5246
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
В.В. Пронин
КАРКАС ОДНОЭТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ
Учебно-методическое пособие
по выполнению курсового проекта по дисциплине «Металлические конструкции» для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений
специализаций Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений и Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности
Нижний Новгород
2022
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
В.В. Пронин
КАРКАС ОДНОЭТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ
Учебно-методическое пособие
по выполнению курсового проекта по дисциплине «Металлические конструкции» для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений
специализаций Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений и Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
УДК 624.014 (075.8)
Пронин, В. В. Каркас одноэтажного производственного здания : учебнометодическое пособие / В. В. Пронин; Нижегородский. государственный архитектурно - строительный университет. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2022. – 10 с. : ил. – Текст : электронный.
Приведены рекомендации к выполнению курсового проекта по металлическим конструкциям в стадии КМ для промышленного здания длиной в один температурный блок по дисциплине «Металлические конструкции», изложены основные вопросы компоновки поперечной рамы промышленного здания, сбора нагрузок на раму, конструирование и расчет элементов стального каркаса одноэтажного производственного здания.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения курсового проекта по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализаций Строительство высотных и большепролетных здания и сооружения и Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности.
© В.В. Пронин, 2022 © ННГАСУ, 2022.
3
Введение.
При изучении дисциплины Металлические конструкции (Общий курс) студент направления 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализаций Строительство высотных и большепролетных здания и сооружения и Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности должен согласно индивидуальному заданию выполнить курсовой проект металлическим конструкциям в стадии КМ для промышленного здания длиной в один температурный блок.
Изучив курс металлических конструкций, студент должен обладать следующими навыками:
а) выбирать рамно-связевое решение каркаса промышленного здания; б) определять нагрузки на поперечную раму каркаса;
в) производить расчет ступенчатой колонны, конструировать узлы соединения элементов каркаса.
Изучению курса металлических конструкций должно предшествовать изучение следующих дисциплин: технология металлов и сварки; сопротивление материалов; строительная механика; архитектура промышленных и гражданских зданий, металлические конструкции.
Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для преподавателей кафедры строительных конструкций ННГАСУ в помощь при подготовке и проведении консультаций и для студентов 4 курса (8-ой семестр) ННГАСУ в помощь при выполнении курсового проекта по дисциплине Металлические конструкции.
В учебно-методическом пособии изложены основные рекомендации для преподавателей и студентов для выполнения курсового проекта по следующему плану:
1.1.Компоновочная часть:
1.2.Выбор марки профилированного настила.
1.3.Подбор сечения прогона.
1.4.Сбор нагрузок на поперечную раму:
1.5.Статический расчёт:
1.6.Конструктивный расчёт фермы: подбор сечений элементов стропильной фермы.
1.7.Конструктивный расчёт колонны:
1.8.Графическая часть проекта:
1. Компоновка каркаса производственного здания
Выполнение компоновочной части курсового проекта рекомендуется выполнять в следующем порядке:
рассчитать длину здания в один температурный блок;
выполнить схему размещения колонн в плане;
вычертить схему поперечной рамы со всеми размерами и отметками согласно заданию;
разработать схемы связей по колоннам;
разработать схемы связей по верхним поясам стропильных ферм;
разработать схемы связей по нижним поясам стропильных ферм.
4
Более подробно по выполнению курсового проекта студенту рекомендуется ознакомиться в учебной литературе [2, табл. 44], [6, гл. 11, стр. 311-333]; [7, гл. 2.1 стр. 6680, гл. 2.3 стр. 113-126].
Таким образом, основные вопросы, которые студент должен освоить, следующие:
1)компоновка поперечной рамы стального каркаса производственного здания;
2)рамно-связевое решение стального каркаса одноэтажного производственного здания по колоннам;
3)рамно-связевое решение стального каркаса одноэтажного производственного здания по покрытию.
2. Выбор марки профилированного настила
Выбор марки профилированного настила рекомендуется выполнять в следующем порядке:
определить постоянные нагрузки на настил;
определить временные нагрузки на настил;
определить тип расчетной схемы (однопролетная, двухпролетная и т.д.)
выбор марки профилированного настила по рекомендуемым максимальным нагрузкам в зависимости от пролета настила и количества пролетов настила.
Более подробно по выполнению курсового проекта студенту рекомендуется ознакомиться в учебной литературе [1], [6, гл. 11, стр. 327]; [7, стр. 122, стр. 319-321].
Таким образом, основные вопросы, которые студент должен освоить, следующие:
1)сбор нагрузок на настил;
2)подбор марки профилированного настила по рекомендуемым максимальным нагрузкам;
3)выбор расчетной схемы настила.
3. Расчет прогона покрытия
Расчет прогона покрытия рекомендуется выполнять в следующем порядке:
определить постоянные нагрузки на прогон с учетом веса настила;
определить временные нагрузки на настил;
выполнить статический расчет сплошного или решетчатого прогона, определить усилия;
выполнить подбор сечения прогона;
проверить сечение прогона по первой группе предельных состояний;
проверить сечение прогона по второй группе предельных состояний.
Более подробно по выполнению курсового проекта студенту рекомендуется ознакомиться в учебной литературе [1], [2], [6, стр. 368 – для прогона сплошного сечения, стр. 369 – для прогона сквозного сечения]; [7, стр. 127, стр. 468 – для прогона сплошного сечения, стр. 130-134 – для прогона сквозного сечения].
Таким образом, основные вопросы, которые студент должен освоить, следующие:
1) сбор нагрузок на прогон;
5
2)статический расчет сплошного прогона с учетом скатной составляющей;
3)статический расчет сквозного прогона;
4)подбор и проверочный расчет сечения сплошного прогона по первой и второй группам предельных состояний;
5)подбор и проверочный расчет сечения сквозного прогона по первой и второй группам предельных состояний.
3. Определение нагрузок на поперечную раму
Определение нагрузок на поперечную раму стального каркаса одноэтажного промышленного здания рекомендуется выполнять в следующем порядке:
определить постоянные нагрузки – собственный вес и вес покрытия;
определить временные нагрузки от веса снегового покрова на ригель;
определить временные нагрузки от давления ветра на колонны;
определить временные нагрузки от действия крана;
привести схемы нагрузок.
Более подробно по выполнению курсового проекта студенту рекомендуется ознакомиться в нормативной литературе [1] и в учебной литературе [6, гл. 12.2 стр. 339344]; [7, гл. 2.6.2 стр.82, стр. 166-168].
Таким образом, основные вопросы, которые студент должен освоить, следующие:
1)определение постоянных нагрузок;
2)определение временных снеговых нагрузок на ригель рамы;
3)определение временных ветровых нагрузок на колонны поперечной рамы;
4)определение крановых нагрузок от мостовых кранов.
5. Статический расчет поперечной рамы каркаса
Статический расчет поперечной рамы стального каркаса одноэтажного промышленного здания рекомендуется выполнять в следующем порядке:
создать конечно-элементную модель поперечной рамы;
задать жесткости;
задать связи для опорных узлов и граничных условий;
задать нагрузки на поперечную раму;
учет пространственной работы каркаса;
создание таблицы РСУ;
выбор усилий.
Более подробно по выполнению курсового проекта студенту рекомендуется ознакомиться в учебной литературе [8, стр. 345-360].
Таким образом, основные вопросы, которые студент должен освоить, следующие:
1)статический расчет поперечной рамы стального каркаса методом конечных элементов в ПК SCAD или другом сертифицированном ПК;
2)учет пространственной работы каркаса.
6
6. Конструктивный расчёт фермы: подбор сечений элементов стропильной фермы
Подбор сечений элементов фермы одноэтажного промышленного здания рекомендуется выполнять в следующем порядке:
определить расчетные длины элементов стропильной фермы;
подобрать сечение элементов;
выполнить проверку растянутых элементов по прочности;
выполнить проверку сжатых элементов на устойчивость;
проверка по предельной гибкости.
Более подробно по выполнению курсового проекта студенту рекомендуется ознакомиться в учебной литературе [7, стр. 370], [9].
Таким образом, основные вопросы, которые студент должен освоить, следующие:
1)проверка элементов фермы на прочность;
2)проверка элементов фермы на устойчивость;
3)проверка элементов фермы по предельной гибкости.
7. Конструктивный расчёт колонны
Конструктивный расчет колонны одноэтажного промышленного здания рекомендуется выполнять в следующем порядке:
определить расчетные длины колонны;
подбор сечения верхней части колонны;
проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента;
проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента;
проверка местной устойчивости стенки верхней части колонны;
подбор сечения подкрановой ветви нижней части колонны;
проверка устойчивости подкрановой ветви нижней части колонны;
проверка предельной гибкости подкрановой ветви нижней части колонны;
подбор сечения шатровой ветви нижней части колонны;
проверка устойчивости шатровой ветви нижней части колонны;
проверка предельной гибкости шатровой ветви нижней части колонны;
расчёт решётки нижней части колонны;
проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня;
конструирование и расчёт узла сопряжения верхней и нижней частей колонны;
конструирование и расчёт базы колонны;
расчёт анкерных болтов.
Более подробно по выполнению курсового проекта студенту рекомендуется ознакомиться в нормативной литературе [2] и в учебной литературе [6, гл. 14.2 стр. 391-
403, стр. 414-424]; [7, гл. 2.5 стр. 147-163], [6, гл. 14.2.3 стр. 376-380]; [7, гл. 2.4.2 стр. 135145], [6, гл. 14.3 стр. 404-424]; [7, гл. 2.5.2 стр. 149-166].
7
Таким образом, основные вопросы, которые студент должен освоить, следующие:
1)определение расчетных длин колонн;
2)расчет сечения верхней (надкрановой) части колонны;
3)расчет сечения нижней (подкрановой) части колонны;
4)конструирование узла сопряжения верхней (надкрановой) и нижней (подкрановой) частей;
5)конструирование и расчет базы колонны поперечной рамы.
8. Графическая часть проекта
Графическую часть проекта рекомендуется выполнять на листе формата А1. При этом графическая часть курсового проекта должна содержать следующее:
схемы расположения стропильных ферм, прогонов и связей по верхним поясам ферм (1:400);
схемы расположения стропильных ферм и связей по нижним поясам ферм
(1:400);
поперечный разрез здания (1:200);
продольный разрез здания с указанием связей по колоннам (1:400);
схема стропильной фермы с указанием усилий и профилей (1:100);
расчётная схема поперечной рамы с нагрузками;
узел опирания прогона на ферму; узел сопряжения колонны со стропильной фермой; узел сопряжения верхней и нижней частей колонны; база колонны
(1:10; 1:20);
ведомость элементов;
спецификация стали на объект.
8
Рекомендуемая литература
1.СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия : актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85* : пересмотр СП 20.13330.2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации
(Минстрой России) от 3 декабря 2016 г. N 891/пр и введен в действие с 4 июня 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456044318?ysclid=latmke9ojp716401178. – Текст : электронный.
2.СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная редакция СНиП II-23-81* : пересмотр СП 16.13330–2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456069588?ysclid=latm7fwj8y325678643. – Текст : электронный.
3.СП.70.13330.2012. Несущие и ограждающие конструкции : актуализированная редакция СНиП 3.03.01–87 : дата введения 01.07.13 / Федеральное агенство по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству (Госстрой). - Москва :
Технорма, 2014. - 140 с. : ил. - (Свод правил).
4.ГОСТ 27751-2014. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения. – Введен 07.01.2015. – Москва : Стандартинформ, 2015. – 14 с.
5.ГОСТ 27751-2014. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 декабря 2014 г. N 1974-ст. - Дата введ. 01.07.2015. - (Национальный стандарт Российской Федерации). - Издание находится в базе Консультант Плюс.
6.ГОСТ 27772-88. Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия : изд. Дек. 2005 с изм. № 1 (ИУС. 1989. №11) ; введен 01.01.89. – Москва : Стандартинформ, 2006. - 15 с. - (Межгосударственный стандарт). - Группа В20.
7.Металлические конструкции : учебник для студентов вузов по направлению "Строительство" и специальности "Промышленное и гражданское
строительство" / Г. С. Ведеников, Е. И. Беленя, В. С. Игнатьева, Ю. И. Кудишин [и др.] ; под редакцией Г. С. Веденикова. – 7-е изд., перераб. и доп. – Москва : Стройиздат, 1998. - 759 с. : ил. – ISBN 5-274-01465-8.
8.Металлические конструкции : учебник для студентов учреждений высшего профессионального образования, обучающихся по направлению "Строительство" / Ю. И. Кудишин, Е. И. Беленя, В. С. Игнатьева [и др.] ; под ред. Ю. И. Кудишина. - 13-е изд., испр. - Москва : Академия, 2011. – 680 с. : ил., табл. - (Бакалавриат) (Высшее профессиональное образование. Строительство).
–ISBN 978-5-7695-8483-1. – URL:http://isi.sfu-kras.ru/sites/is.institute.sfu-
kras.ru/files/Literatura_chast_1.pdf?ysclid=law8o29tw1168819740. |
– |
Текст |
:электронный. |
|
|
9.Металлические конструкции. В 3 томах. Том 2. Конструкции зданий : учебник для студентов вузов по специальности "Промышленное и гражданское строительство / под редакцией В. В. Горева. – Москва : Высш. шк., 1999. – 528
с. : ил. – ISBN 5-06-003538-7 (т.2). - ISBN 5-06-003444-5.
9
8.Молев, И. В. Методические указания по статическому расчету поперечной рамы одноэтажного производственного здания при выполнении курсового проекта / И. В. Молев ; Горьковский инженерно-строительный институт имени В. П. Чкалова. – Горький : ГИСИ, 1983. – 19 с.
9.Пример расчета стального каркаса одноэтажного промышленного здания : методические указания к выполнению курсового проекта по курсу "Металлические конструкции" для студентов направления 550100 - "Строительство" с ориентацией на специальность 290300 "Промышленное и гражданское строительство" / Нижегородский государственный архитектурностроительный университет, Кафедра металлисеских конструкций ; составители Б. Б. Лампси, О. Б. Иванова, Б. Б. Лампси (мл.). - Нижний Новгород : ННГАСУ,
2004. - 82 с. : ил.
10.Система студенческой проектной документации. Основные надписи : взамен СТП ГИСИ 1-1-83 : утвержден и введен в действие 22.12.98 / Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. - Нижний Новгород : ННГАСУ, 1998. - 13 с. : ил. - (Стандарт предприятия ; СТП ННГАСУ 1-1-98).
11.Система студенческой проектной документации. Реферат : утвержден и введен в действие 22.12.98 / Нижегородский государственный архитектурностроительный университет. - Нижний Новгород : ННГАСУ, 1998. - 3 с. - (Стандарт предприятия ; СТП ННГАСУ 1-7-98).