Проектирование стального каркаса одноэтажного производственного здания - Курсовая работа

Металлические конструкции широко применяют при возведении различных зданий и сооружений. Благодаря значительной прочности и плотности металла, эффективности соединений элементов, высокой степени индустриальности изготовления и монтажа, возможности сборности и разборности элементов металлические конструкции характеризуются сравнительно малым собственным весом, обладают газо-и водонепроницаемостью, обеспечивают скоростной монтаж зданий и сооружений и ускоряют ввод их в эксплуатацию. Каркас одноэтажного производственного здания представляет собой комплекс несущих конструкций, связанных в неизменяемую пространственную систему. Каркас производственного здания проектируется так, чтобы несущая способность поперек здания обеспечивалась поперечными рамами, а вдоль - продольными элементами каркаса, стеновыми и кровельными панелями. Принятые конструктивные схемы зданий и сооружений должны обеспечивать прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость как здания в целом, так и их отдельных элементов при транспортировании, монтаже и эксплуатации.Проектирование начинают с выбора конструктивной схемы и ее компоновки.На рисунке (1) представлена конструктивная схема поперечной рамы одноэтажного однопролетного промышленного здания. Определяем расстояние от головки кранового рельса до низа стропильных конструкций покрытия: , где - габаритный размер крана зазор, второе значение учитывает прогиб ферм и связей; f - размер, учитывающий прогиб конструкций покрытия, f = 200 - 400 мм (для больших пролетов - больший размер). Высота цеха равна: Размер Н0 принимается кратным 1,2 м - до высоты 10,8 м и кратным 1,8 м - при большей высоте.Принимаем: привязку а = 250 мм; В1 = 260 мм - свес кранового моста; с - зазор между колонной и краном, принимается обычно равный 60-75мм. Из условий жесткости и устойчивости высоту сечения верхней части колонны принимаем: Принимаем высоту сечения верхней части колонны = 500 мм, (кратно 250). Цокольная панель высотой 1,8 м укладывается на фундаментную балку. Затем размещается оконный проем высотой 3,0 м и устанавливаются две панели перемычки высотой 1,8 м и одна - 1,2 м.В систему связей каркаса входят горизонтальные связи в плоскости верхних и нижних поясов ригеля, вертикальные - между фермами и по колоннам. Связи в плоскости верхних поясов ферм состоят из поперечных связевых ферм и распорок.Для увеличения боковой жесткости и удобства при монтаже связи устраивают по опорам ферм и в промежутке при пролете 24 м - по 2 шт.Устойчивость колонн в продольном направлении обеспечивается вертикальными связями между колоннами. Рациональный угол наклона связей 35-55°, поэтому при небольшом шаге, но большой высоте колонн устанавливают две крестовые связи по высоте нижней части колонны.Продольный фахверк устраивают в том случае, если шаг колонн поперечных рам больше длины панелей стенового ограждения. В данном случае продольный фахверк состоит из системы ригелей. Торцевые фахверки состоят из стоек, располагаемых по всей длине торцевой стены и служащих опорами для ригелей каркаса стен. Опирания стойки фахверка производят через листовой шарнир, позволяющий передавать ветровую нагрузку с торцевой стены на стойку, но не препятствовать деформациям ригелей рам. При большой высоте здания, когда до низа ригелей рам более 15…18 м, устраивают промежуточные опоры для фахверковой стойки в виде промежуточной ветровой фермы или балки. совмещаемой обычно с уровнем подкрановой конструкции, что одновременно обеспечивает проход по всему периметру здания на соответствующей отметке.Рассчитать подкрановую балку пролетом 12 м под два крана грузоподъемностью 10 т тяжелого режима работы. Подбираем кран грузоподъемностью 20 т. Вертикальное давление колеса крана: Горизонтальное боковое давление колеса крана от поперечного торможения тележки: где kd1, kd2 - коэффициенты динамичности; kd1 принимается равным: 1-для кранов легкого и среднего режимов работы независимо от шага колонн и 1,1-1,2 - для кранов тяжелого и весьма тяжелого режимов работы в зависимости от шага колонн; ?f= 1,1 - коэффициент надежности по нагрузке; - максимальное нормативное давление на каток крана (по ГОСТ или ТУ на краны); kd2 = 1-для легкого, среднего и тяжелого режимов (1К-6К) и kd2 = 1,1-для весьма тяжелого режима (7К-8К); ?с - понижающий коэффициент сочетания (согласно СНИП 2.01.07-85 ?с = 0,85 - при кранах легкого и среднего режимов работы; ?с = 0,95 - при кранах тяжелого и весьма тяжелого режимов работы; ?с = 1 - при учете нагрузки только от одного крана). Для определения наибольших изгибающих моментов и поперечных сил устанавливаем краны в не выгоднейшее положение.Требуемый момент сопротивления балки: Предварительная толщина стенки: Принимаем . Проверяем толщину стенки на прочность при срезе: Минимальная толщина стенки при проверке ее по прочности от местного давления колеса крана составит: где - для кранов с гибким подвесом при среднем режиме работы; Поддерживающий швеллер №16 в пролете необходимо опирать на стойку фахверка, прикрепленную к ребрам балки: ес

Содержание

Введение

1. Разработка схемы стального каркаса цеха

1.1 Определение основных размеров поперечной рамы цеха

1.1.1 Определение вертикальных размеров

1.1.2 Определение горизонтальных размеров

1.2 Разработка схем горизонтальных связей в плоскости верхних и нижних поясов стропильных ферм, вертикальных связей между фермами и колоннами

1.2.1 Разработка схем горизонтальных связей в плоскости верхних и нижних поясов стропильных ферм

1.2.2 Разработка вертикальных связей между фермами

1.2.3 Разработка вертикальных связей между колоннами

1.3 Разработка схем продольного и торцевого фахверков

2. Расчет подкрановых и тормозных балок

2.1 Определение усилий в подкрановой и тормозной балках

2.2 Подбор сечений подкрановой и тормозной балок и проверка их прочности

3. Конструктивный расчет стропильной фермы

3.1 Определение усилий в стержнях ригеля

3.2 Подбор сечений стержней

3.3 Расчет узлов ригеля

Заключение

Список использованных источников

Металлические конструкции широко применяют при возведении различных зданий и сооружений. Благодаря значительной прочности и плотности металла, эффективности соединений элементов, высокой степени индустриальности изготовления и монтажа, возможности сборности и разборности элементов металлические конструкции характеризуются сравнительно малым собственным весом, обладают газо- и водонепроницаемостью, обеспечивают скоростной монтаж зданий и сооружений и ускоряют ввод их в эксплуатацию. Основной недостаток стальных конструкций - подверженность коррозии - устраняется их окраской, покрытием полимерными материалами или смолами, оцинкованием и другими методами защиты.

Каркас одноэтажного производственного здания представляет собой комплекс несущих конструкций, связанных в неизменяемую пространственную систему. Он предназначен для восприятия нагрузок от веса ограждающих конструкций, технологического оборудования, снега и ветра, мостовых кранов и т.п. Каркас производственного здания проектируется так, чтобы несущая способность поперек здания обеспечивалась поперечными рамами, а вдоль - продольными элементами каркаса, стеновыми и кровельными панелями. Поперечные рамы состоят из ступенчатых колонн, жестко защемленных в фундаменте, и ригелей в виде стропильных ферм. Продольные элементы каркаса включают в себя подкрановые конструкции, связи между колоннами и фермами.

Основными задачами при компоновке каркаса являются: компоновка поперечной рамы, размещение колонн здания в плане, системы связей, выбор материалов конструкций и т.д.

Проектирование поперечной рамы начинают с выбора конструктивной схемы и ее компоновки. Принятые конструктивные схемы зданий и сооружений должны обеспечивать прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость как здания в целом, так и их отдельных элементов при транспортировании, монтаже и эксплуатации. Марки сталей, сплавов и материалов соединений, а также дополнительные требования к ним, предусмотренных государственными стандартами, указывают в рабочих и деталировочных чертежах, а также в документации на заказ материалов.

Курсовой проект состоит из 3 основных разделов.

В первом разделе курсового проекта рассматриваются вопросы разработки схемы стального каркаса цеха.

Во втором разделе рассчитываются подкрановые и тормозные балки.

В третьем разделе производится конструктивный расчет стропильной фермы.