Разработка схемы стального каркаса цеха

 

Условие по устойчивости удовлетворяется.

 

Расчет  стойки 8-9. N=-57,2. Требуемая площадь сечения уголков при состоит:

 

 

 

Из сортамента находим равнополочные уголки А=213,75=27,5 Фасонки принимаем толщиной t=8 мм в зависимости от усилия в опорном раскосе N=57,2  кН по таблице 3

Тогда радиусы  инерции сечения верхнего пояса  равны:

 

Гибкость:

366,8/3,08=119<

<

Находим

Проверяем напряжение:

 

Условие по устойчивости удовлетворяется.

 

 

 

 

Таблица 3.4 – Таблица подбора сечений элементов фермы

Элемент	Обозначение	N, кН	Принятое сечение	Площадь А см2	Расчетная длина,см		Радиус инерции, см		Гибкость				Напряжение
													Факти ческо е	Расче тное
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Верхний пояс	III-1	-260,21	125×9	44	300	300	3,86	5,41	77,5	55,7	0,62	0,95	285	318,3
	IV-3	-260,21	125×9	44	300	300	3,86	5,41	77,5	55,7	0,62	0,95	285	318,3
	V-5	-618,4	125×9	44	300	300	3,86	5,41	77,5	55,7	0,62	0,95	285	318,3
	VI-6	-618,4	125×9	44	300	300	3,86	5,41	77,5	55,7	0,62	0,95	285	318,3
	VII-8	-778,14	125×9	44	300	300	3,86	5,41	77,5	55,7	0,62	0,95	285	318,3
	VIII-9	-778,14	125×9	44	300	300	3,86	5,41	77,5	55,7	0,62	0,95	285	318,3
Нижний пояс	I-1	0	100×7	13,75	600	600	3,08	4,38	194,8	137	-	0,95	-	318,3
	I-4	+464,92	100×7	13,75	600	600	3,08	4,38	194,8	137	-	0,95	-	318,3
	I-7	+721,62	100×7	13,75	600	600	3,08	4,38	194,8	137	-	0,95	-	318,3
	I-10	+789,36	100×7	13,75	600	600	3,08	4,38	194,8	137	-	0,95	-	318,3
Раскосы	1-2	+404,75	100×7	13,75	468	468	3,08	4,38	151,9	107	-	0,95	-	318,3
	3-4	-325,37	140×10	27,33	476	476	4,33	6,12	109,6	79	0,38	0,95	313	318,3
	4-5	+243,72	70×6	8,15	476	476	2,15	3,18	221,4	149,7	-	0,95	-	318,3
	6-7	-167,77	140×10	27,33	484	484	4,33	6,12	111,5	79	0,38	0,95	161	318,3
	7-8	+91,63	70×6	8,15	484	484	2,15	3,18	225,1	154,6	-	0,95	-	318,3
	9-10	-18,81	140×10	27,33	493	493	4,33	6,12	113,8	80,6	0,38	0,95	18	318,3
Стойки	II-1	-28,6	100×7	27,5	342	360	3,86	5,48	88,6	65,7	0,52	0,95	27	318,3
	2-3	-57,2	100×7	27,5	346,9	365	3,08	4,38	112,6	83,4	0,34	0,95	61,1	318,3
	5-6	-57,2	100×7	27,5	357	376	3,08	4,38	115,8	85,7	0,34	0,95	61,1	318,3
	8-9	-57,2	100×7	27,5	366,8	386	3,08	4,38	119	88,15	0,32	0,95	65	318,3

 

 

 

3.3 Расчет узлов фермы

 

Расчет  сварных соединений в узлах

При расчете  узлов фермы определяют размеры  сварных швов и назначают габариты фасовок с таким расчетом, чтобы  на них размещались все сварные  швы стержней.

Действующее в стержне усилие передается на обушок и перо уголка не одинаково, так как  ось стержня смещена в сторону  обушка. Следовательно, на шов у обушка передается большая часть силы, чем  на шов у пера. Для равнополочных  уголков распределение силы N принимается примерно так: на обушок 0,7N, на перо 0,3N. Задавшись толщиной сварного шва k_f, длину его на один уголок вычисляем по формуле (в сечении по металлу шва)

на обушок:

 

у пера:

 

где  k — коэффициент распределении усилия на обушок и перо, принимаемый 0,75; 0,7 или 0,65 по схеме.

Катет шва  k_f принимают, как правило, не более толщины полки привариваемого уголка. Конструктивная длина шва увеличивается против расчетной на 10 - 15мм, общая длина его должна быть краткой 10 мм.

Узел  А. В нем сходятся стержни II-1, III-2, 1-2. Рассчитаем прикрепление опорного раскоса 1-2, расчетное усилие N_1-2 = 404,75 кН, сечение из двух равнополочных уголков 100×7, сварка ручная:

 

Принимаем толщину  шва у обушка k_f,b = 7 мм, а у пера k_f,р =6 мм; вычисляем длины швов:

 

 

Рассчитаем  прикрепление III-2, расчетное усилие N =260,21 кН, сечение из двух равнополочных уголков 125×9, сварка ручная:

 

Принимаем толщину  шва у обушка k_f,b = 9 мм, а у пера k_f,р =8 мм; вычисляем длины швов:

 

 

Рассчитаем  прикрепление II-1, расчетное усилие N = 28,6 кН, сечение из двух равнополочных уголков 100×7, сварка ручная:

 

Принимаем толщину  шва у обушка k_f,b = 7 мм, а у пера k_f,р =6 мм; вычисляем длины швов:

 

 

Узел  Б. В нем сходятся стержни V-5, IV-3, 3-4, 4-5.

3-4 – расчетное усилие N = 325,37 кН, сечение из двух равнополочных уголков 140×10, сварка ручная:

 

Принимаем толщину  шва у обушка k_f,b = 10 мм, а у пера k_f,р =8 мм; вычисляем длины швов:

 

 

4-5 – расчетное усилие N = 243,72 кН, сечение из двух равнополочных уголков 70×6, сварка ручная:

 

Принимаем толщину  шва у обушка k_f,b = 6 мм, а у пера k_f,р =5 мм; вычисляем длины швов:

 

 

Рассчитаем  прикрепление V-5, IV-3.

Расчетное усилие N = N _V-5 - N _IV-3 =618,4 – 260,21 =  кН, сварка ручная:

 

 

 

 

 

Остальные узлы рассчитываем также.

 

 

Заключение

Металлические конструкции получили широкое распространение  благодаря следующим достоинствам: надежность, которая обеспечивается близким совпадением их действительной работы с расчетными предположениями; легкость (из всех изготовляемых несущих  конструкций металлические наиболее легкие), индустриальность.

Каркасы производственных зданий проектируются так, что несущая  способность поперек здания обеспечивалась поперечными рамами, а вдоль –  продольными элементами каркаса, кровельными  и стеновыми панелями.

Поперечные  рамы каркаса состоят из колонн и  ригелей (в виде ферм).  Рамы размещают  вдоль здания друг за другом обычно с одинаковым расстоянием, называемым шагом рам. На ригели рам опираются  прогоны, по которым укладывают профилированный  настил или другие несущие конструкции  кровли. Стеновые панели крепят к горизонтальным ригелям, которые, в свою очередь, прикрепляют  к стойкам рам и к стойкам  фахверка.

Подкрановые конструкции опираются на колонны  каркаса.

Проектирование  каркаса производственного здания начинают с выбора конструктивной схемы  и ее компоновки. Основные параметры  – пролет, высоту, длину.

После выбора конструктивной схемы одновременно с компоновкой решаются принципиальные вопросы архитектурно-строительной части проекта (определяются ограждающие  конструкции, назначается расположение оконных проемов, ворот).

 В производственных  зданиях, кроме того, необходимо  учитывать габариты технологического  оборудования, расположение и грузоподъемность  подъемно-транспортных средств.  Сокращение стоимости и сроков  строительства возможно при индустриальном  процессе, основой которого является  унификация типоразмеров и типизация  строительных конструкций для  многократного применения типовых  размеров в объектах различного  назначения. Исходя из этого, вводится  единая модульная система в  строительстве (ЕМС), которая представляет  совокупность правил координации  размеров объемно-планировочных  и конструктивных элементов зданий  и сооружений на базе модуля  100 мм. Дальнейшее сокращение типоразмеров элементов и конструкций основано на применении укрупнительных модулей, например 6 м для пролетов и шагов колонн, 0,6 м – для высот помещений.

Цель выполнения курсового проекта – овладеть методикой проектирования несущих  металлических конструкций и  запроектировать стальной каркас одноэтажного производственного здания: разработать  схему стального каркаса производственного  здания,  рассчитать ферму.

Данная цель полностью достигнута.

Список использованной литературы

 

1. Беленя, Е.И. Металлические конструкции / Е.И. Беленя. – М.: Стройиздат, 1986. – 560 с.
2. Мандриков, А.П. Примеры расчета металлических конструкций / А.П. Мандриков. – М.: Стройиздат. 1991. – 431 с.
3. СНиП II-23-81^*. Стальные конструкции / Госстрой СССР – М.: ЦИПТ Госстроя СССР, 1990. = 96 с.
4. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР – М.: ЦИПТ Госстроя СССР, 1986. = 34 с.
5. Примак, Н.С. Расчет рамных конструкций одноэтажных зданий / Н.С. Примак. – Киев: Высшая школа, 1976. – 387 с.
6. Чепурной, И.В. Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности ПГС. Ч. I. Изд. 3-е, перераб. / И.В. Чепурной. – Гомель: Бел ИИЖТ, 1990. -  68 с.
7. Чепурной, И.В. Проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания: Учебно-методическое пособие. Ч.III. Стропильные фермы / И.В. Чепурной. – Гомель: Бел ИИЖТ, 1984. - 65 с.
8. Цай, Т.Н. Строительные конструкции / Т.И. Цай. – М.: Стройиздат, 1984. – 214 с.