Содержание:

1

ВВЕДЕНИЕ 2

1. Компоновка поперечной рамы 3

1.1 Размещение колонн в плане. 3

1.2. Основные параметры поперечной рамы. 5

1.3. Система связей. 6

1.4. Система фахверков. 6

2. Статический расчет поперечной рамы. 7

2.1. Расчетная схема рамы. 7

2.2. Нагрузки на поперечную раму. 7

2.3. Статический расчет поперечной рамы. 11

3. Расчет стропильной фермы. 21

3.1. Сбор нагрузок на ферму. 21

3.2. Определение усилий в стержнях фермы. 22

3.3 Подбор и проверка сечений стержней фермы. 25

3.4. Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек к фасонкам и поясам ферм. 29

4. Расчет и конструирование колонны 30

4.1. Определение расчетных длин колонны. 30

4.2. Подбор сечения верхней части колонны. 30

4.3. Подбор сечения нижней части колонны. 33

4.4. Расчет решетки подкрановой части колонны. 36

4.5. Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны. 38

4.6. Расчет и конструирование базы колонны. 40

5. Расчет и конструирование подкрановой балки. 42

5.1. Нагрузки на подкрановую балку. 43

5.2. Расчет подкрановой балки. 43

5.3. Определение расчетных усилий. 44

5.4. Подбор сечения балки. 45

5.5. Проверка прочности сечения. 48

Введение

Металлические конструкции благодаря своим высоким технико-экономическим показателям применяются во всех отраслях народного хозяйства. Широкое использование в строительстве металлических конструкций позволяет проектировать сборные элементы зданий и сооружений сравнительно малой массы, организовывать поточное производство конструкций на заводах и поточно-блочный монтаж их на строительной площадке, ускорять ввод в эксплуатацию.

Целью данного курсового проекта является: научиться проектировать конструкции каркаса производственного здания, закрепить полученные теоретические знания, научиться анализировать и сравнивать варианты конструкций, сечений, узлов и т.д. с различных точек зрения (расход металла, удобство монтажа и транспортирования, возможности изготовления и др.), а также закрепить умение пользоваться нормативной литературой.

1. Компоновка поперечной рамы

1.1 Размещение колонн в плане.

По заданию пролет здания равен 24м, работают 2 крана грузоподъемностью 100т. Длина здания 84м. Отметка головки подкранового рельса 17м.

Выбрана система с шагом поперечных рам 12 м, с жестким сопряжением ригеля с колонной (краны тяжелого режима работы). Колонны по торцам здания имеют привязку 500мм, для возможности использования типовых стеновых ограждений.

Схема поперечной рамы и ее элементов показана на рис 1.1.

1.2. Основные параметры поперечной рамы.

Вертикальные габариты здания зависят от технологических условий производства и определяются расстоянием от уровня пола до головки подкранового рельса (Н₁ = 17000), и расстоянием от головки кранового рельса до низа несущих конструкций (Н₂).

Вертикальные размеры:

Н2 ≥ (Нк + 100) + f = ( 3700 + 100 ) + 300 = 4100мм

Нк + 100 – расстояние от головки рельса до верхней точки тележки крана, плюс установленный по технике безопасности зазор между этой точкой и строительными конструкциями. f – размер, учитывающий прогиб конструкции покрытия (ферм, связей).

Принимаем Н2 = 4200мм, кратно 200мм.

Высота цеха от уровня пола до низа стропильных ферм:

Но ≥ Н2 + Н1 = 4200 +17000 = 21200мм

Н1 – наименьшая отметка головки кранового рельса. Ближайший больший размер, кратный 1800 мм – 19800мм. Принято: Н0 = 19800мм.

Отметку верха кранового рельса можно увеличить до: 19800 –4200 = 15600мм.

Размеры верхней части колонны:

Нв = ( hб + hр ) + Н2 = ( 1600 + 170 ) + 4200 = 7500мм

Где: hб- высота подкрановой балки

hр- высота подкранового рельса

При заглублении базы колонны на 1000мм ниже пола :

Нн = Но – Нв + 1000 = 19800 – 7500 + 1000 = 13300мм

Общая высота колонны от низа базы до низа ригеля:

Н = Нн + Нв = 13300 + 7500 = 20800мм.

Высота части колонны в пределах ригеля НФ = 2250мм при пролете 24м.

Необходим проход в теле колонны, и поэтому принимаем привязку а = 500мм, высота сечения верхней части колонны hв = 750мм ( > Нв / 12=7500/12=625мм. ). Высота сечения колонны обеспечивает возможность устройства технологического прохода шириной не менее 400мм.

Высоту сечения в пределах высоты фермы принимаем 700мм (назначается с учетом унифицированных привязок наружных граней колонны к разбивочной оси, а также привязки ферм к разбивочной оси ( 500 + 200 ) ).

Для того, чтобы кран при движении не задевал колонну, расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны должно быть не менее:

l₁ ≥ B₁ + ( hв – a ) + 75 = 400 + ( 750 – 500 ) + 75 = 725мм; принимаем l₁ = 750мм, кратным 250мм (т. к. пролеты кранов lк имеют модуль 500мм).

где: l₁- расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны

В₁- расстояние от оси подкранового рельса до края мостового крана

75мм.- зазор между краном и колонной, по требованиям безопасности

а- привязка колонны к главным осям

Т. к. ось подкрановой ветви колонны необходимо совместить с осью подкрановой балки, то высоту сечения нижней части колонны принимаем:

hн = l₁ + а = 750 + 500 = 1250мм

hн ≥ 1/20 Н =20800/20=1040мм.

Пролет мостового крана:

lк = l - 2 l₁ = 24000 –= 22500мм

Верхнюю часть колонны принимаем сплошной двутаврового сечения, нижнюю – сквозной.