Расчёт и проектирование каркаса одноэтажного производственного здания - Дипломная работа

Металлические конструкции благодаря своим качествам получили широкое распространение во всех отраслях хозяйства. Проектирование экономически эффективных металлических конструкций основывается на комплексном учете требований эксплуатации, надежности и долговечности, изготовления и монтажа, на знании особенностей работы этих конструкций под нагрузкой, правильность выбора конструктивных форм, использование типовых и унифицированных решений и соответствующем расчете.

Целью данного курсового проекта является разработка схемы компоновки каркаса одноэтажного производственного здания, расчет подкрановой балки, компоновка и расчет поперечной рамы каркаса, конструирование и расчет строительной фермы, колонны.

Исходные данные

Спроектировать поперечную раму одноэтажного производственного здания пролетом L = 30м, оборудованного двумя мостовыми кранами грузоподъемностью Q = 100 т, групп режимов работы 8К.

Длина здания - 156м, отметка головки кранового рельса Н1 = 7,85 м. Шаг поперечных рам В = 12 м.

Район строительства - г. Гомель. Здание однопролетное с жестким сопряжением ригеля с колоннами. Ригель проектируется в виде стропильной фермы; высота фермы на опоре 3,05 м; уклон кровли 1/10.

Тип покрытия - стальной профилированный настил.

1. Компоновка поперечной рамы

1.1 Установление вертикальных размеров

На рисунке 1.1 представлена конструктивная схема поперечной рамы одноэтажного однопролетного производственного здания.

Рисунок 1.1 - Схема поперечной рамы однопролетного производственного здания

Высоту здания от уровня пола до низа стропильных ферм определяем по формуле: (1.1) где H1- расстояние от уровня пола до головки кранового рельса (обусловливается требуемой высотой подъема груза мостовым краном над уровнем пола; указывается в задании на курсовой проект); H1=7,85 м;

Н2 - расстояние от головки кранового рельса до низа стропильных конструкций покрытия; определяется в зависимости от высоты мостового крана Нк;

(1.2) где Нк - расстояние от головки рельса до верхней точки тележки крана (для крана грузоподъемностью 100т Нк = 4000 мм);

f - размер, учитывающий прогиб конструкций покрытия (ферм, связей), принимаемый равным 200 - 400 мм в зависимости от величины пролета (для больших пролетов - больший размер); принимаем f = 300 мм;

d - зазор между верхней точкой тележки крана и строительными конструкциями; устанавливается требованиями техники безопасности (принимаем d = 100мм).

H2 = 4000 100 300 = 4400 мм.

Размер Н2 принимается кратным 200 мм: H2 = 4400 мм.

H0 = 7850 4400 = 12250 мм.

Размер Н0 принимается кратным 1,2 м - до высоты 10,8 м и кратным 1,8 м - при большей высоте. Если при этом приходится несколько увеличить высоту цеха, то изменяют размер Н1, а размер Н2 оставляют минимально необходимым; принимаем H0=12600 мм.

Общая высота колонны рамы от низа базы до низа ригеля H определяем по формуле: (1.3) где Нв - длина верхней части ступенчатой колонны.

Нв = h hp H2 (1.4) где h - высота подкрановой балки; предварительно можно принять равной ( ) длины подкрановой балки (шага колонн в продольном направлении), принимаем h = 1,2 м;

hp - высота кранового рельса, принимаем hp = 170 мм.

Нв = 1200 170 4400 =5770 мм.

Нн - длина нижней части колонны определяем по формуле

Нн = Н0 - Нв (600...1000) (1.5) здесь размер (600...1000) - обычно принимаемое заглубление опорной плиты башмака колонны ниже нулевой отметки пола; принимаем заглубление 600 мм.

Нн = 12600-5770 600 =7430 мм.

Н = 5770 7430 =13200 мм.

Высота фонаря зависит от требуемой освещенности и определяется светотехническим или теплотехническим расчетами с учетом высот типовых фонарных переплетов, бортовой стенки и карнизного элемента.

Типовые фонарные переплеты имеют высоту 1250 или 1750 мм и могут устанавливаться в один или два яруса; принимаем высотой 1250 мм. Высоту бортовой стенки под переплетами принимаем равной 700 мм (чтобы остекление не заносило снегом). Карниз фонаря принимаем равным 300 мм. Ограждающая конструкция покрытия фонаря выполняется такой же, как и ограждающая конструкция здания.

Рисунок 1.2 - Поперечная конструкция светоаэрационного фонаря

Полная высота фонаря мм.

Полная высота здания (с учетом высот стропильной фермы и фонаря) равна: мм.

1.2 Установление горизонтальных размеров

Рисунок 1.3 - Конструктивное решение верхней части ступенчатой колонны

Привязку наружной грани колонны к оси колонны принимаем 500 мм, т.к. она соответствует данному варианту грузоподъемности крана (Q=100 т) и размерам здания, исходя из этих же соображений, верхнюю часть колонны проектируем сплошной двутаврового сечения, а нижнюю - сквозной.

Ширину сечения верхней части колонны назначаем hв=1000 мм.

При назначении ширины нижней части ступенчатой колонны необходимо учитывать, что для того, чтобы кран при движении вдоль цеха не задевал колонну, расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны должно быть не менее:

LB ? B1