Расчет металлоконструкции

Автор: Пользователь скрыл имя, 29 Ноября 2011 в 15:19, курсовая работа

Описание работы

Расчет здания по исходным данным.

Содержание

1 КОМПОНОВКА ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ ЗДАНИЯ 4
2 СБОР НАГРУЗОК 5
2.1 Нагрузки от собственного веса конструкций здания 5
2.2 Нагрузка от стенового ограждения при навесных панелях 6
2.3 Снеговая нагрузка 8
2.4 Нагрузка от мостовых кранов 8
2.5 Ветровая нагрузка 10
3 РЕЗУЛЬТАТЫ СТАТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА РАМЫ 12
4 РАСЧЕТ ПОДКРАНОВОЙ БАЛКИ 20
4.1 Определение расчетных усилий 21
4.2 Подбор сечения подкрановой балки 23
4.3 Проверка прочности сечения 25
4.4 Соединение поясов со стенкой 27
4.5 Местная устойчивость стенки подкрановой балки 28
4.6 Расчет опорной части подкрановой балки 29
5 РАСЧЕТ СТУПЕНЧАТОЙ КОЛОННЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ 32
5.1 Расчет верхней части колонны 32
5.2 Расчет нижней части колонны 36
5.4 Расчет и конструирование базы колонны 46
5.2 Расчет анкерных болтов 48
5.6 Расчет траверсы 50
5.2 Расчет анкерной плитки 51
6 РАСЧЕТ ФЕРМЫ 52
6.1 Геометрические размеры и расчетная схема фермы. 52
6.2 Подбор сечений фермы 61
6.3 Конструирование узлов 63
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 69

Работа содержит 1 файл

Пояснительная записка.doc

— 1.89 Мб (Скачать)

2.5 Ветровая нагрузка

Величины  ветровой нагрузки определяются по формулам:

                      ,

                      ,

                      ,

                      ,

    где – нормативное значение ветрового давления (равное 0.38 для III ветрового района);

     – аэродинамический коэффициент  активного давления ветра (принимается равным 0.8);

     – аэродинамический коэффициент  отсоса ветра (принимается равным 0.6);

     – коэффициент, учитывающий возрастание скоростного напора ветра по высоте. Принимается по таблице 6 [4] для типа местности A, промежуточные значения определяются методом интерполяции;

    , – заштрихованные площади в эпюрах ветрового давления (рисунок 3) для активного давления и отсоса соответственно, построенных в масштабе, по горизонтали откладываются соответствующие значения ветровой нагрузки в kH/м, по вертикали высота в м. 

         ,

                         , 

         ,

                         , 

         ,

                         , 

         ,

                         , 

      ,

      , 

      ,

      .

3 РЕЗУЛЬТАТЫ СТАТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА РАМЫ

 

     Таблица 3 – Исходные данные для расчета.

Исходные  данные Значение Ед. изм.
Пролет  здания

Длина температурного блока

Шаг колонн

Высота колонны

Привязка колонны  к разбивочной оси

Ширина надкрановой  части колонны

Ширина подкрановой части колонны

Высота надкрановой  части колонны

Постоянная нагрузка:   погонная на ригель

                                        от надкрановой части колонны

                                        от подкрановой части колонны

                                        от веса подкрановых конструкций

Снеговая погонная нагрузка

Вертикальное  давление на раму:          Dmax

Вертикальное  давление на раму:          Dmin

Горизонтальное  давление на колонну: Т

Грузоподемность крана 

Активная сосредоточенная нагрузка от ветра

Активная погонная нагрузка от ветра

Пассивная сосредоточенная  нагрузка от ветра

Пассивная погонная нагрузка от ветра

Отношение жесткостей подкрановой части колонны к  надкрановой части

Отношение жесткостей ригеля и надкрановой части колонны

Эксцентриситет  опирания ригеля

Высота подкрановой  балки

Давление колеса на рельс

Эксцентриситет  опирания стен:       Eнл нижний левый

                                                             Евл верхний левый

                                                             Енп нижний правый

                                                             Евп верхний правый

Нагрузка от веса стен:                       Pнл нижний левый

                                                             Pвл верхний левый

                                                             Pнп нижний правый

                                                             Pвл верхний правый 

Нагрузка от веса остекления:           Pол нижний левый

                                                             Pол верхний левый

Отметка:                                             Верха первого левого остекления

                                                             Низа второго левого остекления

                                                             Верха второго левого остекления

                                                             Верха первого правого остекления

                                                             Низа второго правого остекления

                                                             Верха второго правого остекления

                                                             Низа башмака колонны

Сейсмичность  площадки

Категория грунта по сейсмическим свойствам

Коэффициент К1 (по табл. 3* СНиП II-7-81*)

Коэффициент К   (по табл. 6* СНиП II-7-81*)

Момент инерции  сечения подкрановой части колонны

Нагрузка: от веса части здания, выше нижней отметки  ригеля

                 от веса всех стоек фахверка

                 от веса участков стен в  пределах высоты колонн и связей

                 от веса всех мостов пролета

Вертикальное  давление на раму Dmax от моста одного крана (без тележки)

30,0

102,0

6,0

17,4

0,5

0,7

1,5

5,6

16,95

26,25

105

10

12,6

1391,1

392,472

50,65

300/50

21,207

1,805

15,906

1,353

4

4,5

0,2

1

480

0,855

0,455

0,855

0,455

44,352

77,616

44,352

77,616

7,2

7,2

6,6

12,6

15

6,6

12,6

15

-1

7

1

1

1

0,0145

9463,208

226,8

5666,976

2080

210

м

м

м

м

м

м

м

м

кН/м

кН

кН

кН

кН/м

кН

кН

кН

кН

кН

кН/м

кН

кН/м 
 

м

м

кН

м

м

м

м

кН

кН

кН

кН

кН

кН

м

м

м

м

м

м

м

баллы 
 
 

м4

кН

кН

кН

kH

кH

 

     При расчете также учтено:  число мостовых кранов – 2;

                       сопряжение колонн и ригеля – жесткое;

                       сейсмические нагрузки – действуют;

                       пространственная работа каркаса – учитывается;

                       кровля – жесткая;

                       стены – навесные; 

Таблица 4 – Внутренние усилия в сечениях рамы

п/п

Вид

нагрузки

сечения

Коэффициент

сочетания

Изгибающий

момент  М,

кН*м

Продольная

сила N,

кН

Поперечная

сила Q,

кН

1 2 3 4 5 6 7
1 Постоянная 1-1 1 -664,268 -256,793 -60,0731
2-2 1 -318,038 -367,858 -60,0731
3-3 1 -212,321 -377,858 -60,0731
4-4 1 473,837 -527,211 -60,0731
5-5 1 -664,268 -256,793 60,0731
6-6 1 -318,038 -367,858 60,0731
7-7 1 -212,321 -377,858 60,0731
8-8 1 473,837 -527,211 60,0731
9-9 1 -612,909 -54,9353 259,114
10-10 1 -612,909 -54,9353 -254,471
2 Снеговая 1-1 1 -488,648 -190,89 -44,8307
2-2 1 -237,596 -190,89 -44,8307
3-3 1 -161,24 -190,89 -44,8307
4-4 1 367,762 -190,89 -44,8307
5-5 1 -488,648 -190,89 44,8307
6-6 1 -237,596 -190,89 44,8307
7-7 1 -161,24 -190,89 44,8307
8-8 1 367,762 -190,89 44,8307
9-9 1 -450,47 -44,8307 190,89
10-10 1 -450,47 -44,8307 -190,89
3 Вертикальная от кранов (Dmax на левой стойке) 1-1 1 172,126 14,823 -30,8572
2-2 1 344,927 14,823 -30,8572
3-3 1 -698,398 -1376,28 -30,8572
4-4 1 -334,284 -1376,28 -30,8572
5-5 1 -277,012 -14,823 73,8912
6-6 1 136,779 -14,823 73,8912
7-7 1 -157,575 -407,295 73,8912
8-8 1 714,341 -407,295 73,8912
9-9 1 169,162 -52,3742 -14,823
10-10 1 -274,048 -52,3742 -14,823
4 Вертикальная от кранов (Dmax на правой стойке) 1-1 1 -277,012 -14,823 -73,8912
2-2 1 136,779 -14,823 -73,8912
3-3 1 -157,575 -407,295 -73,8912
4-4 1 714,341 -407,295 -73,8912
5-5 1 172,126 14,823 30,8572
6-6 1 344,927 14,823 30,8572
7-7 1 -698,398 -1376,28 30,8572
8-8 1 -334,284 -1376,28 30,8572
9-9 1 -274,048 -52,3742 14,823
10-10 1 169,162 -52,3742 14,823
 
 
 
           
1 2 3 4 5 6 7
5 Горизонталь-ная от кранов (Т на левой стойке) 1-1 1 -211,142 -12,227 -63,636
2-2 1 94,569 -12,227 -12,986
3-3 1 94,569 -12,227 -12,986
4-4 1 247,803 -12,227 -12,986
5-5 1 159,335 12,227 -29,8958
6-6 1 -8,08178 12,227 -29,8958
7-7 1 -8,08178 12,227 -29,8958
8-8 1 -360,853 12,227 -29,8958
9-9 1 -685,218 -16,8701 12,227
10-10 1 633,411 -16,8701 12,227
6 Горизонталь-ная от кранов (T на правой стойке) 1-1 1 159,335 12,227 29,8958
2-2 1 -8,08178 12,227 29,8958
3-3 1 -8,08178 12,227 29,8958
4-4 1 -360,853 12,227 29,8958
5-5 1 -211,142 -12,227 63,636
6-6 1 94,569 -12,227 12,986
7-7 1 94,569 -12,227 12,986
8-8 1 247,803 -12,227 12,986
9-9 1 633,411 -16,8701 -12,227
10-10 1 -685,218 -16,8701 -12,227
7 Ветровая (ветер слева направо) 1-1 1 132,523 8,88359 16,9609
2-2 1 9,24023 8,88359 27,0689
3-3 1 9,24023 8,88359 27,0689
4-4 1 -435,836 8,88359 48,3679
5-5 1 -136,649 -8,88359 20,1521
6-6 1 -2,58231 -8,88359 27,7289
7-7 1 -2,58231 -8,88359 27,7289
8-8 1 418,815 -8,88359 43,6943
9-9 1 130,747 -4,24614 -8,88359
10-10 1 -134,873 -4,24614 -8,88359
8 Ветровая (ветер справа налево) 1-1 1 -136,649 -8,88359 -20,1521
2-2 1 -2,58231 -8,88359 -27,7289
3-3 1 -2,58231 -8,88359 -27,7289
4-4 1 418,815 -8,88359 -43,6943
5-5 1 132,523 8,88359 -16,9609
6-6 1 9,24023 8,88359 -27,0689
7-7 1 9,24023 8,88359 -27,0689
8-8 1 -435,836 8,88359 -48,3679
9-9 1 -134,873 -4,24614 8,88359
10-10 1 130,747 -4,24614 8,88359
9 Сейсмическая 1-1 1 201,971 13,3315 28,6318
2-2 1 8,56243 13,3315 40,4429
3-3 1 8,56243 13,3315 41,8206
4-4 1 -631,758 13,3315 66,7082
5-5 1 -201,971 -13,3315 28,6318
6-6 1 -8,56243 -13,3315 40,4429
7-7 1 -8,56243 -13,3315 41,8206
8-8 1 631,758 -13,3315 66,7082
9-9 1 199,305 -28,6318 -13,3315
10-10 1 -199,305 -28,6318 -13,3315
 
 
 
 
 
 
 
 
           
1 2 3 4 5 6 7
10 Местная сейсмическая (на левой стойке) 1-1 1 -62,0874 0 -21,9812
2-2 1 53,2933 0 -21,9812
3-3 1 53,2933 0 10,1665
4-4 1 -58,9572 0 10,1665
5-5 1 0 0 0
6-6 1 0 0 0
7-7 1 0 0 0
8-8 1 0 0 0
9-9 1 0 0 0
10-10 1 0 0 0
11 Местная сейсмическая (на правой стойке) 1-1 1 0 0 0
2-2 1 0 0 0
3-3 1 0 0 0
4-4 1 0 0 0
5-5 1 -62,0874 0 21,9812
6-6 1 53,2933 0 21,9812
7-7 1 53,2933 0 -10,1665
8-8 1 -58,9572 0 -10,1665
9-9 1 0 0 0
10-10 1 0 0 0
12 Вертикальная от одного крана (Dmax на левой стойке) 1-1 1 17,8438 1,58538 -6,1666
2-2 1 52,3768 1,58538 -6,1666
3-3 1 -105,123 -208,415 -6,1666
4-4 1 -32,3573 -208,415 -6,1666
5-5 1 -30,1932 -1,58538 6,1666
6-6 1 4,33975 -1,58538 6,1666
7-7 1 4,33975 -1,58538 6,1666
8-8 1 77,1057 -1,58538 6,1666
9-9 1 17,5267 -6,1666 -1,58538
10-10 1 -29,8761 -6,1666 -1,58538
13 Вертикальная от одного крана (Dmax на правой стойке) 1-1 1 -30,1932 -1,58538 -6,1666
2-2 1 4,33975 -1,58538 -6,1666
3-3 1 4,33975 -1,58538 -6,1666
4-4 1 77,1057 -1,58538 -6,1666
5-5 1 17,8438 1,58538 6,1666
6-6 1 52,3768 1,58538 6,1666
7-7 1 -105,123 -208,415 6,1666
8-8 1 -32,3573 -208,415 6,1666
9-9 1 -29,8761 -6,1666 1,58538
10-10 1 17,5267 -6,1666 1,58538
 

     Примечание: положительное значение момента – внутри рамы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 5 – Расчетные сочетания усилий (основное сочетание)

сече-

ния

Cочетания Экстремальное

усилие

Экстремальный

путь

Изгибающий

момент М,

кН*м

Продольная

сила N,

кН

Поперечная

сила Q,

кН

1-1 Основные Mmax 1,7,3,5-  -200,055 -224,452 -15,3074
Mmin 1,2,4,5,8 -485,37 -460,934 -242,332
Nmax 1,7,3,6   -246,682 -224,452 -45,6735
Nmin, M>0 1,7,3,5-  98,373 -163,853 13,6853
Nmin, M<0 1,2,4,5,8 -485,37 -460,934 -242,332
Qmax 1,7,3,5-  -200,055 -224,452 -15,3074
Qmin 1,2,4,5,8 -485,37 -460,934 -242,332
2-2 Основные Mmax 1,3,5     121,457 -365,262 -103,916
Mmin 1,2       -555,635 -558,748 -104,904
Nmax 1,7,3,6   -6,56192 -335,518 -36,5763
Nmin, M>0 1,3,5     121,457 -365,262 -103,916
Nmin, M<0 1,2       -555,635 -558,748 -104,904
Qmax 1,7       -308,798 -358,975 -33,0042
Qmin 1,2,4,6-,8 -403,825 -572 -218,785
3-3 Основные Mmax 1,7       -203,081 -368,975 -33,0042
Mmin 1,2,3,5-,8 -1073,43 -1785,3 -141,461
Nmax 1,7       -203,081 -368,975 -33,0042
Nmin, M>0   0 0 0
Nmin, M<0 1,2       -373,562 -568,748 -104,904
Qmax 1,7       -203,081 -368,975 -33,0042
Qmin 1,2,4,6-,8 -494,306 -935,225 -218,785
4-4 Основные Mmax 1,2,4,6-,8 449,43 -1084,58 -233,154
Mmin 1,7,3,6   -544,039 -1746,86 -17,4072
Nmax 1,7       38,0002 -518,327 -11,7052
Nmin, M>0 1,2,4,6-,8 449,43 -1084,58 -233,154
Nmin, M<0 1,7,3,6   -544,039 -1746,86 -17,4072
Qmax 1,7       38,0002 -518,327 -11,7052
Qmin 1,2,4,6-,8 449,43 -1084,58 -233,154
9-9 Основные Mmax 1,7,3,5-  273,705 -90,7106 226,773
Mmin 1,2,4,5,8 -958,13 -161,424 463,255
Nmax 1         -612,909 -54,9353 259,114
Nmin, M>0 1,7,3,5-  273,705 -90,7106 226,773
Nmin, M<0 1,2,4,5,8 -958,13 -161,424 463,255
Qmax 1,2,4,5,8 -958,13 -161,424 463,255
Qmin 1,7,3,6   227,078 -121,077 226,773
10-10 Основные Mmax 1,8,4,6-  273,705 -90,7106 -222,131
Mmin 1,2,3,6,7 -2003,06 -161,424 -458,613
Nmax 1         -612,909 -54,9353 -254,471
Nmin, M>0 1,8,4,6-  273,705 -90,7106 -222,131
Nmin, M<0 1,2,3,6,7 -2003,06 -161,424 -458,613
Qmax 1,8,4,5   227,078 -121,077 -222,131
Qmin 1,2,3,6,7 -2003,06 -161,424 -458,613
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 6 – Расчетные сочетания усилий (особое сочетание)

сече-

ния

Cочетания Экстремальное

усилие

Экстремальный

путь

Изгибающий

момент  М,

кН*м

Продольная

сила N,

кН

Поперечная

сила Q,

кН

1 2 3 4 5 6 7
1-1 Особые Mmax 1,2,9+,10-,12 -493,835 -285,962 -26,0274
Mmin 1,2,9-,10+,13 -1069,99 -315,796 -127,253
Nmax 1,2,9+,10+,12 -618,01 -285,962 -69,9898
Nmin, M>0   0 0 0
Nmin, M<0 1,2,9-,10+,13 -1069,99 -315,796 -127,253
Qmax 1,2,9+,10-,12 -493,835 -285,962 -26,0274
Qmin 1,2,9-,10+,12 -1021,95 -312,625 -127,253
2-2 Особые Mmax 1,2,9+,10+,12 -258,996 -374,815 -58,1788
Mmin 1,2,9-,10-,13 -430,745 -404,649 -95,102
Nmax 1,2,9+,10+,12 -258,996 -374,815 -58,1788
Nmin, M>0   0 0 0
Nmin, M<0 1,2,9+,10-,13 -413,62 -377,986 -14,2163
Qmax 1,2,9+,10-,12 -365,583 -374,815 -14,2163
Qmin 1,2,9-,10+,12 -276,121 -401,478 -139,064
3-3 Особые Mmax 1,2,9+,10+,13 -184,282 -385,986 -24,6533
Mmin 1,2,9-,10-,12 -417,456 -619,478 -128,628
Nmax 1,2,9+ -241,915 -384,4 -28,6532
Nmin, M>0   0 0 0
Nmin, M<0 1,2,9+,10-,13 -290,868 -385,986 -44,9863
Qmax 1,2,9+,10+,12 -293,745 -592,815 -24,6533
Qmin 1,2,9-,10-,12 -417,456 -619,478 -128,628
4-4 Особые Mmax 1,2,9-,10-,13 1330,77 -532,13 -153,515
Mmin 1,2,9+,10+,12 -160,122 -712,297 0,234274
Nmax 1,2,9+ -68,8071 -503,882 -3,76561
Nmin, M>0 1,2,9-,10-,13 1330,77 -532,13 -153,515
Nmin, M<0 1,2,9+ -68,8071 -503,882 -3,76561
Qmax 1,2,9+,10+,12 -160,122 -712,297 0,234274
Qmin 1,2,9-,10-,12 1221,31 -738,959 -153,515
9-9 Особые Mmax 1,2,9+,10+,12 -498,73 -101,162 287,819
Mmin 1,2,9-,10+,13 -944,744 -43,8984 317,653
Nmax 1,2,9- -914,868 -37,7318 316,067
Nmin, M>0   0 0 0
Nmin, M<0 1,2,9-,10+,13 -944,744 -43,8984 317,653
Qmax 1,2,9-,10+,13 -944,744 -43,8984 317,653
Qmin 1,2,9+,10+,12 -498,73 -101,162 287,819
10-10 Особые Mmax 1,2,9-,10+,13 -498,73 -43,8984 -284,105
Mmin 1,2,9+,10+,12 -944,744 -101,162 -313,939
Nmax 1,2,9- -516,257 -37,7318 -285,691
Nmin, M>0   0 0 0
Nmin, M<0 1,2,9+,10+,12 -944,744 -101,162 -313,939
Qmax 1,2,9-,10+,13 -498,73 -43,8984 -284,105
Qmin 1,2,9+,10+,12 -944,744 -101,162 -313,939

       
 

     

       
 
 
 
 

4 РАСЧЕТ ПОДКРАНОВОЙ БАЛКИ

Исходные  данные:

     Требуется рассчитать подкрановую балку крайнего ряда пролетом 6 метров под два крана грузоподъемностью , режим работы кранов – 7К. Пролет цеха 30 метров. Материал балки сталь С255 .

Нагрузки  на подкрановую балку:

     Для кранов грузоподъемностью  тяжелого режима работы наибольшее вертикальное усилие на колесе , вес тележки , тип кранового рельса – КР120. Схема крановой нагрузки приведена на рисунке 8.

     Для кранов тяжелого режима работы поперечное горизонтальное усилие на колесе при расчете подкрановой балки равно:

.

     Расчетные значения усилий на колесе крана определяем с учетом коэффициента надежности по назначению по формулам:

     

     где – коэффициент надежности по нагрузке принимаемый равным – 1.1;

       – коэффициент сочетаний,  принимаемый равным для кранов 7К – 0.95;

       – коэффициент динамичности принимаемый равным – 1.1. 
 
 
 

4.1 Определение расчетных усилий

     Устанавливаем кран в самое невыгодное положение. Определим положение равнодействующей силы и установим краны в самое невыгодное положение по правилу Винклера (рисунок 9)

       
 
 

     

       

В качестве расчетного момента примем максимальный момент определенный на рисунке 9, а в качестве расчетной поперечной силы примем максимальную поперечную силу определенную на рисунке 10.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.2 Подбор сечения  подкрановой балки

     Подкрановая балка относится к I группе конструкций. Климатический район – II4. Принимаем сталь С255 с расчетным сопротивлением по [2, таблицы 50*,51*], модуль упругости по [2, таблица 63], .

Информация о работе Расчет металлоконструкции