 4

         1,5

            1,2,3,4

усилия

-63,7

-108

181

-207,4

-63,7

-108

181

-207,4

-63,7

№ нагр

 

0,9

       1,5

      1,2,3,4

          1,5

           1,2,3,4,5*  

усилия

-65,3

-108

  159,6

-207,4

-65,3

-108

  159,6

-207,4

-65,3

 

 

-Nmax

 

 

 

-Mсоот

№ нагр

 

1

 

        1,2,3,4

        1,2

      1,3,4

         1,5

усилия

  -79

-163,4

-63

-330,5

-9,6

-207,4

   25,9

-386,1

-14,1

№ нагр

 

0,9

   1,2,3,4,5,*

     1,2,5*

    1,2,3,4

           1,5

 

усилия

  -222,3

-163,4

-59,6 

-318,2

-351,8

 -262,8

  29,8

-386,1

-3,3

 

-Nmax

 

+Mсоот

№ нагр

 

 

1

 

 

         1,5

усилия

   25,9

-386,1

-14,1

-Nmin

 

-Mсоот

№ нагр

 

1

  

           1,5

 

усилия

  29,8

-386,1

-3,3

 

Qmax

№ нагр

 

0,9

 

              1,2,3,4

усилия

  

  299,6

-1756

-77,8



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г.Составление комбинаций усилий в сечениях стойки рамы  и                          определение усилий для расчета колонн.

                                                   

                                                       сечение 1-1

                                                Основные сочетания

                                                   П + 1Дл + 1Кр

                                                  с=1   с=1     с=1

     М_= -643 кНм             

     Ncоот= -479кН

       1,2,3,4

 

    М_=-75,4-34,3-69,23-50,92=-79 кНм

 

М+ = -63,67 кНм             

 Ncоот= -108 кН

1,5

 

М+ = -75,39+11,67= -63,7кНм

 

                                                    Особые сочетания  

                                              П + 1Дл  + до 3Кр

                                             с=1   с=0.9     с=0.9    

 

М_= -661 кНм                                                М+ = -63,5 кНм             

Ncоот= -458 кН                                                 Ncоот= -108 кН

          1,2,3,4,5*       1,5

 

М_=-75,4-30,85-62,3-45,8-8=-222,3 кНм         М+ = -75,39+10,05= -63,5 кНм

                                                      

сечение 2-2

Основные сочетания

                                     

     М_= -63 кНм            

     Ncоот= -330,55 кН

     1,2

 

    М_= -35,4-27,57=-63 кНм

 

М+ = 181 кНм              

Ncоот= -207,43 кН

1,3,4

 

М+ = -35,4+150,8+65,7=181 кНм

 

Особые сочетания

М_= -117  кНм                                         М+= 232 кНм            

Ncоот= -652 кН                                            Ncоот= -467 кН

          1,2,5* 1,2,3,4

 

М_= -35,4-24,1-0,1=-59,6 кНм                 М+ = -35,4+135,7+59,13+0,13=159,6 кНм

 

 

                                                        сечение 3-3

Основные сочетания

                                     

    М_= -450 кНм                      

    Ncоот= -1464 кН

    1,2,3,4

 

    М_=-9,5-7,84-307,1-65,7=-390,1 кНм

 

М+ = -9,35 кНм     

Ncоот= -207,43 кН

1,5

 

М+ = -9,5+0,143=-9,35 кНм

 

 

Особые сочетания

 

М_= -422 кНм                                           М+= -9,36 кНм           

Ncоот= -1364 кН                                             Ncоот= -207,43 кН

          1,2,3,4,5*     1, 5

 

М_=-9,5-7,55-276-65,7-0,1=-390,1 кНм      М+ = -9,5+0,13=-9,36 кНм

 

 

                                                        сечение 4-4

                                                 Основные сочетания

                           

    М_= 25,9 кНм          Qcоот= -74,75 кН       

   Ncоот= --386,13 кН

    1,5

 

    М_= 64,73-38,84=25,9 кНм

 

М+ = 299,6 кНм          Qcоот=77,8  кН        

Ncоот= -1755,9кН

1,2,3,4

 

М+ = 64,73+30,2+100,9+103,8=299,6 кНм

 

Особые сочетания

 

М_= 29,8кНм           Qcоот=-3,28 кН                   М+= 300,7 кНм         Qcоот=-74,75 кН       

Ncоот= -386,13 кН                                               Ncоот= -1618,7 кН

          1,5        1,2,3,4,5*

 

М_= 64,73-34,96=29,8 кНм                      М+ = 64,73+27,2+90,8+93,44+26,5=300,7 кНм

 

                  

                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Расчет и конструирование стропильной фермы

 

         Материал  стержней ферм – сталь марки  ВСт3пс6-1, R=240 МПа=24 кН/см²            (t ≤ 20мм ), фасонок - ВСт3пс5-1 по ТУ 14-1-3023-80;  пояса и решетка  из парных уголков.

  1. Сбор нагрузок на ферму.

Постоянная нагрузка.

Состав кровли см. в табл.1. Нагрузка от покрытия (за исключением веса фонаря):

          g'кр=( gкр-ngфон) γн=(1.59-1.05·0.15)0.95=1.36 кН/м².

 

         Вес  фонаря, в отличие от расчета рамы, учитываем в местах фактического опирания  фонаря на ферму.

         Вес каркаса фонаря  на единицу площади горизонтальной проекции  фонаря

g'фон= 0.1 кН/м².

           Вес бортовой стенки и остекления на единицу   длины стенки gб.ст= 2 кН/м.

           Узловые силы (рис. 5,а):

F1 = F2 = g'кр Вd = 1.36·6·3 = 24,5 кН;

F3 =  g'кр Вd+ ( g'фон B 0.5d +  gб.ст B) γн   =                                                                                                       = 24,5 + (0.1·6·0.5·3 + 2·6)0.95 = 36,7 кН;

          Силы   F0    и      F7  приложены  к колоннам и в расчете  фермы  не учитываются.

          Опорные  реакции  FAg  = F1 +F2 +F3 = 2·24,5+36,7=85,7 кН.

 

          Снеговая нагрузка.  Расчетная нагрузка: p= γн ncp0 = 1·1.4·0,95с=1.33с

          Узловые силы:

1-й вариант снеговой нагрузки 

 

        F1р = F2р = 1.33·6·3·1.7=25,14 кН,              F3р= 1.33·6·3(3+1.5) ·0,8 = 28,73 кН;

                                         

          Опорные  реакции:  FAр = 2F1р +F3р + F4р = 2·25,14 + 28,73=79 кН.

2-й вариант снеговой нагрузки 

                     F'1р = 1.33·6·3 = 24 кН;           F'2р = 1.33·6·3·2.2 = 52,7 кН;

                     F'3р = F'4р = 0;              F'5р = 1.33·6·3·1.8 = 43,1 кН;   

                     F'6р = 1.33·6·3= 24 кН;       

          Опорные  реакции:  

на левой опоре

F'Aр = (24·21,2 + 52,7·17,5 + 43,1·5.5 + 24·1,8)/23 = 74,4 кН;

на правой опоре

                         F'Вр = 24+ 52,7+ 43,1+ 24-74,4 = 69,4 кН.

 

Нагрузка от рамных моментов

1-я комбинация:  М1 max = -222,3 кН·м;  М2 соот  = -140,4 кН·м (сочетание 1,2,3*,4*,5*).

2-я комбинация:  М1 = -222,3-(-61,7)=-160,6 кН·м;  М2 соот  = -140,4-(-61,6)=-78,7 кН·м.

 

Нагрузка от распора рамы

1-я комбинация: 

Н1 = 8,4 + (8,58 + 46 + 24,65- 1,75 + 2,24)·0.9=80,1  кН;

Н2 = 8,4 + (8,58 + 16,3 + 2,9- 1,32 + 1,68)·0.9=33,1 кН.

          2-я комбинация:

                                     Н1 = 8,4 + (46 + 24,65- 1,75 + 2,24)·0.9=72,4  кН;

                                     Н2 = 8,4 + (16,3 + 2,9- 1,32 + 1,68)·0.9=25,4 кН.

Схема приложения опорных моментов и распора приведена на рис.7.

 

 

                                              

 

 

 

 

Рис. 7. К расчету фермы. 

 

 

 

 

элемент

 

№

стержня

Расчетные усилия

 

 

Сечения

 

 

Площадь

 

 

        

 

растяжения

 

сжатия

        

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

 

Верхний пояс

В1-1

97,8

-

75*50*5

12,22

281

281

2,39

1,43

-

-

-

0,95

-

-

В2-3

В3-4

-

-359,6

100*63*7

22,2

240

301

3,19

1,78

75

119

120

0,77

0,95

-

21.03<21,5

В4-6

-

-472,1

125*80*8

32

240

301

4

2,28

60

112

120

0,82

0,95

-

18<21,5

Нижний пояс

Н-2

205,6

-

75*50*5

12,22

582

582

2,39

1,43

243

249

250

-

0,95

17,7<21,5

-

Н-5

472,1

-

110*70*8

27,8

602

602

3,51

1,98

171

232

250

-

0,95

17.7<21,5

-

 

Раскосы

1-2

-

-273,9

110*70*8

27,8

374

374

2,39

1,43

106

222

120

0,51

0,95

-

19.3<21,5

2-3

184,4

-

75*50*5

12,22

306

306

2,39

1,43

128

237

250

-

0,95

17.9<21,5

-

4-5

-

-134,8

90*56*6

17,08

312

390

2,88

1,58

108

226

120

0,92

0,8

-

15.2<21,5

5-6

5,8

-

75*50*5

12,22

306

306

2,39

1,43

128

237

250

-

0,95

15.9<21,5

-

стойки

3-4

-

-77,2

75*50*5

12,22

180

122

2,39

1,43

75

115

120

0,78

0,8

-

8.1<21,5

6-6’

-

-32,6

75*50*5

12,22

180

225

2,39

1,43

75

115

120

0,78

0,8

-

4.1<21,5

Копия Схема расположения балок и колонн 2.dwg

— 209.03 Кб (Скачать файл)

Металич.констр..dwg

— 337.84 Кб (Скачать файл)

Расул мкпромздание.dwg

— 655.70 Кб (Скачать файл)

Информация о работе Стальной каркас одноэтажного промышленного здания