Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Производственного здания »

 

Выполнил: студент гр. 42 ПГС

    Сердюк В.М.

Проверила: преподаватель

    Кононова Р.М.

 

Омск-2005 г

 

 

Содержание:

1. Исходные данные

2. Определение основных размеров поперечной рамы цеха.

3. Расчет подкрановой балки.

4. Сбор нагрузок на поперечную раму

5. Статический расчет поперечной рамы

6. Расчет и конструирование колонны

7. Расчет базы колонны

8. Расчет и конструирование стропильных ферм

9. Список литературы

 

 

Исходные данные:

1. длина здания 48 м;

2. высота от пола до головки подкранового рельса 12,8 м;

3. район строительства г. Бухара;

4. грузоподъёмность крана 50 т;

5. пролёт цеха 34 м;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

6. колонны сплошного сечения, шаг колонн 12 м

7. подкрановая балка составного сечения, сварная.

 

Определение основных размеров поперечной рамы цеха.

Для крана грузоподъёмностью Q=200 т определяем необходимые для расчета характеристики [1, прил.1]:

Пролёт мостового крана L_k = L – 1,5м = 34м – 1,5м = 32,5 м;

Характеристики мостового крана:

· пролёт 36 м;

· максимальное усилие колеса F_{к max}=540 кН;

· вес тележки G_т=180 кН;

· вес крана с тележкой G_к=900 кН;

· высота крана Н_к=3150 мм;

· свес мостового крана (за осью подкранового рельса) В₁=300 мм;

· тип кранового рельса КР-80;

· высота рельса h_р=130 мм;

       

Зная габаритные размеры мостового крана определяем основные размеры поперечной рамы:

Высота колонны от обреза фундамента до оси нижнего пояса ригеля определяется по формуле:

Н=h₁+h₂+h₃   

где: h₁=12,8 м [задание],

h₂=Н_к+150+100 – расстояние от головки подкранового рельса до оси нижнего пояса ригеля,

150 мм – минимальная величина, учитывающая высоту выступающих вниз элементов связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкций покрытия,

100 мм – минимальный зазор м/у конструкцией крана и низом покрытия,

h₂=3150+150+100=3400 мм=3,4 м

h₃=0,8 м –  заглубление башмаков колонн рамы ниже уровня пола цеха.

Н=12,8+3,4+,8=17 м

Высота сечения надкрановой части колонны:

е = 500 мм

Высоту сечения подкрановой части колонны из условия свободного прохода крана назначают не менее:

где: D=100 мм – минимальный зазор между внутренней гранью колонны и конструкцией мостового крана;

В₁=200 мм –свес мостового крана (за осью подкранового рельса).

m=500+200+100=800 мм

Данная высота должна удовлетворять условиям жесткости:

=1700/22=772,7 мм

m > 772,7 мм – условие выполняется.

 По [1, прил. 14, табл. 5] принимаю m=800 мм.

Расчётный пролёт рамы равен расстоянию м/у осями надкрановых частей колонн:

;  

Lp=34000-500+500=34000 мм =34 м.

Расчётный пролёт ригеля рамы:

Lф=34000-500=35000 мм =33,5 м.

Высоту ригеля в середине пролета h_ф и на опоре h_о принимаем по [7] в зависимости от L_ф: h_ф=4,1 м, h_о=2,8 м.

 

 

Расчет подкрановой балки.

   В проекте необходимо произвести расчет и конструирование однопролетной подкрановой балки несимметричного, постоянного сечения со специальной тормозной балкой.

 

Тормозная балка

Тормозная балка состоит из швеллера и горизонтального листа.

· швеллер №14: А_о = 15,6 см² – площадь сечения швеллера

J_zо = 45,4 см⁴– момент инерции швеллера относительно Zo

y_o=1,67 см – расстояние от оси Zo до наружной грани

стенки швеллера

· толщина горизонтального листа тормозной балки 0,6 см

· ширина листа:

; ,

где: 6 см – необходимый зазор между тормозной балкой и стеновыми панелями

3 см – минимальная величина нахлёстки горизонтального листа на пояс

bг.л.=80-0,5*40-6+3=57 см

По [1, Прил.14, табл.5] принимаем bг.л.=55 см.

Расчет поясных швов балки.

Верхние поясные швы в подкрановых балках, непосредственно воспринимающие нагрузки от кранов, должны выполняться с проваром на всю толщину стенки. Такие швы равнопрочны материалу балки и расчётом не проверяются.

Нижние поясные швы воспринимают сдвигающее усилие и их толщина должна быть не менее:

где  S_n – статический момент нижнего пояса относительно оси Х₁

Sn=26*1,6*(160/2+1,6/2+5,491)=3589,7 см³

β_ш=1,1; β_с.=1,15 – коэффициенты, учитывающие глубину проплавления шва для автоматической сварки в лодочку [2 табл.53];

, – расчетные сопротивления сварного соединения угловыми швами по границе сплавления и по материалу шва (для сварки в углекислом газе проволокой Св-08Г2С), принимаемые по [1, табл.3];                                                                  

 принимаем min значение  кН/см²

kш=549*3589,7/(2*19,7*1157352)=0,047 см

Согласно расчёту и [2, табл.38] при толщине наиболее толстого из свариваемых элементов t=1,6 см принимаем большее значение kш=0,5 см для автоматической сварки с тавровыми двусторонними угловыми швами.

Постоянные нагрузки.

· Погонная нагрузка на ригель рамы

где g_фер=0,2 кН/м²– вес несущих и ограждающих конструкций фермы [5 табл.1]

g_плит=1,7 кН/м² – вес железобетонных плит покрытия ПР.116-15 [5 табл.1]

g_кров = 1,0 кН/м²– вес конструкций кровли [5 табл.1]

В=12м – шаг поперечных рам

Γf =1,05 [3 табл.1],  γf =1,1 [3 табл.1], γf =1,3 [3 п.3.7] – коэффициенты надёжности по соответствующим нагрузкам.

qn=(0,2*1,05+1,7*1,1+1,0*1,3)*12=40,56 кН/м

· Вес стенового ограждения

где  – осреднённый нормативный вес 1м² стенового и оконного ограждения [5 табл.1]

γf =1,1 – коэффициент надежности по нагрузке [3 табл.1]

h_{ст.верх..} = 9,26 м – высота стены

h_{ст.низ..} = 11,84 м – высота стены

Gст.верх.=1,1*0,6*12*9,26=55,56 кН

Gст.низ.=1,1*0,6*12*11,84=109,5 кН

· Вес колонны

где  – вес колонны [5 табл.1]

γf =1,05 –  коэффициент надежности по нагрузке [3 табл.1]

 

Gk=1,05*0,4*12*34/2=85,7 кН

Gк.верх.=0,2*85,7=17,14 кН

Gк.низ.= 0,8*188,1=68,56 кН

· Вес подкрановых балок

где - нормативная распределённая нагрузка от веса подкрановой балки [5 табл.1]

γf =1,05 [3 табл.1]

Gп.б.=1,05*0,3*12*34/2=64,26 кН

Временные нагрузки.

· Снеговая нагрузка

При расчёте рамы снеговую нагрузку равномерно распределённой по длине ригеля.

где  γf = 1,4 – коэффициент надёжности по снеговой нагрузке [3  п.5.7]

S_о = 0,5 кН/м² – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли [3  табл.4]

μ = 1 – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие [3  прил.3]

qсн=1,4*0,5*1*12=8,4 кН/м

· Ветровая нагрузка

Действие ветра на сооружение вызывает давление с наветренной стороны и отсос с противоположной. Величина расчётного ветрового давления различна по высоте и учитывается введением в расчётные формулы коэффициента k_i [3  п.6.5  табл.6]

где  γf = 1,4 – коэффициент надёжности по ветровым нагрузкам [3  п.6.11]

w₀ = 0,38 кН/м² – нормативное значение ветрового давления [3  п.6.4]

qB10=1,4*0,38*1*12=6,384 кН/м

qB17=1,4*0,38*1,175*12=7,50 кН/м

qB21,0=1,4*0,38*1,260*12=8,04 кН/м

Для упрощения расчёта поперечника ветровую распределённую нагрузку, действующую на колонну заменяем равномерно распределённой нагрузкой на всю расчётную высоту колонны. Рассчитаем с некоторым приближением это эквивалентное распределённое давление:

Эквивалентное ветровое давление распределяется на активное и пассивное согласно аэродинамическим коэффициентам С.

Сосредоточенное ветровое давление в пределах высоты фермы и парапета:

где  hn=4,1 м – высота парапета

W=0,5*(7,5+8,04)*4,1=31,86 кН

Wa=0,8W=0,8*31,86=25,49 kH

Wp=0,6W=0,6*31,86=19,12 kH

· Нагрузка от мостовых кранов

Поперечные рамы воспринимают вертикальные (D_max и D_min) (от веса кранов с грузом) и поперечную горизонтальную (Т) (от торможения тележки крана с грузом) крановые нагрузки.

При расчёте однопролётных рам крановую нагрузку учитываем от одновременного действия двух кранов. Крановую нагрузку от вертикального давления и поперечного торможения на раму определяют в результате невыгоднейшего загружения линии влияния опорного давления.

Наибольшее вертикальное давление кранов:

 Наименьшее вертикальное давление кранов:

где  γf = 1,1 [3 п.4.8]

ψ – коэффициент сочетаний [3  п.4.17]

Σyi –  сумма ординат линии влияния

где Q=50 т – грузоподъемность крана

Q_к=900 кН –  вес крана с тележкой

no=2 – число колес с одной стороны крана

Dmax=1,1*0,85*540*(0,4367+0,8742+1+0,5625)=1451 kH

Dmin=1,1*0,85*155*(0,4367+0,8742+1+0,5625)=416,5 kH

Нормативное горизонтальное давление колеса крана (от торможения тележки) на крановый рельс:

 – нормативное горизонтальное давление колеса крана (от торможения тележки) на крановый рельс:

G_т =700 кН – вес тележки крана

T=1,1*0,85*16,75*2,8734=45 kH

 

Действия момента.

где  g_с = 1 – коэффициент условий работы [2  табл.6]

j_вн – коэффициент, определяется в зависимости от значений приведённого относительного эксцентриситета m_1x и условной гибкости , [2  табл.74]

где                              

η– коэффициент влияния формы сечения [2, табл.73]

η=(0,5+0,1*1,27)+0,02*(5-1,27)*1,87=1,32

m1X=1,32*1,27=1,67

j_вн=0,447

σ=2398,15/(0,447*304)=17,66 кН/см² <23 кН/см² – условие выполняется.

Действия момента.

,

где  j_у =0,435 – коэффициент продольного изгиба [2  табл.72]

с – коэффициент, определяемый в зависимости от:

где  – максимальный по абсолютной величине момент в средней трети расчётной длины нижней части колонны:

M3-3=-505,99 кНм

 M4-4=1068,99 кНм

mx=543,99*304/(10665*2398,15)=0,647

При mx<5                     

где  α=0,7  [2 табл.10]

β=  [2 табл.10]

c=1,158/(1+0,7*0,647)=0,797

σ=2398,15/(0,797*0,438*304)=22,72 кН/см² <23 кН/см² – условие выполняется.

Сечения.

Устойчивость полок колонны обеспечивается если:

 – условие выполняется.

Для проверки местной устойчивости стенки находим:

α=(17,91+2,13)/17,91=1,12

где τ– среднее касательное напряжение в стенке

Q50,64 кН – перерезывающая сила в расчетном сечении, численно равная алгебраической сумме распоров Н при неблагоприятном сочетании нагрузок.

τ=50,94/(80*1)=0,637 кН/см²

β=1,4*(2*1,12-1)*0,637/17,91=0,0617

h_ст /t_ст<115,97

80/1<115,97– проверка выполнена

Ребра жесткости необходимы, если соблюдается условие:

 – условие выполняется.

 

 

Ширина ребра:

bp=800/30+40=66,7 мм

Принимаем  bp=20 см [1 прил.14 табл.5]

Толщина ребра:

;

Принимаем tp=1,4 мм [1 прил.14 табл.5]

Шаг ребер жесткости: S = (2,5…3)h_ст.

 

Размеры сечения надкрановой части колонны принимаем конструктивно по нижней части колонны.

Расчет базы колонны.

1. Определение размеров опорной плиты и базы в плане.

Ширина опорной плиты базы:

где  b_n=40 см – ширина полки колонны

t_тр=1,4 см – толщина траверсы [4  стр.21]

a = 4 см – выступ плиты за траверсой [4  стр.21]

В=40+2*1,4+2*4=50,8 см

Принимаем  В = 50см [1  прил. 14  табл. 5]

Длина опорной плиты:

 

где N и М – расчетные усилия

N=-2398,15 kH, M=1068,98 kHм

 – расчётное сопротивление бетона фундамента на сжатие

Для бетона класса В15 R_pc=88,5 кгс/см²=0,885 кН/см²  

γ=³√2 – как для отдельно стоящего фундамента.

Rb=0,885*2=1,77 кН/см²

Минимальная длина плиты базы из конструктивных соображений равна:

где m = 80см – высота сечения подкрановой части колонны

с₁ = 25см – минимальная длина консольного выступа плиты

Zmin=80+2*25+2*2,8=135,6 см

Длину плиты принимают не менее Z и не менее Zmin, она должна быть кратной единому модулю 100 мм.

Принимаем  Z = 1400 см

Толщина плиты базы.

Конструкцию базы нужно проектировать с учетом необходимого подкрепления опорной плиты траверсами, рёбрами и создания упоров для анкерных болтов:

Траверсы принимаем длиной:

Принимаем lтр=32 см

Вычисляем фактические напряжения под плитой базы:

Принимая напряжения под плитой равномерно распределённым и равным наибольшему в пределах этого участка, определяем изгибающие моменты в каждом участке плиты:

· участок 1

Пластина, опертая по 3-м сторонам.

b1/d1=9,3/40=0,23<0,5  следовательно расчетный момент определяют как для консоли.

 

· участок 2

Пластина, опертая по 4-м сторонам

где  a = 0,125 – коэффициент, определяемый в зависимости от отношения большего размера пластинки к меньшему [1, табл. 8.6].

М2=0,125*0,853*16,5²=29,03 кНсм

· участок 3

Пластина, опертая по 3-м сторонам.

b3/d3=39,2/25,6=1,53

где  β=0,127 – коэффициент, определяемый в зависимости от отношения закреплённой стороны пластинки b_i к свободной d_i, [1, табл. 8.7].

М3=0,127*0,551*25,6²=46,22 кНсм

· участок 4

Пластина, опертая по 3-м сторонам.

b4/d4=26/25,7=1,01 => β=0,112

М4=0,112*0,689*26²=52,2 кНсм

· участок 5

Пластина, опертая по 3-м сторонам.

b5/d5=26/25,8=1,52 => β=0,127

М5=0,127*0,443*25,8²=37,5 кНсм

По наибольшему моменту определяем толщину плиты базы:

Mmax=52,2 кНсм

Принимаем  tпл=4 см [1 прил.14 табл.5].

 

Расчёт анкерных болтов.

Требуемую площадь анкерных болтов определяем из предположения, что растягивающая сила Z, соответствующая растянутой зоне эпюры напряжений, полностью воспринимается анкерными болтами.

Требуемая площадь сечения одного болта:

где М=-91309 кНсм, N=393,76 кН – изгибающий момент и продольная сила в сечении

n =4 – количество анкерных болтов с одной стороны базы

 = 18,5 кН/см² – расчётное сопротивление анкерных болтов из стали 09Г2С растяжению для класса 4.6 [2 табл.60]

а = 44,3см

y_б = 104,3 см

Согласно расчёту и [6  табл. II.1.2] принимаем по 2 анкерных болта Ø64 мм на каждую ось.

Крепление плиты базы к фундаменту анкерными болтами осуществляется при помощи неравнобоких уголков, связывающих отдельные полутраверсы в единую систему. Толщину уголков принимают в пределах 14…16 мм, ширину горизонтальной полки уголка определяют:

bуг≥е+1,5 d_a +t_уг

где  е = 80 мм - приближение к траверсе [6, табл.II.1.2]

t_уг =14 мм – принятая толщина уголка

d_a=64 мм – принятый диаметр анкерного болта

bуг=80+1,5*64+14=190 мм

Принимаем  уголок 200´125´14 мм [1  прил.14 табл.5]

 

Список литературы

1. Металлические конструкции /под ред. Е.И.Беленя – 6-е изд.- М.: Стройиздат, 1986.-560 с.

2. СНиП II-23-81. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Стальные конструкции. – М.: Стройиздат, 1982.

3. СНиП 2.01.07-85 Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Нагрузка и воздействия. - М.: Стройиздат.

4. Определение основных размеров поперечной рамы цеха. Расчёт подкрановой балки./ Методические указания к курсовому проекту по металлическим конструкциям /Сост. Ю.А.Лось – Омск, 1987.

5. Методические указания к курсовому проекту по металлическим конструкциям / Расчёт и конструирование стропильных ферм / Сост. Ивасюк И.М. – Омск – 1987.

6. Методические указания к курсовому проекту по металлическим конструкциям / Расчёт поперечной рамы цеха / Сост. Кононова Р.М. – Омск – 1987.

7. Методические указания по курсовому проекту металлические конструкции одноэтажного производственного здания /Таблицы усилий в элементах ферм от единичных нагрузок /Сост. Ю.А. Лось – Омск, 1977.

 

 

Производственного здания »

 

Выполнил: студент гр. 42 ПГС

    Сердюк В.М.

Проверила: преподаватель

    Кононова Р.М.

 

Омск-2005 г

 

 

Содержание:

1. Исходные данные

2. Определение основных размеров поперечной рамы цеха.

3. Расчет подкрановой балки.

4. Сбор нагрузок на поперечную раму

5. Статический расчет поперечной рамы

6. Расчет и конструирование колонны

7. Расчет базы колонны

8. Расчет и конструирование стропильных ферм

9. Список литературы

 

 

Исходные данные:

1. длина здания 48 м;

2. высота от пола до головки подкранового рельса 12,8 м;

3. район строительства г. Бухара;

4. грузоподъёмность крана 50 т;

5. пролёт цеха 34 м;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

6. колонны сплошного сечения, шаг колонн 12 м

7. подкрановая балка составного сечения, сварная.

 

Определение основных размеров поперечной рамы цеха.

Для крана грузоподъёмностью Q=200 т определяем необходимые для расчета характеристики [1, прил.1]:

Пролёт мостового крана L_k = L – 1,5м = 34м – 1,5м = 32,5 м;

Характеристики мостового крана:

· пролёт 36 м;

· максимальное усилие колеса F_{к max}=540 кН;

· вес тележки G_т=180 кН;

· вес крана с тележкой G_к=900 кН;

· высота крана Н_к=3150 мм;

· свес мостового крана (за осью подкранового рельса) В₁=300 мм;

· тип кранового рельса КР-80;

· высота рельса h_р=130 мм;

       

Зная габаритные размеры мостового крана определяем основные размеры поперечной рамы:

Высота колонны от обреза фундамента до оси нижнего пояса ригеля определяется по формуле:

Н=h₁+h₂+h₃   

где: h₁=12,8 м [задание],

h₂=Н_к+150+100 – расстояние от головки подкранового рельса до оси нижнего пояса ригеля,

150 мм – минимальная величина, учитывающая высоту выступающих вниз элементов связей по нижним поясам ферм и прогиб конструкций покрытия,

100 мм – минимальный зазор м/у конструкцией крана и низом покрытия,

h₂=3150+150+100=3400 мм=3,4 м

h₃=0,8 м –  заглубление башмаков колонн рамы ниже уровня пола цеха.

Н=12,8+3,4+,8=17 м

Высота сечения надкрановой части колонны:

е = 500 мм

Высоту сечения подкрановой части колонны из условия свободного прохода крана назначают не менее:

где: D=100 мм – минимальный зазор между внутренней гранью колонны и конструкцией мостового крана;

В₁=200 мм –свес мостового крана (за осью подкранового рельса).

m=500+200+100=800 мм

Данная высота должна удовлетворять условиям жесткости:

=1700/22=772,7 мм

m > 772,7 мм – условие выполняется.

 По [1, прил. 14, табл. 5] принимаю m=800 мм.

Расчётный пролёт рамы равен расстоянию м/у осями надкрановых частей колонн:

;  

Lp=34000-500+500=34000 мм =34 м.

Расчётный пролёт ригеля рамы:

Lф=34000-500=35000 мм =33,5 м.

Высоту ригеля в середине пролета h_ф и на опоре h_о принимаем по [7] в зависимости от L_ф: h_ф=4,1 м, h_о=2,8 м.

 

 

Расчет подкрановой балки.

   В проекте необходимо произвести расчет и конструирование однопролетной подкрановой балки несимметричного, постоянного сечения со специальной тормозной балкой.