Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Національний університет водного господарства
та природокористування
Кафедра інженерних конструкцій
051-160
Методичні вказівки
до виконання курсового проекту на тему „Стальний каркас одноповерхової виробничої будівлі” з дисципліни
„Металеві конструкції” студентами напряму підготовки
6.060101 - „Промислове та цивільне будівництво”
всіх форм навчання
Розрахунок колони рами
Рекомендовано методичною
комісією за напрямом підготовки
6.060101 «Будівництво».
Протокол № 3від 24.11.2010р.
Рівне – 2011
Методичні вказівки до виконання курсового проекту на тему „Стальний каркас одноповерхової виробничої будівлі” з дисципліни „Металеві конструкції” студентами напряму підготовки 6.060101 „Промислове та цивільне будівництво” всіх форм навчання. Розрахунок колони рами. /Налепа О.І., Романюк В.В. – Рівне: НУВГП, 2011. – 28с./
Упорядники: Налепа О. І., к.т.н., доцент, Романюк В.В., к.т.н., доцент.
Відповідальний за випуск: Є.М.Бабич, д.т.н., професор, завідувач кафедри інженерних конструкцій
У методичних вказівках наведені основні положення розрахунку та конструювання колони поперечної рами. Всі розрахунки розглядаються на конкретному прикладі.
О.І.Налепа, В.В.Романюк, 2011
НУВГП, 2011
Зміст |
|
|
стор. |
Вступ ………..………………………………….………… 3. Розрахунок та конструювання лівої колони рами …….. 3.1. Вихідні дані для розрахунку колони ……………….. 3.2. Визначення розрахункових довжин нижньої і верхньої частин колони ……………………………………. 3.3. Підбір перерізу верхньої частини колони ……….… 3.4. Підбір перерізу нижньої частини колони ………..... 3.5. Перевірка стійкості нижньої частини колони як єдиного наскрізного стержня в площині дії моменту …… 3.6. Розрахунок з’єднання верхньої частини колони з нижньою …………………………………………………..… 3.7. Розрахунок бази колони …………………..………… 3.8. Розрахунок фундаментних болтів ………….…….… Перелік використаної літератури ………………..…… |
4 5 5
5 7 16
21
24 24 25 28
|
Вступ
Курсовий проект з дисципліни ”Металеві конструкції” на тему ”Стальний каркас одноповерхової виробничої будівлі” виконують студенти спеціальності 6.060101 - „Промислове та цивільне будівництво” всіх форм навчання з метою оволодіння навичками проектування конструкцій каркасів виробничих будівель.
Курсовий проект виконується за індивідуальним завданням, шифр якого для студентів денної форми навчання видає керівник курсового проекту, а для студентів заочної форми навчання складається з першої літери прізвища та двох останніх цифр залікової книжки. До складу проекту входять розрахунково-пояснювальна записка та графічна частина. Розрахунково-пояснювальна записка обсягом 50…60 сторінок разом з рисунками і таблицями містить такі розділи:
1. Компонування поперечної рами.
2. Розрахунок поперечної рами.
3. Розрахунок та конструювання колони рами.
4. Розрахунок та конструювання ферми покриття.
Графічна частина виконується на одному аркуші формату А1 і включає: поперечний розріз будівлі, загальний вигляд колони, креслення відправної марки кроквяної ферми, геометричну схему ферми, вузли опирання ферми на колону та колони на фундамент, специфікацію сталі на відправну марку ферми.
В даних методичних вказівках розглядаються основні положення розрахунку та конструювання колони поперечної рами. Всі розрахунки розглядаються на конкретному прикладі.
Розрахунок колони виконується після компонування поперечної рами, визначення навантажень, які діють на раму, та статичного розрахунку рами. Для числового прикладу результати цих розрахунків, а відповідно вихідні дані для розрахунку та конструювання колони вибирають з методичних вказівок 051-159. Нумерація розділів в методичних вказівках 051-159 та 051-160 є наскрізною, оскільки наскрізним є приклад розрахунку.
3. Розрахунок та конструювання лівої колони рами
3.1. Вихідні дані для розрахунку колони
Розрахункові комбінації зусиль в колоні обчислені в табл. 3.1.
Для розрахунку верхньої (надкранової) частини колони приймаємо наступну комбінацію зусиль:
N2= 241,9 кН; М2=-392,2 кНм; Q2=25,2 кН.
Для розрахунку нижньої (підкранової) частини колони приймаємо наступні комбінації зусиль:
N1=1130,6 кН; М1=1218,9 кНм (для розрахунку зовнішньої вітки, тобто коли згинаючий момент довантажує зовнішню вітку);
N´1 =962,3кН; М´1 =-897,0 кНм; Q1=71,7 кН (для розрахунку підкранової вітки, тобто коли згинаючий момент довантажує підкранову вітку).
Матеріал колони – сталь марки 10Г2С1, що відповідає класу сталі С375 (за табл. 51,б [1]).
Геометрична довжина верхньої частини колони l2=Н2=4,8м; геометрична довжина нижньої частини колони l1=Н1=17,2м.
Висота перерізу верхньої частини колони h2=500 мм, нижньої частини – h1=1250 мм.
Співвідношення моментів інерції нижньої та верхньої частин колони: I1:I2=5,0;
Висота підкранової балки: hв=1,2м.
3.2. Визначення розрахункових довжин нижньої і верхньої частин колони
Розрахункові довжини нижньої і верхньої частин колони в площині рами визначаються за формулами: l1x=1 l1 та l2x=2 l2 , де 1 і 2 - коефіцієнти приведення розрахункової довжини відповідно нижньої і верхньої частин колони. Нормами проектування прийнято визначати спочатку коефіцієнт 1 залежно від трьох параметрів:
1) значення α1;
2) співвідношення погонних жорсткостей верхньої та нижньої частин колони;
3) розрахункової схеми закріплення верхнього кінця колони (нижній практично завжди защемлений).
Величина
,
де
- відношення між критичними силами для
окремих частин колони, яке приймається
рівним відношенню діючих в них зусиль.
Для різних комбінацій навантажень це
відношення має різні значення. А тому
обчислюється найбільше значення
поздовжньої сили в нижній частині колони
N1*
(за розрахунковою комбінацією Nmax,
Mвідп.
в перерізі 1-1)
і визначається відповідна цій же
комбінації навантажень поздовжня сила
N2*
в верхній
частині колони (в перерізі 4-4
розрахункової схеми). Отримані в
подальшому значення 1
і 2
використовуються для розрахунку і при
інших комбінаціях навантажень.
За табл.3.1 в перерізі 1-1 рами
N1*= N1,max = 1130,6 кН;
для верхньої частини колони N2* в перерізі 4-4 рами обчислюється при тій же комбінації навантажень, що й N1*, а саме 1+ψ(2+3+6+10), де 1, 2, 3, 6 і 10 – номери навантажень згідно табл. 3.1
N2*=86,4+0,9(156-1,3+0,3+15,2) = 239,6 кН.
Тоді
.
Співвідношення погонних жорсткостей верхньої та нижньої частин колони
.
Для рам з жорстким опиранням ригеля за табл. 68[1] залежно від n=0,72 та 1=0,287 визначаємо 1=1,90.
Знаючи 1, визначаємо зі співвідношення коефіцієнт 2:
.
Якщо 2 > 3, то остаточно приймаємо 2 = 3.
Таким чином,
l1x=1 l1 =1,90×17,2=32,7м;
l2x=2 l2=3×4,8=14,4м.
Розрахункові довжини верхньої і нижньої частин колони з площини рами відповідно:
l2y=l2 - hв =4,8 - 1,2=3,6м; l1y=l1=17,2м.