Конструирование стропильной фермы и ступенчатой колонны

Компоновка конструктивной схемы каркаса. Поперечная и продольная система. Расчетная схема рамы: снеговая и ветровая нагрузка. Определение расчетных внутренних усилий. Расчет узлов и конструирование стропильной фермы. Стыка верхней части колонны с нижней.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 13.05.2014
Размер файла 1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные

Пролет цеха 24 м.

Грузоподъемность крана 50/12,5 т.

Отметка верха кранового рельса 19,8 м.

Шаг колонн 6 м.

Несущая конструкция кровли Железобетонные плиты.

Длина здания 126 м.

Место строительства I р.

1. Компоновка конструктивной схемы каркаса

1.1 Поперечная система каркаса

Рис. 1.1

Определим вертикальные размеры рамы и её элементов, привязывая размеры к уровню чистого пола. Высота h1=1980см - отметка верха кранового рельса; высота h2 - определяется габаритами мостового крана и равна:

,

где hc=315см (для пролёта 24 м и грузоподъёмности крана 50/12,5 т);

а=20см (возможный прогиб конструкции).

Высота h2 должна быть кратна 200 мм (с округлением в большую сторону), поэтому окончательно принимаем h2=360см.

Полезная высота цеха равна:

H=h1+h2=1980+360=2340см.

Высота верхней части колонн равна:

hu=hb+hr+h2=60+12+360=432см,

где hb=(1/101/8)B;

hr=12см (для рельса КР70 при пролёте 24 м).

Высота нижней части колонны:

hd=H - hu+(500800 мм)=2340 - 432+60=1968см.

Общая высота колонны равна:

h=hu+hd=432+1968=2400см.

Привязка наружной грани колонны к разбивочной оси - b0=250мм=25см.

Ширина верхней части колонны из условия обеспечения необходимой изгибной жёсткости должна быть bu1/12hu=1/12*432=36см 50см.

Расстояние от оси колонны до оси подкрановой балки равно:

,

где В1=30см - часть кранового моста, выступающая за ось рельса; 6075 мм - зазор между колонной и краном.

Размер должен быть кратным 25см и принимаем =100см.

Ширина нижней части колонны:

bd=+b0=100+25=125см.

Причём величина bd должна быть bdh/20=2400/20=120см.

каркас рама колонна нагрузка

1.2 Продольная система каркаса

Рис. 1.2 - Схема вертикальных связей по колоннам

Рис. 1.3 - Схемы связей по покрытию: а) связи по верхним поясам; б) связи по нижним поясам; в) вертикальные связи по фермам

2. Статический расчет рамы

2.1 Расчетная схема рамы

За геометрические оси ступенчатых колонн в расчётной схеме рамы принимают линии, проходящие через центры тяжести сечений верхней и нижней частей колонны. Решётчатый ригель заменяется эквивалентным сплошным, ось которого совмещается с осью нижнего пояса ригеля (рис. 3.1). Рама является статически неопределимой системой, для расчета которой, как известно, необходимо знать хотя бы соотношения жёсткостей стержней, её составляющих. Соотношения жесткостей:

; ;

;

Рис. 2.1 - Расчетная схема рамы

2.2 Нагрузки на раму.

При расчете рамы устанавливаем расчетные постоянные нагрузки от массы ограждающих и несущих конструкций, расчетные временные технологические и атмосферные нагрузки в соответствии с [2].

2.2.1 Расчетные постоянные нагрузки.

Нагрузка от массы всех ограждающих и несущих конструкций покрытия принимается равномерно распределенной по длине ригеля. Величину этих нагрузок определим в табличной форме. В таблице 1 приведен перечень конструктивных элементов, вес которых составляет эту нагрузку.

Таблица 1

Наименование нагрузки

Нормативная нагрузка

,

Коэффициент надежности по нагрузке,

Расчетная нагрузка

,

1

2

3

4

Гравийная защита

400

1,3

520

Гидроизоляционный ковер из 3х слоев рубероида и одного

слоя пергамента

160

1,3

208

сфальтовая стяжка

360

1,3

468

Расчетная постоянная погонная нагрузка на ригель рамы:

2.2.2 Расчетная снеговая нагрузка

При расчете рамы нагрузка от веса снега принимается равномерно распределенной по длине ригеля. Нормативное значение снеговой нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия определяют по формуле:

где: нормативное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое по [2] в зависимости от района строительства;

Расчетная погонная снеговая нагрузка на ригель рамы:

где коэффициент надежности по нагрузке для снеговой нагрузки ;.

2.2.3 Нагрузка от мостовых кранов

Вертикальное давление подкрановых конструкций на рассматриваемую раму определяют от двух сближенных кранов при их невыгодном для колонны положении (рис. 3.2). Считается, что грузовые тележки с грузом на обоих кранах максимально приближены к одной стороне рамы.

Рис. 2.2 - Положение кранов и линия влияния опорной реакции средней колонны (рамы)

Наибольшее расчетное вертикальное давление на колонну рамы, ближайшую к грузовым тележкам, определяется по формуле:

вес подкрановых конструкций, определяемый по ранее установленным размерам поперечного сечения

Наименьшее расчетное вертикальное давление на противоположную колонну рамы

вертикальная нормативная сила минимального давления крана на рельс:

2.2.4 Ветровая нагрузка

Расчетные значения статической составляющей ветровой погонной нагрузки с наветренной и подветренной сторон на колонны рамы (см. рис. 3.3) определяют по формулам:

(1)

где: коэффициент надежности по нагрузке для ветровой нагрузки ; нормативное значение ветрового давления ; коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте; и аэродинамические коэффициенты для наветренной и подветренной сторон соответственно.

Рис. 2.3 - Схема действия ветровой нагрузки

Распределенные нагрузки, определяемые по формуле (1), имеют ломаное очертание (см. рис. 3.3), что затрудняет статический расчёт. Для его упрощения, допускается расчет рамы выполнять на действие эквивалентных, равномерно распределенных по длине колонны, нагрузок и , величины которых определяются следующим образом: вычисляется изгибающий момент в заделке отдельно стоящей защемленной стойки высотой со свободным верхним концом, загруженной фактической ветровой нагрузкой с наветренной стороны; устанавливается значение с наветренной стороны из условия равенства моментов в заделке от фактической и эквивалентной равномерно распределённой нагрузок по формуле:

,

Определим значение эквивалентной нагрузки с подветренной стороны:

Ветровая нагрузка, действующая на участке (см. рис. 3.3) от низа ригеля до наиболее высокой точки цеха, заменяется сосредоточенными силами, приложенными в уровне низа ригеля

2.3 Определение расчетных внутренних усилий

В современной инженерной практике статический расчет рамы выполняется с использованием ЭЦВМ [8], [9] отдельно на каждый вид загружения. Результаты статического расчета рамы оформляются в виде сводной таблицы внутренних усилий (см. таблицу 2), найденных в характерных сечениях одной колонны (обычно левой) (см. рис. 3.1). В этой же таблице, во второй ее части, производится определение расчетных внутренних усилий в этих сечениях колонны. Расчетными внутренними усилиями считаются такие, которые, возникая при некоторой комбинации загружений, приводят к самому необходимо мощному сечению колонны (или анкерных болтов) при его компоновке. Соответственно, комбинация (сочетание) загружений, приводящая к возникновению расчётных внутренних усилий в рассматриваемом сечении, является расчетной для него.

Обычно рассматриваются два типа основных сочетаний загружений:

- основное сочетание, в котором учитываются загружена всеми постоянными нагрузками и одно, наиболее неблагоприятное, кратковременное загружение, внутренние усилия от которою принимаются с коэффициентом сочетания ;

- основное сочетание, в котором учитываются загружение всеми постоянными нагрузками и не менее двух наиболее неблагоприятных, кратковременных загружений, внутренние усилия от последних принимаются с коэффициентом сочетания .

Для выявления расчетного сочетания загружений в рассматриваемом сечении, следует вначале скомпоновать ограниченный круг вариантов сочетаний, куда непременно попадёт расчетное.

Эти несколько вариантов компонуются следующим образом:

1) Отбирается наиболее неблагоприятное кратковременное загружение (загружения) по одному из нижеперечисленных критериев:

* наибольший возможный положительный момент и соответствующие ему значения и ;

* наибольший, по абсолютной величине возможный отрицательный момент и соответствующие ему значенияи ;

* наибольшая возможная сжимающая сила и соответствующие ей значения и

* наибольшая возможная сжимающая сила соответствующие ей значения и

2). Затем внутренние усилия, вызываемые отобранным кратковременным загружением (загружениями), складываются с соответствующими внутренними усилиями, вызываемыми загружением всеми постоянными нагрузками.

При выборе кратковременных загружений, входящих в искомую комбинацию, следует учитывать следующее:

1) комбинация загружений должна быть реальной (ветер не может действовать одновременно и справа, и слева; не может действовать одновременно и на правую, и на левую стойки и т.д.);

2) вертикальное крановое давление и поперечное торможение считается одним кратковременным загружением;

3) поперечное торможение не может действовать отдельно от вертикального кранового давления и, напротив, вертикальное крановое давление может действовать отдельно от поперечного торможения.

Наиболее неблагоприятное сочетание загружений для расчёта участков колонны выявляется сравнением внутренних усилий, вызываемых тем или иным сочетанием.

Для расчета анкерных болтов, работающих на растяжение, расчетным сочетанием будет такое, при котором возникающий момент в опорном сечении будет иметь возможно большее по абсолютной величине значение, а нормальная сила - наименьшее.

Учитывая возможную изменчивость нагрузок от собственного веса в меньшую сторону от нормативных, при расчете анкерных болтов все постоянные нагрузки должны приниматься с коэффициентом надежности по нагрузке .

3. Расчет и конструирование стропильной фермы

Ферма представляется в виде свободно опертой шарнирно-стержневой системы, отвечающей выбранной конструктивной схеме фермы.

3.1 Расчетная схема фермы

На ригель в общем случае действуют: собственный вес покрытий ; снег ; реактивные моменты левый и правый , возникающие вследствие защемления фермы в колоннах.

Равномерно распределенная по длине ригеля вертикальная нагрузка заменяется системой сосредоточенных сил, приложенных к узлам верхнего пояса фермы

Рис. 3.1 - Схема фермы

Сосредоточенные расчетные вертикальные нагрузки в верхние узлы фермы от загружения ригеля рамы собственным весом покрытия и от загружения снегом составят:

,

где размер панели верхнего пояса фермы

Моменты, возникающие от защемления фермы в колоннах, учитываются как нагрузки, приложенные на опорах свободно опертой фермы в виде пары горизонтальных сил

3.2 Определение расчетных усилий в стержнях

Определение усилий в стержнях фермы произведен с использованием прикладных программ на ЭЦВМ. Результаты статического расчета, а затем и определение расчетных усилий оформляем в табличной форме (см. таблицу 3).

3.3 Подбор сечений стержней стропильной фермы

Верхние и нижние пояса назначаем из тавровых профилей, а остальные элементы решетки из 2-х парных уголков.

для сжатых стержней; для растянутых стержней;

Подбор сечений оформляем в табличной форме (см. таблицу 4).

3.4 Расчет узлов и конструирование стропильной фермы

Для обеспечения совместной работы двух уголков, из которых состоит сечение стержневого элемента, между ними помещают соединительные прокладки, устанавливаемые в соответствии с требованиями п. 5.7 [1]. Расстояние в свету между этими прокладками для сжатых элементов - , но не менее двух в пределах его длины; для растянутых элементов - , радиус инерции уголка относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок.

Стержни 19,25 - сжаты, , но т.к. его длина 315см, устанавливаем 2 прокладки через 105см.

Стержни 27,36 - растянуты, , но т.к. их длина 435см, устанавливаем прокладку через 140см.

Стержни 26 и 37 - сжаты, , но т.к. их длина 435см, устанавливаем 2 прокладки через 140см.

Стержни 20-24 - сжаты, , но т.к. их длина 315см, устанавливаем 2 прокладки через 105см.

Расчет длин сварных швов узлов стропильной фермы.

Длины сварных швов определяем для каждого элемента отдельно. При этом учитываем, что , , , , . Все эти параметры приняты по требованиям СНиП «Стальные конструкции».

Расчет ведем по формулам:

- по металлу шва:

; ;

- по металлу границы сплавления:

; ;

При это учитываем:

,

Стержни 19, 25: , ,

, ,

.

Принимаем ,

Стержни 20, 21, 22, 23 и 24: , ,

Принимаем ,

Стержень 26: , ,

Принимаем ,

Аналогично рассчитывается стержень 37.

Стержень 27: , ,

Принимаем ,

Аналогично рассчитывается стержень 36.

Стержень 28: , ,

Принимаем ,

Аналогично рассчитывается стержень 35.

Стержни 31: , ,

Принимаем ,

Аналогично рассчитывается стержень 32.

Укрупнительный узел верхнего пояса.

В укрупнительном узле горизонтальные накладки «1» (см. рис. 12) примем толщиной , . При этом площадь поперечного сечения накладки должна быть не менее площади сечения перекрываемой горизонтальной полки тавра:

, , .

Накладки «2» (см. рис. 16) примем толщиной, равной толщине листовых фасонок:

Высота этих накладок определяется из условия:

, где максимальное усилие в поясах.

;

Здесь площадь сечения каждой из вертикальных накладок должна быть не менее площади сечения стенки тавра:

, ,

Требуемая длина сварных швов, прикрепляющих горизонтальную накладку к поясу, есть большее из значений:

- по металлу шва:

- по металлу границы сплавления:

Усилие, приходящееся на вертикальную накладку:

Рис. 3.2 - Укрупнительный узел верхнего пояса

Требуемая длина сварных швов, прикрепляющих вертикальную накладку к поясу, есть большее из значений:

- по металлу шва:

- по металлу границы сплавления:

Опорный узел нижнего пояса.

Накладки «1» ,

, , .

Накладки «2»

Усилие, приходящееся на горизонтальную накладку:

Требуемая длина сварных швов, прикрепляющих горизонтальную накладку к поясу, есть большее из значений:

- по металлу шва:

- по металлу границы сплавления:

,

Усилие, приходящееся на вертикальную накладку:

Требуемая длина сварных швов, прикрепляющих вертикальную накладку к поясу, есть большее из значений:

- по металлу шва:

- по металлу границы сплавления:

Теперь можно конструировать узел.

Рис. 3.3 - Опорный узел нижнего пояса

Окончательные размеры опорного узла нижнего пояса установим после проверки несущей способности двух сварных швов, прикрепляющих опорные ребра к листовой фасонке () и трех сварных швов, прикрепляющих опорные ребра к колонне ()

Вначале скомпонуем опорный узел исходя из требуемых длин сварных швов, прикрепляющих опорный раскос и нижний пояс к листовой фасонке, и нахлеста листовой фасонки на опорные ребра на 100мм. Таким образом

Произведем проверку несущей способности швов по формулам:

- по металлу шва:

- по металлу границы сплавления:

Здесь: ; ;

; ;

- сила обжатия нижнего пояса фермы колоннами.

Произведем проверку несущей способности швов по формулам:

- по металлу шва:

- по металлу границы сплавления:

Здесь: ; ;

; ;

4. Расчет и конструирование ступенчатой колонны

4.1 Определение расчетных длин участков ступенчатой колонны

Для одноступенчатых колонн одноэтажных промышленных зданий, жестко закрепленных в фундаментах при помощи анкерных болтов, значения коэффициентов приведения расчетной длины в плоскости рамы определяются раздельно: для нижнего и верхнего участков колонны. Коэффициент следует принимать в зависимости от отношения погонных изгибных жесткостей участков:

и величины отношения критических сил потери устойчивости по участкам

;

При верхнем конце колонны, закрепленном от поворота и возможности его свободного смещения вдоль рамы, коэффициент определяется по табл. 68 [1]

Коэффициент расчетной длины для верхнего участка колонны следует определять по формуле:

;

Из плоскости рамы участки ступенчатой колонны считаем закрепленными шарнирно, и поэтому коэффициенты приведения расчетной длины и принимаются равными единице.

Расчетные длины участков колонны в плоскости рамы определяются по формулам:

4.2 Расчет и конструирование надкрановой части колонны

Предварительный подбор сечения верхней части колонны произведем по приближенной формуле Ясинского:

,

эксцентриситет действия продольной силы. расчетный изгибающий момент расчетное продольное усилие

высота сечения колонны,

Компонуем верхнюю часть колонны из трех листов, которые соответствуют ГОСТ 82-70*

;

Сначала определяются размеры стенки колонны:

Принимаем:

;

Рис. 4.1 - Сечение верхней части колонны

; ?

Геометрические характеристики принятого поперечного сечения:

; ;

Определяем гибкости и условные гибкости стержня верхней части колонны в плоскости и из плоскости рамы:

;

;

Для проверки устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента предварительно находят приведенный относительный эксцентриситет:

коэффициент влияния формы сечения, определяется по табл. 73 [1], зависит от , условной гибкости

относительный эксцентриситет,

В зависимости от и по табл. 74 [1] определим коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии . Проверка обеспечения устойчивости колонны в плоскости рамы выполним по формуле:

Устойчивость обеспечена.

Устойчивость верхней части колонны из плоскости рамы проверим по формуле:

, где определяется по табл. 72 [1]

Устойчивость обеспечена.

Проверим местную устойчивость полок колонны:

тогда должно выполняться условие

?

Условие выполняется, следовательно местная устойчивость полок колонны обеспечена.

Проверим местную устойчивость стенки колонны:

при и

условие соблюдается, проверка местной устойчивости стенки не требуется.

Т.к. , то проверку прочности принятого сечения верхней части колонны выполнять не требуется.

Катет угловых сварных швов, прикрепляющих стенку к поясам верхней части колонны принимаем конструктивно по табл. 38* [1].

4.3 Расчет и конструирование нижней части колонны

Принимаем сечение нижней части колонны сквозным (рис. 4.2).

Расчетные значения внутренних усилий для наружной ветви колонны:

Расчетные значения внутренних усилий для подкрановой ветви колонны:

Находим предварительные продольные усилия в подкрановой ветви колонны, принимая и :

Рис. 4.2 - Компоновка нижней части сквозной колонны

Находим предварительные продольные усилия в наружной ветви колонны:

Находим ориентировочную требуемую площадь подкрановой ветви колонны:

Находим ориентировочную требуемую площадь шатровой ветви колонны:

Назначаем сечения ветвей колонны: для подкрановой ветви выбираем по сортаменту двутавр № 45; для наружной 2 уголка 200х18 и широкополосный универсальный стальной лист 420х18.

Определяем геометрические характеристики скомпонованного сечения:

Двутавр:

Уголок:

Определим точные значения продольных усилий в ветвях колонны:

В подкрановой ветви:

В наружной ветви:

Произведем проверку устойчивости каждой из ветвей из плоскости рамы по формулам:

и ;

где и - коэффициенты продольного изгиба при центральном сжатии соответственно для подкрановой и шатровой ветвей, определяемые по таблице 72 [1] в зависимости от гибкостей этих ветвей из плоскости рамы:

; ;

Из соображений равноустойчивости каждой из ветвей в плоскости и из плоскости рамы определяем максимально возможное расстояние между узлами соединительной решетки:

Выбираем систему соединительной решетки между ветвями и расстояние между ее узлами так, чтобы высота нижней части колонны за вычетом высоты соединительной траверсы была кратна этому расстоянию. При этом угол наклона раскоса решетки следует назначать близким к 45?, а самый верхний и самый нижний раскосы подходили к верхнему и нижнему узлам подкрановой ветви.

Исходя из этих условий принимаем , при этом угол наклона раскоса решетки будет 45?.

Проверяем устойчивость каждой из ветвей колонны в плоскости рамы в предположении, что ветви работают на центральное сжатие с расчетной длиной по формулам:

и ,

где и - коэффициенты продольного изгиба при центральном сжатии соответственно для подкрановой и шатровой ветвей, определяемые по таблице 72 [1] в зависимости от гибкостей этих ветвей в плоскости рамы:

; ;

Расчет раскосов решетки.

Определяем наибольшую поперечную силу:

Условная поперечная сила:

,

где - коэффициент продольного изгиба при центральном сжатии.

Найдем продольное усилие в раскосе (рис. 5.3) из условия, что поперечная сила распределяется поровну между решетками по формуле:

, где б - угол наклона раскоса.

Определим требуемую площадь раскоса, выполненного из одиночного уголка по формуле:

По сортаменту ГОСТ 8509 - 93 «УГОЛКИ СТАЛЬНЫЕ ГОРЯЧЕКАТАНЫЕ РАВНОПОЛОЧНЫЕ» подбираем подходящее сечение раскоса - 60х8 ().

Рис. 4.3 - Соединительная решетка

Расчетную длину и максимальную гибкость определим по формулам:

Проверяем устойчивость раскоса как центрально сжатого стержня:

Гибкость стержня нижней части колонны относительно свободной центральной оси X - X:

,

Приведенная гибкость сквозной нижней части колонны при соединении ветвей раскосной решеткой:

, где определяется по табл. 7 [1].

;

Устойчивость нижней части колонны.

Условная приведенная гибкость

Проверим устойчивость нижней части колонны как единого стержня в плоскости действия момента:

Для групп внутренних усилий, вызывающих наибольшее сжатие в подкрановой ветви:

Для групп внутренних усилий, вызывающих наибольшее сжатие в шатровой ветви:

Определяем и по табл. 75 [1]: ; .

Проверка устойчивости нижней части колонны как единого стержня в плоскости действия момента для групп внутренних усилий, вызывающих наибольшее сжатие в подкрановой ветви:

Устойчивость обеспечена.

Проверка устойчивости нижней части колонны как единого стержня в плоскости действия момента для групп внутренних усилий, вызывающих наибольшее сжатие в шатровой ветви:

Устойчивость обеспечена.

Устойчивость сквозной колонны из плоскости действия момента как единого стержня очевидно обеспечена, так как обеспечена устойчивость отдельных ветвей из плоскости рамы.

4.4 Расчет и конструирование стыка верхней части колонны с нижней

Сопряжение нижней части колонны с верхней осуществляется через траверсу.

Определим толщину стенки траверсы .

Из условия смятия давлением , распределенным на длине , где ширина опорного ребра подкрановой балки , толщина верхней полки траверсы, принимаемая предварительно ; .

Тогда

,

где расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности материала стенки траверсы.

Толщина нижней полки траверсы предварительно примем

Высота сечения траверсы определим из условия несущей способности сварных швов и (см. рис. 5.4). Сварные швы должны воспринимать усилие

По металлу шва:

По табл. 38 СНиП «Стальные конструкции» принимаем

По границе сплавления:

Сварные швы должны быть способны воспринять максимально возможную опорную реакцию. Поэтому

По металлу шва:

Здесь усилие, передаваемое внутренней полкой верхней части колонны на траверсу при предыдущей комбинации загружений с добавлением и поперечного торможения, которое дает максимально возможный изгибающий момент в сечении 3-3 со знаком «-».

Рис. 4.4 - Конструкция стыка верхней части колонны с нижней

,

где момент при действии , момент от поперечного торможения.

По границе сплавления:

;

Окончательно принимаем

Тогда полная высота траверсы:

Проверим прочность траверсы при ее работе на изгиб в сечении 1 - 1 (рис.4.5). Для

этого определим положение центральной оси Х - Х и относительно нее момент инерции.

Уровень максимальных нормальных напряжений в сечении траверсы:

Максимальный изгибающий момент в этом сечении:

Прочность обеспечена.

Рис. 4.5 - Разрез 1-1

В сечении 2 - 2 (рис.19) прочность траверсы необходимо проверить при ее работе на сдвиг. Найдем максимально возможную перерезывающую силу:

,

здесь коэффициент 1,2 учитывает неравномерную передачу давления.

Уровень максимальных усредненных касательных напряжений в стенке траверсы:

, .

Прочность обеспечена.

Конструкцию базы внецентренно сжатой сквозной колонны принимается раздельной, и ее расчет производится так же, как расчет центрально сжатой колонны.

Рис. 4.6 - Разрез 2-2

4.5 Расчет и конструирование баз колонны

Расчет базы подкрановой ветви колонны.

Исходя из класса бетона фундамента (для бетона класса В10 ) определяем расчетное сопротивление материала фундамента осевому сжатию:

,

где для базы колонны, рассчитываемой до проектирования фундамента.

Назначаем ширину опорной плиты:

,

где ширина полки шатровой ветви, ; толщина траверсы базы шатровой ветви колонны, ; свес плиты.

. Принимаем

Вычислим длину опорной плиты:

Принимаем

Наибольшее и наименьшее напряжения в бетоне фундамента под опорной плитой:

Опорная плита расчленяется на участки: 1 - консольные; 2 - опертые по четырем сторонам; 3 - опертые по трем сторонам.

Максимальный изгибающий момент для каждого участка вычисляется по формуле:

, где размер участка; коэффициент, принимаемый в зависимости от соотношения сторон.

Для участка 1: ;

Для участка 2: ;

Для участка 3: ;

Расчет траверсы.

Предварительно назначаем:

Изгибающий момент в траверсе составит:

Определяем нормальные напряжения в швах:

Нормальные напряжения в швах:

Нормальные напряжения в швах:

Траверса работает на изгиб как консольная балка с опорами в месте прикрепления к ветвям колонны (рис. 4.7)

Рис. 4.7 - К расчету траверсы

где: ;

Приведенные напряжениям в швах:

Окончательно принимаем =93см.

Проверяем прочность траверсы:

Расчет анкерных болтов.

Усилие, приходящиеся на анкерные болты, устанавливаемые с одной стороны колонны:

Необходимая площадь сечения одного анкерного болта определяется формулой:

Здесь: n=2 - число анкерных болтов с одной стороны. Принимаем болты диаметром d=48мм.

Назначаем конструктивно размеры плитки под анкерные болты 200х50мм с отверстием для болта 50мм.

Расчет базы наружной ветви колонны.

Назначаем ширину опорной плиты:

,

где ширина наружной ветви, ; толщина траверсы базы шатровой ветви колонны, ; свес плиты.

.

Принимаем

Вычислим длину опорной плиты:

Принимаем

Наибольшее и наименьшее напряжения в бетоне фундамента под опорной плитой:

Опорная плита расчленяется на участки: 1 - консольные; 2 - опертые по четырем сторонам; 3 - опертые по трем сторонам.

Максимальный изгибающий момент для каждого участка вычисляется по формуле:

, где размер участка; коэффициент, принимаемый в зависимости от соотношения сторон.

Для участка 1: ;

Для участка 2: ;

Для участка 3: ;

Определим требуемую толщину плиты:

Принимаем

Список использованной литературы

1. СНиП Н-23-81*. Стальные конструкции /Госстрой СССР -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. - 96 с.

2. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия /Минстрой России. - М: ГП ЦПП, 1996, 44 с.

3. Металлические конструкции: Общий курс: Учебник для ВУЗов /Т.С. Ведеников, Е.И. Беленя, В.С, Игнатьева и др.; Под ред. Г.С. Веденикова. - 7-е издание, переработанное и дополненное - М.: Стройиздат, 1998. - 760 с.

4. Металлические конструкции. В 3-х томах. Т.1. Элементы стальных конструкций: Учебное пособие для строительных ВУЗов /В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под редакцией В.В. Горева. - М.: Высш.шк., 1997. - 527 с.

5. Металлические конструкции. В 3-х томах. Т.2. Конструкции зданий: Учебное пособие для строительных ВУЗов /В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под редакцией В.В. Горева. - М.: Высш.шк., 1999. - 528 с.

6. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для ВУЗов /Е.И. Беленя, В.А. Балдин, Г.С. Ведеников и др.; Под общ. ред. Е.И. Беленя - 6-е издание, переработанное и дополненное - М.: Стройиздат, 1986. - 560 с.

7. Михайлов А.М. Сварные конструкции: Учебное пособие для техникумов. - М.: Стройиздат, 1983. - 367 с.

8. Составление исходной информации к пакету прикладных программ ЛИРА (ЕС ОС ЭВМ): Метод, указания для спец. 2903 / Каз.инж.-стр.ин-т; Сост.: Г.Н. Шмелев, ЯР. Харитонов. Казань, 1993г43 с.

9. Статический расчет строительных конструкций поперечных рам промышленных зданий, ферм, трехшарнирных арок с применением микро-ЭВМ «Электроника ДЗ-28»: Метод, указания / Каз.инж.-стр.ин-т; Сост.: М.А. Дымолазов. Казань, 1986г34стр.

10. Металлические конструкции. В «3-х томах. Т.2. Стальные конструкции здании и сооружений. (Справочник проектировщика) /Под общей редакцией В.В. Кузнецова (ГЩИИпроектстальконструкция им. Н.П. Мельникова) - М.: Изд-во АСВ, 1998. - 512 с.

11. Балочная клетка: Метод. указания для спец. 2903 / Каз.инж.-стр.ин-т; Сост.: В.С. Агафонкин. Казань, 2001г 47 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Компоновка поперечной рамы здания и определение основных видов нагрузок на нее: постоянная, крановая, ветровая и коэффициент пространственной работы. Расчет стропильной фермы и подбор сечения стержней. Конструирование и расчет узлов каркаса промздания.

    курсовая работа [3,1 M], добавлен 07.03.2012

  • Компоновка конструктивной схемы каркаса. Расчет поперечной рамы каркаса. Конструирование и расчет колонны. Определение расчетных длин участков колонн. Конструирование и расчет сквозного ригеля. Расчет нагрузок и узлов фермы, подбор сечений стержней фермы.

    курсовая работа [678,8 K], добавлен 09.10.2012

  • Компоновка каркаса, сбор нагрузок на поперечную раму каркаса. Расчетная схема рамы, определение жесткости элементов. Анализ расчетных усилий в элементах поперечной рамы. Компоновка системы связей. Расчет стропильной фермы, определение усилий, сечений.

    курсовая работа [3,8 M], добавлен 04.10.2010

  • Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Расчет поперечной рамы. Вертикальная и горизонтальная крановые нагрузки. Статический расчет поперечной рамы. Расчет и конструирование стропильной фермы. Определение расчетных усилий в стержнях фермы.

    курсовая работа [3,5 M], добавлен 24.04.2012

  • Компоновка конструктивной схемы каркаса. Статистический расчет одноэтажной однопролетной рамы. Расчеты и конструирование стальной стропильной фермы. Определение разных нагрузок, действующих на ферму. Расчет и проверка устойчивости ступенчатой колонны.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 03.11.2010

  • Компоновка конструктивной схемы каркаса. Нагрузки и воздействия на каркас здания. Статический расчет поперечной рамы. Расчет на постоянную нагрузку, на вертикальную нагрузку от мостовых кранов. Расчет и конструирование стержня колонны, стропильной фермы.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.05.2015

  • Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Нагрузки, действующие на прогон. Максимальный изгибающий момент. Конструирование стропильной фермы. Статический расчет рамы каркаса здания и внецентренно нагруженной крайней колонны производственного здания.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.09.2015

  • Компоновка каркаса. Расчет поперечной рамы: сбор нагрузок, составление расчетной схемы, подготовка исходных данных. Расчет стропильной фермы. Определение расчетных длин частей колонны. Расчет связей в шатре, по колоннам, стойки торцового фахверка.

    курсовая работа [626,9 K], добавлен 02.03.2012

  • Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Правила расчета схемы поперечной рамы. Определение общих усилий в стержнях фермы. Расчет ступенчатой колонны производственного здания. Расчет и конструирование подкрановой балки, подбор сечения балки.

    курсовая работа [565,7 K], добавлен 13.04.2015

  • Конструктивная схема одноэтажного каркасного здания. Расчетная схема рамы. Определение постоянной нагрузки от веса элементов покрытия, стен и колонн. Снеговая нагрузка, действие ветра на здание. Определение расчетных усилий. Конструирование узлов фермы.

    курсовая работа [940,1 K], добавлен 19.01.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.