Расчет и конструирование элементов покрытия производственного здания

Министерство образования и науки Украины

ХНАГХ

Кафедра строительных конструкций

Пояснительная записка

к курсовому проекту

«Расчет и конструирование элементов покрытия производственного здания».

Часть №1

Выполнил                                                                                          Проверил

студент гр. ПГС-32                                                                           Рудаков В.Н.

Клочков А.А.

Харьков 2005

Содержание

1. Задание

2. Сбор нагрузок

3. Расчет усилий в стержнях фермы (от единичных сил)

4. Таблица расчетных усилий в стержнях фермы

5. Подбор сечения стержней фермы

6. Конструирование и расчёт швов и узлов

7. Компоновка поперечной рамы

8. Сбор нагрузок на поперечную раму

9. Определение жесткости элементов

10. Расчетные усилия и комбинации усилий

11. Расчет колонны

12. Расчет траверсы

13. Расчет базы колонны

14. Расчет подкрановой балки

15. Список использованной литературы

1.Задание

Пролет здания – 102 м

Длинна – 30 м

Шаг колонн – 6 м

Грузоподъемность мостовых кранов (группа режима работы кранов) ИК-6К, ТС (80).

Отметка головки рельса – 14.5 м

Высота фермы на опоре – 3.15 м

Уклон поясов – 1.5%

Очертание поясов – параллельное

Система решетки – перекрестная

Тип покрытия – без прогонное

Город строительства – Суммы

Состав кровли

№п/п	Наименование элемента
1	Защитный слой – гравий, втопленный в битумную мастику,
2	4 слоя рубероида на битумной мастике -
3	Выравнивающий слой из цементного раствора
4	Утеплитель -
5	Пароизоляция -
6	Сборные железобетонные плиты 3х6 метра

2. Сбор нагрузок

Сбор нагрузок от покрытия

№ п/п	Состав покрытия	Нормативная нагрузка кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчётная нагрузка кН/м2
1.	Защитный слой – гравий втопленный в битумную мастику t=10 мм, =24 кН/м3	0,24	1,3	0,312
2.	4 слоя рубероида на битумной мастике – 0,20 кН/м2	0,20	1,3	0,26
3.	Выравнивающий слой из цемента t=20 мм, =20 кН/м3	0,4	1,3	0,52
4.	Утеплитель t=90 мм, =4 кН/м3	0,36	1,3	0,468
5.	Пароизоляция – 0,10 кН/м2	0,1	1,3	0,13
6.	Сборная ж/б плита 3х6 м	1,3	1,1	1,43
Итого:		2,6		3,12

Определяем собственную массу фермы.

Город строительства – город Суммы

Который имеет II район мо массе снегов.

Определение нагрузок на узлы фермы

а) постоянная нагрузка

соответственно расчётная масса фермы и кровли, кН/м²;

 - угол наклона верхнего пояса к горизонту;

 - длины панелей, примыкающих к узлу;

 - расстояние между фермами;

б) нагрузка от снега

 - нормативная снеговая нагрузка на 1 м2 площади     горизонтальной проекции покрытия, определяется в соответствии с п.5.1. СНиПа П-6-74. «Нагрузки и воздействия»;

 - то же;

 - то же;

- коэффициент перегрузки для снеговой нагрузки;

5. Подбор сечения стержней фермы

а.  Подбор сечения верхнего пояса

Подбор сечения верхнего пояса фермы производится для панелей 6-21 и 7-21' (т.к. в них наибольшее расчетное усилия ).

Расчетная длинна в плоскости фермы равна одной панели, т.е. .

Расчетная длинна из плоскости фермы равна одной панели, т.е. . Сечение верхнего пояса принимается из широкополочного тавра.

Сталь С245, где ,.

Задаемся гибкостью

Требуемая площадь сечения тавра

требуемые

Выбираем по сортаменту сечение широкополочного тавра Т17,5шт2, для которых     

Для подобранного сечения напряжение

б.  Подбор сечения нижнего пояса

Подбор сечения нижнего пояса фермы производится для панелей 22-1 и 22'-1 (т.к. в них наибольшее расчетное усилия ). Нижний пояс проектируем из широкополочного тавра. Требуемая площадь сечения – нетто тавра определяется по формуле:

Принимаем сталь С245 , где ,

где 2,3 – диаметр отверстия под болт;

    1,28 – толщина полки тавра.

Принимаем сечение из широкополочного тавра Т17,5шт1 (А=47,0 см²).

Для подобранного сечения напряжение

в.  Подбор сечений перекрестной решетки

Примем сталь С245, где

Для раскосов в ферме с перекрестной решеткой коэффициент равняется:

 - для растянутых стержней - .

 - для сжатых стержней - .

Для стержней стальных ферм промышленных сооружений  не должна превышать:

основные сжатые стержни (пояса и опорные раскосы)……120

прочие сжатые стержни………………………………………150

основные растянутые стержни………………………………250

прочие растянутые стержни…………………………………350

сжатые второстепенные стержни (связи)…………………...200

растянутые связи……………………………………………...400

Расчетные длины элементов перекрестной решетки, скрепленной между собой следует принимать:

в плоскости фермы – равным расстоянию от центра узла до точки их пересечения

из плоскости фермы: для сжатых элементов по таблице (смотри ниже); для растянутых элементов – равными полной геометрической длине элемента.

Растянутые стержни не должны быть слишком гибкими, так как они могут изогнуться при транспортировании и монтаже.

Радиусы инерции i сечений элементов из одиночных уголков следует принимать:

 при расчетной длине элемента, равной 0,5l или 0,45l – минимальный (i=i_min);

 в остальных случаях – относительно оси уголка, перпендикулярной или параллельной плоскости фермы (i=i_x или i=i_y в зависимости от направления продольного изгиба).

в.1.  Подбор сечений раскосов 9-8 и 9-11 (панель)

Расчетное усилие в раскосе .

Опорный раскос 9-8 (растянут)

Коэффициент .

Расчетная длина стержня фермы: ;

Принимаем сечение из одиночного равнополочного уголка 80х6, для которого: , .

Напряжение для подобранного сечения:

.

Раскос 9-11 (сжат)

Коэффициент .

Расчетная длина стержня фермы: ;

Задаемся гибкостью .

требуемые .

Принимаем сечение из одиночного равнополочного уголка 140х9, для которого: , ,

Напряжение для подобранного сечения:

.

в.2.  Подбор сечений раскосов 12-11 и 12-14 (панель)

Расчетное усилие в раскосе .

Опорный раскос 12-11 (растянут)

Коэффициент .

Расчетная длина стержня фермы: ;

Принимаем сечение из одиночного равнополочного уголка 70х5, для которого: , .

Напряжение для подобранного сечения:

.

Раскос 12-14 (сжат)

Коэффициент .

Расчетная длина стержня фермы: ;

Задаемся гибкостью .

требуемые .

Принимаем сечение из одиночного равнополочного уголка 125х9, для которого: , ,

Напряжение для подобранного сечения:

.

в.3.  Подбор сечений раскосов 15-14 и 15-17 (панель)

Расчетное усилие в раскосе .

Опорный раскос 15-14 (растянут)

Коэффициент .

Расчетная длина стержня фермы: ;

Принимаем сечение из одиночного равнополочного уголка 50х5, для которого: , .

Напряжение для подобранного сечения:

.

Раскос 15-17 (сжат)

Коэффициент .

Расчетная длина стержня фермы: ;

Задаемся гибкостью .

требуемые .

Принимаем сечение из одиночного равнополочного уголка 125х8, для которого: , ,

Напряжение для подобранного сечения:

.

в.4.  Подбор сечений раскосов 18-17 и 18-20 (панель)

Расчетное усилие в раскосе .

Опорный раскос 18-17 (сжат)

Коэффициент .

Расчетная длина стержня фермы: ;

Задаемся гибкостью .

требуемые .

Принимаем сечение из одиночного равнополочного уголка 100х6,5; для которого: , ,

Напряжение для подобранного сечения:

.

Раскос 18-20 (сжат)

Коэффициент .

Расчетная длина стержня фермы: ;

Задаемся гибкостью .

требуемые .

Принимаем сечение из одиночного равнополочного уголка 110х8; для которого: , ,

Напряжение для подобранного сечения:

.

в.5.  Подбор сечений раскосов 21-20 и 21-23 (панель)

Расчетное усилие в раскосе .

Опорный раскос 21-20 (сжат)

Коэффициент .

Расчетная длина стержня фермы: ;

Задаемся гибкостью .

требуемые .

Принимаем сечение из одиночного равнополочного уголка 100х6,5; для которого: , ,

Напряжение для подобранного сечения:

.

Раскос 21-23 (сжат)

Коэффициент .

Расчетная длина стержня фермы: ;

Задаемся гибкостью .

требуемые .

Принимаем сечение из одиночного равнополочного уголка 110х7; для которого: , ,

Напряжение для подобранного сечения:

.

г.  Подбор сечения стойки 23-23*

Конструктивно принимаем сечение из двух уголков 63х5.

Таблица подбора сечений стержней

фермы	Обозначение элементов	Расчетное усилие, кН	Сечение стержня, мм	Площадь, см2	Длинна стержня, см			Радиус инерции, см			Гибкость					Напряжение, кН/см2
					Геометр.,	Расчетная
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
В.П.	6-21	-902,091	Т17,5шт2	40,5	304,5	304,5	304,5	4,54	5,98	---	67,07	50,92	---	0,770	0,95	23,90
Н.П.	22-1	+939,662	Т17,5шт1	36,9	304,5	304,5	304,5	4,50	5,96	---	67,67	51,09	---	0,765	1,047	21,83
Стойки	23-23*	0,00	63х5	6,13	315	---	---	---	---	---	---	---	---	---	---	0,00
РАСКОСЫ	9-8	+228,897	80х6	9,38	418,3	209,15	418,3	---	---	2,48	---	---	168,7	---	1,047	23,31
	9-11	-286,121	140х9	24,72	424,6	212,3	212,3	---	---	2,79	---	---	76,01	0,717	0,75	21,50
	12-11	+171,673	80х6	9,38	431,7	215,85	431,7	---	---	1,49	---	---	289,7	---	1,047	17,48
	12-14	-228,897	140х9	24,72	438,3	219,15	219,15	---	---	2,79	---	---	78,55	0,693	0,75	17,75
	15-14	+114,449	63х5	6,13	431,7	215,85	431,7	---	---	1,49	---	---	289,7	---	1,047	17,83
	15-17	-171,673	140х9	24,72	438,3	219,15	219,15	---	---	2,79	---	---	78,55	0,693	0,75	13,36
	18-17	-22,179	110х8	17,20	431,7	215,85	431,7	3,39	3,39	---	64	127	---	0,380	0,75	4,52
	18-20	-114,449	110х8	17,20	438,3	219,15	438,3	3,39	3,39	---	65	129	---	0,370	0,75	23,98
	21-20	-63,697	110х8	17,20	431,7	215,85	431,7	3,39	3,39	---	64	127	---	0,380	0,75	12,99
	21-23	-79,404	110х8	17,20	438,3	219,15	438,3	3,39	3,39	---	65	129	---	0,370	0,75	16,64

6. Конструирование и расчёт швов и узлов

Все соединения в узлах выполняются точечной контактной сваркой. Рекомендованный диаметр точки .

Допускаемые напряжения при срезе принимаем для стали С245: