27

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Кафедра строительных конструкций и материалов

Курсовой проект

Расчет и конструирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания

Студент: Муравина А.П.

Группа 4017/1 ИСФв

Преподаватель:

Новиков Н.А.

Санкт-Петербург

2004г

Содержание

1 Конструктивная схема здания стр.3

2 Конструирование элементов покрытия стр.3

3 Определение нагрузок на поперечную раму стр.4

4 Статический расчет рамы стр.6

5 Статический расчет стропильной фермы стр.11

6 Подбор сечений элементов стропильной фермы стр.12

7 Конструирование узлов фермы стр. 16

Список литературы стр. 23

1. Конструктивная схема здания.

Каркас здания – комплекс несущих конструкций, воспринимающих нагрузки от ограждающих конструкций, атмосферных воздействий и технологического оборудования.

Стальной каркас состоит из колонн, жестко прикрепленных к фундаменту и стропильных ферм, жестко соединенных с колоннами.

Длина здания – 66м

Пролет здания – 24м

Шаг колонн – 6м,

крайние – 5,5м

Тип фермы 1 – полигональная.

Пространственная жесткость каркаса и устойчивость каркаса и устойчивость отдельных его элементов обеспечивается путем постановки системы связей:

- горизонтальных и вертикальных связей между стропильными фермами, обеспечивающих устойчивость конструкции покрытия при монтаже и в процессе эксплуатации.

- вертикальных связей между колоннами, необходимых для передачи усилий, действующих вдоль здания, на фундаменты.

Конструктивная схема каркаса здания представлена на рисунке 1.

2. Конструкция покрытия.

Тип покрытия – беспрогонное.

В качестве несущей конструкции принимается железобетонная плита из условия

g_пл≤ Р_пл

Р_пл– расчетная несущая способность плиты

g_пл– расчетное давление на плиту

g_пл=g₁ +… + g₄ + g_св+ Р

g₁+… +g₄– расчетная нагрузка от веса элементов покрытия, расположенных на настиле

g_св– расчетная нагрузка от собственного веса плиты

Р – расчетное снеговое давление на кровлю

Р = 1,6*Р_о, кН/м²; Р_о= 1кН/м²дляIIIснегового района

g₁+… +g₄= 0,390 + 0,195 + 0,520 + 0,580 = 1,685

g_св= 1,4 для плиты ПНС-4 (300х3000х6000)

g_пл= 1,685 + 1,4 + 1,6 = 4,685

Р_пл= 6,00 для плиты ПНС-4

В курсовом проекте расчет ж/б плиты не производится. По условию 4,685 < 6,00 выбираем плиту ПНС-4.

3. Определение нагрузок на поперечную раму.

Поперечная рама является основной несущей конструкцией каркаса производственного здания. На ее действуют: постоянная нагрузка от веса конструкций, кратковременная нагрузка от веса снега и давление ветра. Для расчета рамы выбираем расчетную схему, собираем нагрузки на раму, выявляем сочетания нагрузок, дающие наибольшие усилия в элементах.

3.1 Расчет статической нагрузки:

а) Постоянные нагрузки от веса покрытия:

Нагрузка от веса покрытия (для беспрогонного типа)

q=g_н* g_н*В (кН/м) , где

g_н= 0,95 - коэффициент надежности по назначению данного типа здания

g_н – нормативная нагрузка от конструкции покрытия

В = 6 м – шаг рам Таблица 1

	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка от веса покрытия gн(кН/м^2)	Коэффициент надежности по нагрузке gf	Расчетная нагрузка от веса покрытия gр(кН/м^2)
1	Защитный гравийно-битуумный слой h=15мм	0,30	1,3	0,390
2	3-слойный гидроизоляционный ковер	0,15	1,3	0,195
3	Асфальтовая стяжка h=20мм	0,40	1,3	0,520
4	Утеплитель-пенобетон h=100мм,g=6,0кН/м^3	0,60	1,3	0,780
5	ж/б плита ПНС-4 0,3х3х6	1,27	1,1	1,4
6	Стропильная ферма	0,30	1,05	0,315
7	Связи	0,05	1,05	0,052
	Итого	3,07 кН/м^2		3,652 кН/м^2

q = 0.95*3.07*6 = 17.50 кН/м

б) Постоянные нагрузки от веса колонн и ограждающих стеновых конструкций:

Стеновое ограждение условно принимается из железокерамзитобетонных стеновых панелей размерами 0,2х1,2х6 м с расчетной нагрузкой 2,0 кН/м².

q_ст= 2*g_н*В (кН/м)

q_ст= 2*0,95*6 = 11,4 кН/м

Вес погонного метра колонны будет равен:

q_к= 0,2g_нlB/2H= 0,1g_нlB/H, где

l= 24м – пролет здания

Н = Н_о+h_б= 15+0,7 = 15,7м – высота колонн

Н_о– высота помещения от уровня пола до нижнего пояса фермы (15м)

h_б= (0,6÷1,0 м) – заглубление опорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола

Примем h_б=0,7 м

q_к= 0,1*0,95*24*6/15,7 = 0,87 кН/м