Xreferat.com » Рефераты по технологии » Металлоконструкции

Сколько стоит написать твою работу?

Работа уже оценивается. Ответ придет письмом на почту и смс на телефон.

?Для уточнения нюансов.
Мы не рассылаем рекламу и спам.
Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Спасибо, вам отправлено письмо. Проверьте почту .

Если в течение 5 минут не придет письмо, возможно, допущена ошибка в адресе.
В таком случае, пожалуйста, повторите заявку.

Спасибо, вам отправлено письмо. Проверьте почту .

Если в течение 5 минут не придет письмо, пожалуйста, повторите заявку.
Хотите промокод на скидку 15%?
Успешно!
Отправить на другой номер
?Сообщите промокод во время разговора с менеджером.
Промокод можно применить один раз при первом заказе.
Тип работы промокода - "дипломная работа".

Металлоконструкции

Міністерство освіти України

Криворізький Технічний Університет

Будівельний факультет

Кафедра будівельних конструкцій


Металеві конструкції одноповерхової виробничої будівлі


Розрахунково - пояснювальна записка до курсового проекту № 2

керівник: Ковалёв А.Ф.

студент групи ЗПЦБ 94-2 Коновалов С.В.


Кривий Ріг

1999 р.

ЗМІСТ

I. Визначення навантажень і розрахунок рами каркасу одноповерхової будівлі 4

1. Компонування конструктивної схеми рами каркаса 4

2. Визначення розрахункової схеми рами і діючих навантажень 5

3. Навантаження від снігу 6

4. Навантаження від мостових кранів 6

5. Навантаження від вітру 7

6. Розрахунок поперечної рами. 9

II. Розрахунок та конструювання позацентрово-стиснутих одноступінчатих колон 11

Підбір перерізу стержня позацентрово-стиснутої ступінчатої колони 11

Визначення розрахункових довжин 11

Підбір перерізу верхньої частини колони 11

Підбір перерізу нижньої частини колони 15

Розрахунок елементів з’єднувальної решітки 19

Перевірка стійкості нижньої частини колони, як єдиного складеного стержня в площині дії моменту 20

З’єднання верхньої та нижньої частини колони 21

База колони 24

III. Розрахунок підкранової балки 26

Навантаження на підкранову балку 26

Визначення розрахункових зусиль: 26

Підбір перерізу балки 27

Перевірка міцності перерізу 28

IV. Розрахунок та конструювання кроквяних ферм 29

Збір навантажень на ферму 29

Визначення розрахункових зусиль 30

Підбір перерізів елементів ферми 33

Розрахунок зварних швів кріплення розкосів і стояків до фасонок і поясів ферми 35

Розрахунок і конструювання вузлів ферми 35

Література 39

I. Визначення навантажень і розрахунок рами каркасу одноповерхової будівлі

1. Компонування конструктивної схеми рами каркаса


Визначаємо розмір H2.

щ
о кратне 200 мм;

Висота цеху від рівня полу до низу кроквяних ферм:

Н
айближчий розмір Ho, кратний 600 мм є 21600;

Приймаємо Hо =21600 мм;

П
рийнявши висоту підкранової балки і кранової рейки визначаємо висоту верхньої частини колони:

В
исота нижньої частини колони:

П
овна висота колони

Висоту ферми на опорі приймаємо Hф = 2250 мм без ліхтаря.

Так як необхідно забезпечити прохід в тілі колон для обслуговування кранів, то ширину перерізу верхньої частини колони приймаємо hв = 450 мм; що більше ніж

В
межах висоти ферми переріз призначаємо 350 мм, (прив’язка зовнішньої грані колони до розбивочної осі прийнята а = 250 мм).

У
становлюємо висоту перерізу нижньої частини колони, з урахуванням вільного пересування крана вздовж цеху

Приймаємо l1 = 750 мм;

Ш
ирина перерізу нижньої частини колони

П
роліт мостового крана:

Переріз верхньої частини приймаємо суцільним, а нижньої – наскрізним.


2. Визначення розрахункової схеми рами і діючих навантажень


Обчислимо величину навантаження на 1 м2 з використанням табл.1

Коефіцієнт n = 0,95

Таблиця 1- Навантаження на 1 м2

Склад покриття

Нормативне навантаж., кПа

Коефіцієнт

Розрахункове навантаж., кПа

1 2 3 4

1. Захисний шар (бітумна мастика з втопленим гравієм) t = 20 мм

0,4 1,3 0,52
2. Гідроізоляція з трьох шарів руберойду на мастиці 0,15 1,3 0,195

3. Утеплювач і щільного пенопласту = 0,5 кН/м3; t = 50 мм

0,03 1,2 0,036
4. Пароізоляція із шару руберойду 0,05 1,2 0,06
5. Стальний каркас комплексної панелі з профільованим настилом 0,3 1,05 0,315
6. Власна вага кон-ій (ферми, в’язі) 0,45 1,05 0,47
Разом

gnпок=1,38

g пок=1,6


Р
озрахункове рівномірно розподілене навантаження на ригель рами

О
порна реакція ригеля на рами

Р
озрахункова вага верхньої частини колони

Р
озрахункова вага нижньої частини колони

Р
озрахункова вага стінового заповнення, яка припадає на верхню частину колони

Р
озрахункова вага стінового заповнення, яка припадає на нижню частину колони

З
агальна вага стінового заповнення і власної ваги колони для верхньої і нижньої частини



3. Навантаження від снігу


Для м. Львова (I сніговий район) величина снігового навантаження S0 = 0,5 кПа; коефіцієнти 1s = 1,4; = 1 ( ≤ 0 ≤ 25)

Р
озрахункове значення лінійного рівномірного навантаження від снігу


Опорна реакція ригеля рами від снігового навантаження:


4. Навантаження від мостових кранів


Для крану з гнучким підвісом вантажу при Q = 50/10 т;

F1к, max = 470 кН; F2к, max = 0; Gкр = 685 кН; Gm = 180 кН; n0 = 2; В2 = 6760 мм; к = 5250 мм; = 1,1; fg = 1,05; к = 0,85; gпб = 4,5 кН/м.


1 / 12000 = y1 / 5240 y1=0,437

1 / 12000 = y2 / 10490 y2=0,874

1 / 12000 = y3 / 6750 y3=0,563


С
ума ординат лінії впливу:

Р
озрахункове вертикальне навантаження на колону

М
інімальна величина вертикального тиску на колесо

Р
озрахункове мінімальне навантаження на колону:

Н
ормативне значення сили гальмування візка крана

Г
оризонтальний тиск на колесо крана

Р
озрахункове горизонтальне навантаження на колону:


5. Навантаження від вітру


Визначаємо величину навантаження від вітру на раму. Тип місцевості В.

Нормативне значення вітру для м. Львів 0 = 0,38 кПа (III вітровий район);

Розрахункове значення активного тиску вітру, в кН/м на характерних відмітках:

  • н
    а висоті 5 м

  • н
    а висоті 10 м

  • н
    а висоті 20 м

  • н
    а висоті 21,6 м

  • н
    а висоті 25 м





В
еличина 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 зосередженої навантаження від вітру:






6. Розрахунок поперечної рами.


Визначаємо співвідношення моментів інерції елементів рами.

М

омент інерції ригеля:

М
омент інерції нижньої частини колони

Момент інерції верхньої частини колони:




Якщо прийняти Iв = 1, то Iн = 7,9; Iр = 22,91;

Розрахунок рами виконано на комп’ютері. Розрахунок колони виконуємо після знаходження найбільш несприятливих сполучень зусиль M і N



4-4 Q

12

-10,9 -2,6 -2,34 -18,0 -16,2 18,0 -16,2 16,2 14,58 12,1 10,89 87,6 78,84 76,6 68,4 1,5 76,7 1,3*,4,5 98,72 1,3,4 -45,1 1,2,3,4 -44,02
N

11

-487,5 -96,2 -86,58 -838,7 -754,83 -267,2 -240,48 3,6 3,24 3,6 3,24 14,1 12,69 -14,1 -12,69 1,5* -501,6 1,2,3*,4,5* -830,49 1,5 -473,4 1,3,4,5

-1232,9

M

10

+108,3 +35,4 +31,86 3,4 3,06 209,0 +188,1 242,4 218,16 204,1 183,69 -895,3 -805,77 +844,1 +759,69 952,2 1306,11 -787,2

-912,77

3-3 N

9

-452,3 -96,2 -86,58 -838,7 -754,83 -267,2 -240,48 3,6 3,24 3,6 3,24 14,1 12,69 -14,1 -12,69 - - - - 1,3,4 -1294,6 1,2,3,4,5* -1309,64
M

8

-81,7 -9,0 -8,1 -308,9 -78,01 -103,3 -92,97 39,1 35,19 5,9 5,31 80,1 72,09 -65,5 -58,95 - - - - -429,7 -461,95
2-2 N

7

-398,3 -96,2 -86,58 3,5 3,15 -3,5 -3,15 3,6 3,24 3,6 3,24 14,1 12,69 -14,1 -12,69 1,3,4 -398,4 1,3,4,5 -379,22 1,5* -412,4 1,2,5* -497,6
M

6

-54,7 -35,1 -31,59 112,2 100,98 28,6 25,74 39,1 35,19 5,9 5,31 80,1 72,69 -65,5 -58,95 96,6 153,56 -120,2 -145,24
1-1 N

5

-391,6 -96,2 -86,58 3,5 3,15 -3,5 -3,15 3,6 3,24 3,6 3,24 14,1 12,69 -14,1 -12,69 1,5 -378,91 1,3,4*,5 -379,01 1,5* -405,7 1,2,3*,4*,5*

-497,3

M

4

-111,8 -48,8 -43,56 18,2 16,38 -65,4 -58,86 18,3 16,47 69,2 62,28 159,9 143,9 -178,6 -160,74 48,1 110,77 -290,4

-437,24

3

1 1 0,9 1 0,9 1 0,9 1 0,9 1 0,9 1 0,9 1 0,9 1 0,9 1 0,9
Навантаження та комбінація зусиль

2

Постійне Від снігу на лівий стояк на правий стояк на лівий стояк на правий стояк зліва справа навант. зусил. навант. зусил. навант. зусил. навант. зусил.
Dmax Т Вітер

+ Mmax

Nвідп

- Mmax

Nвідп

n/n

1

1 2 3 3* 4 4* 5 5*



II. Розрахунок та конструювання позацентрово-стиснутих одноступінчатих колон


Підбір перерізу стержня позацентрово-стиснутої ступінчатої колони


Розрахункові зусилля для верхньої частини колони:

N1-1 = –497,3 кН; M1-1 = –437,24 кНм; Q = 67,5 кН; M2-2 = –84,34 кНм.

Розрахункові зусилля для нижньої частини колони:

N4-4 = –1232,9 кН; M4-4 = –912,77 кНм;

(згинаючий момент довантажує підкранову гілку)

N4-4 = –1344,24 кН; M4-4 = 1128,87 кНм.

(згинаючий момент завантажує зовнішню гілку колони).

Q = 98,72 кН;

Довжина нижньої частини колони l1 = 1737 см;

Довжина верхньої частини колони l2 = 523 см;

Співвідношення моментів інерції перерізів колони I2/I1 = 1/8;

Матеріал колони – сталь С235; Ry = 23 кН/см2 (для товщин від 2 до 20 мм)


Визначення розрахункових довжин



Визначаємо співвідношення погонних жорсткостей для верхньої та нижньої частини колони:

і
коефіцієнт


В залежності від 1 та n1 визначаємо коефіцієнти 1 = 1,8. Обчислюємо

2 = 1 /1 = 1,8 / 0,518 = 3,47 > 3,0;

Приймаємо 1 = 1,8; 2 = 3,0.

Розрахункові довжини колони в площині рами:

lx1 = 1l1 = 1,81737 = 3127 см;

lx2 = 2l2 = 3523 = 1569 см;

Розрахункові довжини колони із площини рами ly1 = l1 = 1737;

ly2 = l2hп.б = 523 – 130 = 393 см.

Підбір перерізу верхньої частини колони


Визначаємо розрахунковий ексцентриситет

lx = M / N = 43724 / 497,3 = 87,9 см;


За умови достатньої жорсткості

h2 l2 / 12 = 523 / 12 = 43,58 см;

Таким чином приймаємо h2 = 45 см.

Для визначення необхідної площі перерізу установимо попередні значення:

ix = 0,42h2 = 0,4245 = 18,9 ≈ 19 см;


x ≈ 0,35h2 = 0,3545 = 15,8 ≈ 16 см;



= 1,25; mef = mx = 1,255,57 = 6,96 ≈ 7; l = 0,1525.

Н
еобхідна площа перерізу:

Компонуємо переріз верхньої частини колони:

  • висота стінки: h = h2 – 2tf = 45 – 21,8 = 41,4 см; (попереднє значення товщини полиць).

З
а умови місцевої стійкості

u = 1,3 + 0,15x2 = 0,13 + 0,152,762 = 2,44;

41,4 / 0,8 = 51,75 73, тобто товщина стінки, при якій забезпечена її місцева стійкість: t 41,4 / 73 = 0,59 см; Приймаємо t = 8 мм;

П
риймаємо переріз полиці колони 300х18 мм, з площею Af = 54 см2.

Перевіримо забезпеченість місцевої стійкості полиці

тобто місцева стійкість полиці забезпечена.

Визначаємо геометричні характеристики перерізу верхньої частини колони

A = 2bftf + ht = 2301,8 + 0,841,4 = 141,12 см2.


М
омент інерції перерізу

см4



М
омент опору:

Я
дрова відстань:

Р
адіус інерції перерізу:

Г
нучкість в головних площинах:

П
еревіряємо стійкість верхньої частини колони в площині дії згинаючого моменту

момент опору для найбільш стиснутого волокна W = Wx;

В
ідносний ексцентриситет

Приведений відносний ексцентриситет:

m

ef = mx = 1,355,1 = 6,9; де

П
о таб. СНіПа в залежності від умовної гнучкості x і приведеного відносного ексцентриситету mef, визначаємо коефіцієнти зниження розрахункового опору при позацентровому стиску: l = 0,158

тобто стійкість верхньої частини колони в площині дії моменту забезпечена.

П
роцент розходження становить:

що допустимо.

Перевіряємо стійкість верхньої частини колони із площини дії моменту

y = 52,4; y = 0,832;

М
аксимальний момент в межах середньої третини довжини верхньої частини колони:

По модулю Mx = 349 кНм > Mmax/2 = 437,24/2 = 218,62 кНм.

В
ідносний ексцентриситет:

т
ак як значення mx < 5, значення коефіцієнту c визначаємо за формулою:

з
начення с прийнято

Н
апруження в стержні при згинально-крутильній формі втрати стійкості

Таким чином стійкість стержня із площини дії моменту забезпечена.


Для перевірки місцевої стійкості стінки при втраті стійкості із площини дії моменту визначаємо стискаючі напруження на межі стінки і полиці, і протилежному краю стінки


т

ак як > 1, то повинна виконуватися умова

Після підстановки маємо


Т
ак як

то поперечні ребра жорсткості не потрібні.


Підбір перерізу нижньої частини колони


Так як висота перерізу нижньої частини колони

h1 = l1 + a = 750 + 250 = 1000 мм < ніж (l1 + l2)/20 = 1130 мм; то приймаємо

h1 = 1250 мм; тоді висота перерізу нижньої частини колони h = 1000 мм.

Установлено, що N1 = N4-4 = –1232,9 кН і M1 = M4-4 = –912,77 кНм - довантажує підкранову гілку колони, а N2 = N4-4 = –13442,84 кН;

M2 = M4-4 = 1120,87 кНм - довантажує зовнішню гілку колони.

Визначаємо орієнтовне положення центру ваги перерізу, попередньо прийнявши yc = 4 см;

h
o = h1yc = 125 – 4 = 121 см;

yв2 = hoyв1 =121 – 67 = 54 см;

П
опереднє значення Розрахункових зусиль в гілках колони:

М
аксимальне зусилля в зовнішній гілці колони

Виконуємо попередній підбір перерізу гілок колони. Для підкранової гілки колони приймаємо = 0,814; ( = 60), звідки необхідна площа перерізу

П

роектуємо двутавр з розмірами в = 60 см, що не менший ніж

Г
раничне відношення, яке забезпечує місцеву стійкість:

Прийнявши товщину полиць tf = 1,6 см; визначаємо фактичне відношення

h/t = 568/12 = 47,3, що менше граничного, звідки випливає, що місцева стійкість стінки з t = 1,2 см забезпечена.

Н
еобхідна площа полиці

У випадку мінімальних розмірів полки приймаємо мінімально допустимий переріз гілки.


h/t = 580/8 = 72,5 > 56,6;

З
а умови забезпечення місцевої стійкості

Так як місцева стійкість стінки не буде забезпечуватися, частина стінки буде виключена з роботи, а загальна площа буде зменшена на величину (h - hred)t


k
= 1,2 + 0,152 =1,2 + 0,151,982 =1,788;

u = 1,3 + 0,152 =1,3 + 0,151,982 =1,888;

В
изначаємо геометричні характеристики прийнятого перерізу:

М
оменти інерції відносно центральних осей

Р
адіуси інерції

П
опереднє значення площі зовнішньої гілки колони

Для зручності кріплення елементів решітки відстань між внутрішніми гранями полиць двутавра і складеного швелера приймаємо однаковими (580 мм). Товщину стінки швелера для зручності її з’єднання стиковим швом з полицею надкранової частини колони приймаємо рівною 18 мм; а висоту стінки за умови розміщення зварних швів bsh = 620 мм.

Н
еобхідна площа полиць

від’ємної площі полиць, і з огляду на те, що площа зовнішньої гілки дорівнює приблизно площі внутрішньої гілки, то зовнішню гілку приймаємо у вигляді також двутавра. Уточнюємо положення центру ваги перерізу нижньої частини колони:

h
o = h1yc = 1250 – 100 = 1150 = 115 см;

yb1 = 115 – 49,6 = 65,4 см.

Перевіряємо стійкість гілок колон з площини рами

П
ідкранова гілка


Н
едонапруження

що допустимо.

З
овнішня гілка

Збільшуємо товщину полиць зовнішньої гілки колони до 16 мм; тоді

t
f = 16 мм; b = 56,8 см; hred = 44,59;

Р
адіуси інерції:

Д
ля зовнішньої гілки:

З
а умови рівностійкості підкранової колони в площині і із площини рами визначимо необхідну відстань між вузлами решітки:

Приймаємо lb = 235 см, попередньо розділивши нижню частину колони на ціле число панелей.

lb = (l1htr –10 см) = (1737 – 80 – 10)/7 = 235 см;

htr = (0,5…0,8)h1 = (0,5…0,8)115 = 57,5…92,

приймаємо htr = 80 см;


Перевіряємо стійкість гілок нижньої частини колони в площині рами відносно осей x1-x1 i x2-x2


Підкранова гілка

З

овнішня гілка


Розрахунок елементів з’єднувальної решітки


В
еличина умовної поперечної сили

таким чином розрахунок ведемо на Qmax.

З
усилля в розкосі при розташуванні решітки в двох площинах:

П
риймаємо d = 100; для якої = 0,560, звідки необхідна площа розкосу

П
риймаємо 70x6 для якого Ad = 8,15 см2; imin = 2,15 см;

Н
апруження в розкосі


Перевірка стійкості нижньої частини колони, як єдиного складеного стержня в площині дії моменту


Г
еометричні характеристики перерізу

М
оменти інерції

Р
адіус інерції

Г

нучкість

Приведена гнучкість

У
мова приведеної гнучкості

Для комбінації зусиль, довантажуючих зовнішню гілку (переріз 4-4)

M
= 1120,87 кНм; N = 1344,84 кН;

Д
ля комбінації зусиль, довантажуючих підкранову гілку (переріз 4-4)

M
= -912,77 кНм; N = 1232,9 кН;


З’єднання верхньої та нижньої частини колони


Розрахункова комбінація зусиль в перерізі над уступом (переріз 2-2)

1) M = 153,56 кНм; N = -385,7 кН;

2) M = -154,59 кНм; N = -503,96 кН;

Тиснення мостових кранів Dmax = 842,204 кН;

Міцність стикового шва (шов 1) перевіряємо по нормальним напруженням в крайніх точках надкранової частини колони по першій комбінації зусиль

M і N

  • з
    овнішня полиця

  • в
    нутрішня полиця

По другій комбінації зусиль

  • з
    овнішня полиця

  • в
    нутрішня полиця

Т