- •Факультет пгс-о . Кафедра Металлические конструкции курсовой проект
- •Мытищи 2006 г. Содержание
- •1. Исходные данные
- •2. Компоновка конструктивной схемы каркаса здания
- •2.1 Размещение колонн в плане
- •2.2 Определение генеральных размеров поперечных рам здания
- •2.2.1 Вертикальная компоновка
- •2.2.2 Горизонтальная компоновка
- •2.3 Выбор схемы связей здания
- •2.3.1 Связи между колоннами
- •2.3.2 Связи по верхним поясам ферм
- •3.2 Определение расчётных усилий.
- •3.3 Подбор сечения балки.
- •3.4 Проверка прочности сечения.
- •4. Расчет поперечной рамы каркаса
- •4.1 Расчетная схема рамы
- •4.2 Нагрузки на поперечную раму
- •4.2.1 Постоянная нагрузка
- •Расчетный вес колонны.
- •4.2.2 Снеговая нагрузка
- •4.2.3 Вертикальные усилия от мостовых кранов
- •4.2.4 Ветровая нагрузка
- •4.3 Статический расчет рамы
- •4.3.1 Расчет на постоянные нагрузки
- •4.3.2 Расчет на снеговую нагрузку
- •4.3.3 Расчет на вертикальную нагрузку от мостовых кранов
- •4.3.4 Расчет на горизонтальные нагрузки от мостовых кранов
- •4.3.5 Расчет на ветровую нагрузку
- •4.3.6 Составление таблицы расчетных усилий в сечениях рамы
- •5. Расчет и конструирование стропильной фермы
- •5.1 Сбор нагрузок на ферму
- •5.1.1 Постоянная нагрузка
- •5.1.2 Снеговая нагрузка
- •5.3 Подбор сечений стержней фермы
- •5.3.1 Подбор сечений верхнего пояса фермы
- •5.3.2 Подбор сечений нижнего пояса фермы
- •5.3.3 Подбор сечений раскосов фермы
- •5.3.4 Подбор сечений стоек фермы
- •5.4 Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек
- •5.5 Конструирование и расчет узлов стропильной фермы
- •5.5.1 Конструирование промежуточных узлов
- •5.5.2 Конструирование и расчет опорных узлов
- •5.5.3 Конструирование и расчет укрупнительных узлов
- •5.5.3.1 Верхний укрупнительный стык
- •5.5.3.2 Нижний укрупнительный стык
- •6. Расчет и конструирование колонны
- •6.1 Определение расчетных длин колонны
- •6.2 Подбор сечения верхней части колонны
- •6.2.1 Компоновка сечения
- •6.2.2 Проверка устойчивости в плоскости действия момента
- •6.2.3 Проверка устойчивости из плоскости действия момента
- •6.3 Подбор сечения нижней части колонны
- •6.3.1 Компоновка сечения
- •6.3.2 Проверка устойчивости ветвей
- •6.3.2.1 Из плоскости рамы.
- •6.3.2.2 В плоскости рамы.
- •6.3.3 Расчет решетки подкрановой части колонны
- •6.3.4 Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня
- •6.4 Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны
- •6.5 Расчет и конструирование базы колонны
- •6.5.1 База наружной ветви.
- •Участок 1.
- •Участок 2.
- •Участок 3.
- •Участок 4.
- •6.5.2 База подкрановой ветви.
- •6.5.3 Расчет анкерных болтов крепления подкрановой ветви.
- •6.5.4 Расчет анкерных болтов крепления наружной ветви.
- •6.5.5 Подбор сечения накладки под анкерные болты.
- •7. Список используемой литературы
5.3.3 Подбор сечений раскосов фермы
Стержень 1 – 2.
Расчетное усилие N = -776 кН.
Расчетные длины стержня:
см; см.
Зададимся гибкостью в пределах рекомендуемых для ферм:
.
Тогда условная гибкость
. При находим, = 0,76.
Следовательно, требуемая площадь поперечного сечения
см2.
Принимаем сечение из круглой сварной прямошовной трубы по ГОСТ 10704 - 91 219х8. Для него выпишем из сортамента следующие величины:
А = 53 см2, iх = iу = 7,47 см.
Расчетные гибкости стержня в плоскостях, перпендикулярных осям х–х и у–у, соответственно равны
Определим условную гибкость
.
При находим, = 0,925.
Проверим несущую способность подобранного сечения
кН/см2.
В соответствии с таблицей 19 СНиПа II-23-81* предельная гибкость равна
,
где ,
Следовательно что удовлетворяет подобранному сечению из круглой сварной прямошовной трубы219х8.
Стержень 2 – 3.
Расчетные усилия: растяжение N = 585 кН.
Требуемая площадь поперечного сечения:
см2.
Принимаем сечение из круглой сварной прямошовной трубы по ГОСТ 10704 - 91 159х6. Для него выпишем из сортамента следующие величины:
А = 28,8 см2, iх = iу = 5,42 см.
Проверим несущую способность подобранного сечения при растяжении:
кН/см2.
Расчетные длины стержня:
см; см.
Расчетные гибкости стержня в плоскостях, перпендикулярных осям х–х и у–у, соответственно равны
В соответствии с таблицей 20 СНиПа II-23-81* предельная гибкость равна
,
Следовательно что удовлетворяет подобранному сечению из круглой сварной прямошовной трубы159х6.
Стержень 4 – 5.
Расчетное усилие N = -320,4 кН.
Расчетные длины стержня:
см; см.
Зададимся гибкостью в пределах рекомендуемых для ферм:
.
Тогда условная гибкость
. При находим, = 0,76.
Следовательно, требуемая площадь поперечного сечения
см2.
Принимаем сечение из круглой сварной прямошовной трубы по ГОСТ 10704 - 91 152х5. Для него выпишем из сортамента следующие величины:
А = 23,09 см2, iх = iу = 5,2 см.
Расчетные гибкости стержня в плоскостях, перпендикулярных осям х–х и у–у, соответственно равны
Определим условную гибкость
. При находим, = 0,829.
Проверим несущую способность подобранного сечения
кН/см2.
В соответствии с таблицей 19 СНиПа II-23-81* предельная гибкость равна
,
где ,
Следовательно что удовлетворяет подобранному сечению из круглой сварной прямошовной трубы152х5.
Стержень 5 – 6.
Расчетные усилия: растяжение N = 107 кН.
Требуемая площадь поперечного сечения:
см2.
Принимаем сечение из круглой сварной прямошовной трубы по ГОСТ 10704 - 91 70х3. Для него выпишем из сортамента следующие величины:
А = 6,31 см2, iх = iу = 2,37 см.
Проверим несущую способность подобранного сечения при растяжении:
кН/см2.
Расчетные длины стержня:
см; см.
Расчетные гибкости стержня в плоскостях, перпендикулярных осям х–х и у–у, соответственно равны
В соответствии с таблицей 20 СНиПа II-23-81* предельная гибкость равна
,
Следовательно что удовлетворяет подобранному сечению из круглой сварной прямошовной трубы70х3.
5.3.4 Подбор сечений стоек фермы
Стержень 3 – 4.
Расчетное усилие N = -169,8 кН.
Расчетные длины стержня:
см; см.
Зададимся гибкостью в пределах рекомендуемых для ферм:
.
Тогда условная гибкость
. При находим, = 0,76.
Следовательно, требуемая площадь поперечного сечения
см2.
Принимаем сечение из круглой сварной прямошовной трубы по ГОСТ 10704 - 91 83х5. Для него выпишем из сортамента следующие величины:
А = 12,25 см2, iх = iу = 2,76 см.
Расчетные гибкости стержня в плоскостях, перпендикулярных осям х–х и у–у, соответственно равны
Определим условную гибкость
. При находим, = 0,825.
Проверим несущую способность подобранного сечения
кН/см2.
В соответствии с таблицей 19 СНиПа II-23-81* предельная гибкость равна
,
где ,
Следовательно что удовлетворяет подобранному сечению из круглой сварной прямошовной трубы83х5.
Стержень 6 – 6'.
Расчетное усилие N = -128,34 кН.
Расчетные длины стержня:
см; см.
Зададимся гибкостью в пределах рекомендуемых для ферм:
.
Тогда условная гибкость
. При находим, = 0,76.
Следовательно, требуемая площадь поперечного сечения
см2.
Принимаем сечение из круглой сварной прямошовной трубы по ГОСТ 10704 - 91 83х5. Для него выпишем из сортамента следующие величины:
А = 12,25 см2, iх = iу = 2,76 см.
Расчетные гибкости стержня в плоскостях, перпендикулярных осям х–х и у–у, соответственно равны
Определим условную гибкость
. При находим, = 0,825.
Проверим несущую способность подобранного сечения
кН/см2.
В соответствии с таблицей 19 СНиПа II-23-81* предельная гибкость равна
,
где ,
Следовательно что удовлетворяет подобранному сечению из круглой сварной прямошовной трубы83х5.
Результаты расчета сведены в таблицу 4.
При расчете принят коэффициент условия работы с = 0,95 и коэффициент надежности по назначению n = 1,05.
Таблица 4. Принятие сечения стержней ферм.
Элемент |
№ стержней |
Расчетное усилие, кН |
Сечение |
Площадь А, см2 |
, см |
, см |
, см |
max |
[] |
min |
c |
Проверка сечения | ||
растяжение |
сжатие |
прочность |
устойчивость | |||||||||||
Верхний пояс |
В1 – 1 |
390,27 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
0,95 |
– |
– | |
В2 – 3 В3 – 4 |
– |
-1069 |
○ 219х8 |
53 |
1,37 |
121 |
0,94 |
0,95 |
– |
21,5<21,7 | ||||
В4 – 6 |
– |
-1411 |
○ 325х9 |
89,34 |
1,83 |
131 |
0,897 |
0,95 |
– |
17,61<21,7 | ||||
Нижний пояс |
Н – 2 |
601 |
-8,59 |
○ 168х8 |
40,2 |
3,47 |
150 |
0,6 |
0,95 |
14,95<21,7 |
0,36<21,7 | |||
Н – 5 |
1326 |
– |
○ 273х8 |
66,6 |
– |
250 |
– |
0,95 |
19,9<21,7 |
– | ||||
Раскосы |
1 – 2 |
– |
-776 |
○ 219х8 |
53 |
1,54 |
136 |
0,925 |
0,95 |
– |
15,8<21,7 | |||
2 – 3 |
585 |
– |
○ 159х6 |
28,84 |
– |
300 |
– |
0,95 |
20,3<21,7 |
– | ||||
4 – 5 |
– |
-320,4 |
○ 152х5 |
23,09 |
2,34 |
125 |
0,829 |
0,8 |
– |
16,74<18,3 | ||||
5 – 6 |
107 |
– |
○ 70х3 |
6,31 |
– |
300 |
– |
0,95 |
16,9<21,7 |
– | ||||
Стойки |
3 – 4 |
– |
-169,8 |
○ 83х5 |
12,25 |
2,37 |
125 |
0,825 |
0,8 |
– |
16,8<18,3 | |||
6 – 6' |
– |
-128,34 |
○ 83х5 |
12,25 |
2,37 |
138 |
0,825 |
0,8 |
– |
12,7<18,3 |