Металлические конструкции

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Мая 2013 в 18:23, дипломная работа

Описание работы

отметке уровня пола, принимая её нулевой. Размеры по горизонтали привязывают к продольным осям здания. Все размеры принимают в соответствии с основными положениями по унификации и другим нормативным документам.
Вертикальные габаритные размеры здания зависят от технологических условий производства и определяются расстоянием от уровня пола до головки подкранового рельса (Н1 = 12500 мм), и расстоянием от головки кранового рельса до низа несущих конструкций Н2.

Содержание работы

1. Компоновка конструктивной схемы каркаса здания …………………………..………….3
1.1. Размещение колон в плане………………………………………….………….……..3
1.2. Компоновка поперечной рамы……………………...……………….….…….……....3
1.3. Выбор системы связей……………...…………………………………….…….……...5
1.4. Разработка схемы фахверков………….………………………………………..……..6
2. Статический расчет поперечной рамы…………………………………………….….…….7
2.1. Расчетная схема рамы………………………………………………………….…..…..7
2.2. Нагрузки на поперечную раму…………………………………………….…….….…7
2.3. Статический расчет поперечной рамы……………………………………..………..12
3. Расчет стропильной фермы. …………………………………………….……………….…24
3.1. Сбор нагрузок и определение усилий в ферме…………………………………….…24
3.2. Определение усилий в стержнях фермы ………………………………………....…..27
3.3 Подбор и проверка сечений стержней фермы…………………………………….…..29
3.4. Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек к фасонкам ……..…….……33
4. Расчет ступенчатой колонны производственного здания…………………….…….… ....34
4.1. Определение расчетных длин колонны………………………………………….……34
4.2. Подбор сечения верхней части колонны…………………………………………..…..34
4.3. Подбор сечения нижней части колонны…………………………….…………….….36
4.4. Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны....42
4.5. Расчет и конструирование базы колонны………………………………………….....43
5. Расчет и конструирование подкрановой балки……………………………………………46
5.1. Нагрузки на подкрановую балку………………………………………………………46
5.2. Определение расчётных усилий…………………………………………………….....46
5.3. Подбор сечения балки………………………………………………………………….47
Список используемой литературы…………………………………………………………51

Файлы: 1 файл

мои мет констр.doc

— 2.61 Мб (Скачать файл)

 

Сечение подбираем по формулам центрального сжатия или растяжения.

Стержень В-2. Nmax = -727,7 кН.

Расчетные длины стержня lefх=300см, lefy=300см. Материал – сталь марки С245,

Ry = 240МПа. Коэффициент условия работы γc = 0,95.

Принимаем сечение из двух парных равнополочных уголков. Задаемся гибкостью в пределах, рекомендуемых для поясов : λ = 80 и, следовательно, φ = 0,611.

Требуемая площадь сечения уголков:

;

Из сортамента находим не равнополочный уголок  160х10мм с А = 31,4 . 2=62,8 см2.

Фасонки принимаем толщиной t = 12 мм в зависимости от усилий в опорном раскосе.

Тогда радиусы инерции сечения  равны:

,   
,

По табл. 19 /1/

,

Где

 

 

И по наибольшей гибкости находим φ = 0,734.

Тогда

 

Аналогично выполняем расчет других элементов фермы. Результаты заносим  в таблицу 3.2.

 

Таблица 3.1         Расчетные усилия в стержнях фермы, кН.

Элемент фермы

Обозна-чение стержня

Усилия

 от постоян-ной нагрузки

  Усилия от снеговой нагрузки 

Усилия от опорных моментов

Усилия от распора рамы

Расчетные усилия, кН

Ψ = 1

Ψ = 0.9

    S   от М1=1

     S2      от М2=1

S1M1      

   M1 =- 678,9кНм     (-437,4)*

S2M2         

 M2 =- 421,9кНм   

(-180,4)*     

№№ нагру-зок

растя-жение

№№ нагру-зок

сжатие

1

3

4

5

Верхний пояс

B1-1

0

0

0

-0,328

0

222,68

0

-

3

222,7

-

-

B2-3

-432,2

-295,5

-265,9

-0,265

-0,065

179,91

27,42

-

-

-

1;2а

-727,7

B3-4

-432,2

-295,5

-265,95

-0,265

-0,065

179,91

27,42

-

-

-

1;2а

-727,7

B4-6

-675,65

-437,9

-394,1

-0,2

-0,13

135,78

54,85

-

-

-

1;2а

-1113,6

B5-7

-675,65

-437,96

-394,16

-0,2

-0,13

135,78

54,85

-

-

-

1;2а

-1113,61

Нижний пояс

H2

220

156,08

140,47

0,295

0,033

-138,03

-5,953

-49,76

1;2а

376,08

1;3;4;5

-4,77

H5

592,52

387,14

348,43

0,23

0,1

-100,60

-18,04

-50,86

1;2а

979,66

-

-

H8

675,65

437,96

394,16

0,165

0,165

-72,17

-29,77

-51,96

1;2а

1113,61

-

-

Раскосы

P1-2

-350,2

-248,4

-223,56

0,044

-0,044

-29,87

18,56

-

-

-

1;2а

-598,6

P2-3

306,1

201,19

181,07

-0,047

0,047

31,91

-19,83

-

1;2а

507,29

-

-

P4-5

-232,3

-132,16

-118,94

0,047

-0,047

-31,91

19,83

-

-

-

1;2а

-364,46

P5-6

120

73,3

65,97

-0,047

0,047

31,91

-19,83

-

1;2а

193,3

-

-

P7-8

0

0

0

0,047

-0,047

-31,91

19,83

-

-

-

1;3;4

-12,08

Стойки

C3-4

-52,9

-100,7

-90,63

0

0

-

-

-

-

-

1;2а

-153,6

C6-7

-84,78

-51,84

-46,65

0

0

-

-

-

-

-

1;2а

-136,62


Таблица 3.2                           Таблица проверки сечений стержней фермы

Элемент

№ стержня

Расчетное усилие, кН

Сечение

Площадь,  А,см2

 

 

[λ]

 

Проверка сечений

растя-жение

сжатие

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Верхний пояс

B – 1

222,7

-

-

-

250

-

-

-

-

-

0,95

-

-

250

B – 2

В -- 4

-

727,7

160х10

62,8

300

4,96

60,5

2,06

 

0,734

0,95

-

15,8<24

300

6,98

42,9

B – 6

B – 7

-

1113,6

180х12

84,4

300

5,59

53,7

1,82

136,9

0,805

0,95

-

16,4<24

600

7,83

76,6

Нижний пояс

Н – 2

376,08

4,77

125х9

44

550

3,86

142,5

4,84

150

0,305

0,95

8,25<24

0,36<24

550

5,55

99

Н – 5

Н – 8

979,66

1113,6

-

-

160х10

62,8

600

4,96

121

-

250

-

0,95

17,7<24

-

1800

6,98

256

Раскосы

1 – 2

-

598,6

125х9

44

197

3,86

51,04

1,74

120

0,788

0,95

-

17,26<24

394

5,55

70,99

2 – 3

507,29

-

100х8

31

342

3,07

111,4

-

300

-

0,95

16,34<24

-

428

4,54

94,3

4 – 5

-

364,46

125х9

44

342

3,86

88,6

3,01

148,4

0,42

0,80

-

19,7<20,2

428

5,55

77,1

5 – 6

193,3

-

50х5

9,76

342

153

223,8

-

300

-

0,95

19,8<24

-

428

253

169,2


 

 

Продолжение таблицы   3.2

 

7 – 8

-

12,08

50х5

9,76

342

153

223,8

6,6

185,8

0,18

0,8

-

7,7<20,2

428

253

169,2

Стойки

3 – 4

-

153,6

80х6

18,76

244

2,47

98,8

3,36

158,7

0,499

0,80

-

16,4<20,2

305

3,72

81,9

6 – 7

 

136,82

80х6

18,76

244

2,47

98,8

3,36

164,5

0,499

0,8

 

14,6<20,2

305

3,72

81,9


 

 

 

.

 

    1. Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек к фасонкам.

Определяем длину углового шва  отдельно по обушку и перу считая что  Несущая способность швов определяется прочностью по границе сплавления.

        

 По  металлу шва .

Коэффициенты  и определяем  по табл.34 /1/.Расчётное сопротивление  по табл.56 /1/ равно 21,5 кН/см2 .

 Для сварки узлов фермы применяем полуавтоматическую сварку проволокой Св-08Г2С

d = 1,4…2мм; kf max = 8мм; ; ; ;

Требуемая длина шва:

 

Таблица 3.3       Таблица расчета швов.

№ стержня

Сечение

N, кН

Шов по обушку

Шов по перу

Nоб, кН

kf, см

lw, см

Nп, кН

kf, см

lw, см

1 – 2

125х9

598,6

419,0

0,8

16

179,58

0,6

10

2 – 3

100х8

507,29

355,1

0,8

14

152,19

0,6

8

3 – 4

80х6

153,6

107,5

0,6

6

46,08

0,4

5

4 – 5

125х9

364,46

255,1

0,8

10

109,34

0,6

6

5 – 6

50х5

193,3

135,3

0,6

7

57,99

0,4

5

6 – 7

80х6

136,82

95,8

0,6

6

41,05

0,4

5

7 – 8

50х5

12,08

8,5

0,6

5

3,62

0,4

5


 

 

  1. Расчет ступенчатой колонны производственного здания.

 

     Для верхней части колонны в сечении 1 -1: N =- 616,8 кH; M =- 771,9 кHм; Q =- 36,6

в сечении 2-2 при том же сочетании  нагрузок (1,2,4,5,8) М =-281,4 кНм;

Для нижней части колонны N1 =- 1575,5 кН; M1 =- 491,1 кНм (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь); N2 =- 1800,3 kH; M2 =998,3 кНм (изгибающий момент догружает наружную ветвь); Qmax =-47,5 kH.

Соотношение жесткостей верхней и  нижней частей колонн материал колонны – сталь марки С235, бетон фундамента марки С12/15. Коэффициент надёжности по назначению .

 

4.1.Определение расчетных длин колонны.

     Так как: значения определим по таблице 14.1 [3]

В однопролетной раме с жестким  сопряжением ригеля с колонной  верхний конец колонны закреплен  только от поворота;

Таким образом для нижней части  колонны:

для верхней:

Расчетные длины из плоскости рамы для нижней и верхней частей равны  соответственно:

 

 

 

4.2.Подбор сечения верхней части колонны.

 

Сечение верхней части колонны  принимаем в виде сварного двутавра высотой  . Находим требуемую площадь сечения, предварительно определив приближённые значения характеристик:

 

 

Для симметричного двутавра:

 

Для стали С235 толщиной до 20 мм Ry=23 кН/см²;

 

 

Значение коэффициента для двутавра колеблется в пределах от 1,2 до 1,7. Примем в первом приближении . Тогда . По прил.9 /3/ при :

Компоновка сечения.

 Высота стенки

(принимаем предварительно  ).

При из условия местной устойчивости предельная гибкость стенки определяется

Требуемая толщина стенки

Поскольку сечение с такой толстой  стенкой неэкономично, принимаем:

 и включаем в расчетную  площадь сечения колонны только устойчивую часть стенки, т.е. два участка шириной h1,примыкающие к полкам:

 

Требуемая площадь полки:

 

Принимаем

Устойчивость полки обеспечена, так как ; из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента ширина полки:

 

 

Геометрические характеристики сечения.

 

 

Гибкость стержня   

   

                                        

                                

 

Предельная условная гибкость стенки

                        

                         

                         

Проверка  устойчивости в плоскости  действия момента:

 

Значение коэффициента h принимаем по табл. 7 [3] :

при                    

                 

при                   

                  

   

                

 

Проверим устойчивость верхней части колонны из плоскости  действия момента:

Двутавровому сечению соответствует  тип кривой устойчивости «в», при

; по приложению 8 /3/

Для определения mx найдем максимальный момент в средней трети расчетной длины стержня при сочетании нагрузок 1,2,4,5,8;   Мх = 672,9 кН·м.

По модулю:

 

 

 

При 5< mx 10 коэффициент

Значения a и b определяются по прил.12 [3]

 

   

  

В запас несущей способности  включаем редуцированную площадь 

    (см. рис. 4.1)

 

 

Рис. 4.1. Сечения верхней части  колонны.

 

 

4.3.Подбор сечения нижней части колонны.

 

Сечение нижней части колонны –  сквозное, состоящее из 2-х ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения hН = 1000мм. Подкрановую ветвь колонны принимаем из широкополочного двутавра, наружную – составного сварного сечения из 3-х листов.

Определим ориентировочное положение центра тяжести.

 Принимаем  Zo = 5см;     h0 = h – Z0  = 100см – 5см = 95см.

                                      

Определяем усилия в ветвях.

В подкрановой ветви:

 

в наружной ветви:

Определяем требуемую площадь  ветвей и компонуем сечение.

Для подкрановой ветви задаемся 

 

По сортаменту (прил. 16/3/) принимаем двутавр широкополочный 45Б1 со следующими характеристиками сечения:  

Информация о работе Металлические конструкции