Конструирование и расчет каркаса одноэтажного промышленного здания

Страницы работы

Содержание работы

1. Исходные данные.

1.  Пролет здания: 24м;

2.  Длина здания: 120м;

3.  Шаг поперечных рам: 12м;

4.  Отметка головки рельса: 10м;

5.  Грузоподъемность крана: 16/32т;

6.  Покрытие шатра: прогонное;

7.  Сечение поясов ферм: прокатная труба квадратного сечения;

8.  Район предполагаемого строительства: г. Новосибирск.

2. Компоновка каркаса и определение нагрузок.

2.1. Компоновка поперечной рамы.

    Вертикальные размеры.

h2=(Hk+100)+f,

где Hk=2800 мм – высота крана ([1] стр.34);

      100 мм – допуск на изготовление крана;

      f=100 мм – зазор, который учитывает прогиб фермы и провисание связей по нижним поясам ферм.

h2=(2800+100)+100=3000мм.

    Длина верхней (подкрановой) части колонны.

Hb=h2+hп.б.+hр,

где hп.б.=(1/10-1/12)*L – высота подкрановой балки (т.к. шаг колонн 6м); hп.б  =1200-1000 мм. Примем  hп.б=1200мм.

       hр=200мм – высота подкрановой рельсы.

Hb=3000+200+1200=4400мм,

округляя, принимаем 4400 мм.

Hb*=Hbhп.б.,

Hb*=4400 – 1200=3200 мм.

    Полная длина колонны.

H= Hb-hп.б.-hр+о.г.р.+hз,

где о.г.р=10000мм – отметка головки рельса;

       hз=800мм – заглубление базы колонны.

H=4400 – 1200 – 200+10000+800=13800 мм,

округляя, принимаем 14000мм.

    Длина верхней (подкрановой) части колонны.

Hb= H+hп.б.+hр-о.г.р.-hз

H=14000 +1200 + 200-10000-800=4600 мм

Ф=Hb*/H,

Ф=3400/14000=0,24.

    Длина нижней (подкрановой) части колонны.

Hн=HHb,

Hн=14000 – 4600=9400мм.

    Горизонтальные размеры колонны.

    Расстояние от оси колонны до оси подкрановой балки.

Т.к. здание оснащено краном 16/3,2т приме сплошную ступенчатую колонну.

l1+(hbb0)+75,

где hb=380 мм – высота сечения верхней части колонны; Высота нижней части колонны

      B1=260 мм – выступающая за ось рельса часть кранового моста ();

      b0= 250 мм – привязка оси;

      75мм – минимальный зазор между краном и колонной.

l=260+(380 – 250)+75=465мм,

Конструктивно принимаем 750 мм.

    Условие:

L=Lкр+2×l,

где Lкр=22500мм – пролет моста крана.

L=22500+2×750=24000мм, удовлетворяется.

    Эксцентриситеты.

Е0=0,4*1000=400мм.

Ек=1000-400-250=350мм

2.2. Определение нагрузок действующих на  ферму.

Таблица.1.

Состав покрытия

Nп.п.

Наименование элемента

Нормативный вес, кН/м2

gf

Расчетный вес, кН/м2

Постоянная нагрузка.

1

Защитный слой из гравия, втопленного в битумную мастику.

0,4

1,3

0,39

2

Гидроизоляция – 4-х слойный рубероидный ковер.

0,2

1,3

0,26

3

Цементно-песчаная стяжка .

0,4

1,3

0,52

4

Утеплитель: жесткие минераловатные плиты или пенопласт.

0,06

1,2

0,078

5

Пароизоляция: один слой рубероида.

0,05

1,3

0,065

7

Стальной профилированный настил.

0,16

1,05

0,168

8

Вес прогонов.

0,12

1,05

0,26

9

Собственный вес конструкций ферм и связей

0,16

1,05

0,167

Итого:

1,55

1,889

Временная нагрузка.

1

Снеговая нагрузка.

1,5

1,4

2,1

Итого:

3,05

3,989

    Принимаем кровлю легкого типа – нагрузка g=3,989 кН/м2.

Узловая нагрузка на подстропильную ферму:

Pу=g×B×L

где g=3,989кН/м2 – нагрузка;

       B=12 м –шаг колонн;

       L=3м – расстояние между узлами фермы;   Pу =3,989*12*3= 143,6кН.

3.Расчёт фермы.

3.1.Определение усилий в стержнях фермы.

      Определение усилий в поясах,  раскосах и стоиках фермы производим

приближенно, графически с помощью построения диаграммы Максвелла-Кремоны.

Расчетные усилия в стержнях фермы приведены в таблице 2.

Таблица2

Усилия в элементах фермы

(Значения усилий приведены в kN)

№ эл.

Комбинации

Загружения

Nmin

Nmax

1

Верхний пояс

1

0,0

0,0

0,0

2

-1148,8

-1148,8

-1148,8

3

-1148,8

-1148,8

-1148,8

4

-1531,733

-1531,733

-1531,733

5

-1531,733

-1531,733

-1531,733

6

-1148,8

-1148,8

-1148,8

7

-1148,8

-1148,8

-1148,8

8

0,0

0,0

0,0

Нижний пояс

9

670,133

670,133

670,133

10

1436,0

1436,0

1436,0

11

1436,0

1436,0

1436,0

12

670,133

670,133

670,133

Раскосы

13

-837,667

-837,667

-837,667

14

598,333

598,333

598,333

15

-359,0

-359,0

-359,0

16

119,667

119,667

119,667

17

119,667

119,667

119,667

18

-359,0

-359,0

-359,0

19

598,333

598,333

598,333

20

-837,667

-837,667

-837,667

Стойки

21

-71,8

-71,8

-71,8

22

-143,6

-143,6

-143,6

23

-143,6

-143,6

-143,6

24

-143,6

-143,6

-143,6

25

-71,8

-71,8

-71,8

Примечание: Усилия во второй половине фермы аналогичны усилиям в первой половине и получены зеркальным отображением диаграммы  Максвелла-Кремоны.

Схема стропильной фермы.

    Узловая нагрузка Р=143,6кН.

3.2. Подбор сечений стержней феры.

    Материал поясов и решетки – сталь С245 ГОСТ 27772-88. Для t=2…20мм, Ry=240МПа. Сечения поясов – квадратная труба по ГОСТ 8639-82. Сечения решетки – квадратная труба по ГОСТ 8639-82.

    Верхний пояс: Nmax=1531,73  кН; lef,x=3м; lef,y=6м. Задаемся гибкостью l=60, при этом j=0,805  . Для поясов ферм , коэффициент условия работы gс=1,05 ([4] Таблица 6*).

Атр=N/j×Ry×gc,

Атр=1531,73/1,05∙0,805×240×103×1=0,00755м2.

iтр,x=lef,x/l,

iтр,x=6/60=0,1м;

iтр,y=lef,y/l,

iтр,y=3/60=0,05м.

    По требуемой площади и радиусам инерции принимаем квадратную трубу сваренную из 2х уголков 200*200*12  с характеристиками А=94,2см2, ix=8см, iy=8см.

Похожие материалы

Информация о работе