Металлические конструкции одноэтажного производственного здания каркасного типа

 

Новосибирский Государственный Архитектурно – 

Строительный Университет

(СИБСТРИН) 
 
 
 

Кафедра металлических и 

деревянных  конструкций 
 
 
 
 

Курсовой  проект

на тему:

«Металлические  конструкции одноэтажного

производственного здания каркасного типа»

Вариант №1051 
 
 
 
 

                                                                                 
 

                                                                                  
 

 

                                                                                Выполнила: студентка 315 гр.

                                                                                               Эленсберген А.И.                                                                

                                                                    Проверил: Коротких А. В. 
 
 
 
 
 
 
 

Новосибирск, 2010  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 

ПРОЕКТНАЯ РАЗРАБОТКА 

КП. МК – ЭУН –1051-2010  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Состав  пояснительной записки:

1.Исходные данные

2.Расчетная часть:

     2.1Сбор нагрузок на покрытие здания;

     2.2Сбор нагрузок на балочную клетку рабочей площадки;

     2.3Расчет конструкции рабочей площадки:

                 2.3.1 Расчет второстепенной балки;

                 2.3.2 Расчет главной балки;

                 2.3.3 Расчет колонны рабочей площадки;

     2.4 Расчет фермы покрытия;

     2.5 Расчет связей;

3. Список литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Исходные данные

1. Место строительства: г. Абакан
2. Здание отапливаемое, прогонное
3. Снеговой район: II
4. Технологическая нагрузка: 14,1 кН/м²
5. Размеры здания в плане (в осях) 18*108 м, шаг рам 6 м
6. Размеры рабочей площадки 10*62 м
7. Высота до низа ферм покрытия 16,2 м
8. Отметка чистого пола рабочей площадки 6,9 м
9. Тип сечений поясов ферм    
10. Тип сечений решетки ферм

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Компоновочное решение.

  Производственное здание одноэтажное и однопролетное, грузоподъёмные краны отсутствуют.

  Пролет здания перекрывается фермами с параллельными поясами. Тип поперечного сечения элементов ферм – сечение из парных уголков. Покрытие (шатер) производственного здания прогонное. Колонны каркаса здания постоянного сечения. В торцах здания - конструкции торцевого фахверка. Здание отапливаемое. Все несущие конструкции каркаса взаимоувязаны системой связей по шатру и колоннам.

  Проектирование здания или сооружения начинается с разработки компоновочной схемы, в которой за основу, как правило, принимают балочную клетку нормального типа, опирающуюся на центрально-сжатые колонны. Неизменяемость клетки в плоскости главных балок обеспечивается либо прикреплением этих балок к зданию или сооружению (для рабочих площадок – это каркас здания цеха, для мостовых переходов – береговые сооружения), либо устройством жесткого примыкания колонны к фундаменту в этой плоскости. В плоскости, перпендикулярной главным балкам, неизменяемость клетки обеспечивается постановкой связей по колоннам, т.е. созданием диска.

  После разработки компоновочной схемы должны быть определены пролеты главных и второстепенных балок. Эти размеры, как правило, задаются  в исходных данных на проектирование.

  Шаг вспомогательных (второстепенных) балок «а» зависит от типа настила балочной клетки и нагрузок.

  При железобетонном настиле толщиной 10-20 см можно принимать, а=1.5-2.5 м. При стальном настиле толщиной 6-12мм – а=0.8-1.5м. 

  Пролет  вспомогательных балок «b» зависит от назначения проектируемого сооружения и определяется технико-экономическими соображениями. В задании он задается и равен шагу главных балок, при этом статическая схема вспомогательных балок принимается в виде однопролетных шарнирно-опертых балок. Сопряжение вспомогательных балок с главными может быть в одном уровне или этажное.

  Статические схемы главных балок могут быть однопролетными шарнирно-опертыми или двухконсольными с шарнирным опиранием, что оговаривается в задании на проектирование. 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Расчетная часть.

3.1 Сбор нагрузок  на покрытие производственного  здания.

  Величины снеговой и ветровой нагрузок соответствуют району строительства (II). Значения постоянных нагрузок от ограждающих и несущих элементов покрытия приведены в  таблице 1.

          Сбор  нагрузок на покрытие производственного  здания Таблица 1

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.2 Сбор нагрузок  на балочную клетку  рабочей площадки.

  Значения постоянных нагрузок от ограждающих и несущих элементов покрытия  и временная (технологическая) приведены в таблице 2. Коэффициенты надежности принимаются по [2].

           Сбор нагрузок  на балочную клетку  рабочей площадки    Таблица 2

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.3 Расчет конструкций  рабочей площадки.

3.3.1 Расчет второстепенной балки 

                                   

   

  Считаем, что второстепенные балки шарнирно опираются на главные либо на одном уровне, либо поэтажно.

  Нагрузка от монолитного железобетонного настила и технологического оборудования передается на второстепенные балки в виде равномерно распределенной.

  Шаг второстепенных балок: a=2,5м

  Нагрузка на второстепенную балку (расчетное и нормативное значения):

Q_расч=(q+p)_в.б.^р * а =24,07*2,5=60,175 кН

Q_норм=(q+p)_в.б.^н * а=20,02*2,5= 50,05 кН

 
М^расчmax= 60,175*6² = 270,79 кН*м

      8

Q^расч_max= 60,175*6 = 180,525 кН

      2 

М^норм_max= 50,05*6² = 225,23 кН*м

      8 

Q^норм_max =50,05*6 = 150,15 кН

      2

  

Подбор  сечения балок

  Сечение принимаем в виде прокатного двутавра с параллельными гранями полок по СТО АСЧМ 20-93.

  Материал балки - сталь, принимается по указаниям [1].

  Выбираем сталь С245:

  R_y=240 МПа=245000 кН/м² (табл.51)

  Предварительно  с^′=1,12(табл. 66)

  g_с=1 (табл. 6) 

  W_тр= М_max /(с^′*R_y*γ_c)=270,79/(1,12*245000*1)=0,000987 м³=986,84 см³

Зная W_тр=986,84 см³ выбираем по сортаменту прокатных двутавров балок, ближайший номер профиля с избытком W_x>W_тр  и выписываем из сортамента для него геометрические характеристики.

Двутавр № 40 Б2:

 Wx = 1185,3 см³;

  I_х = 23706 см⁴;

  I_у = 1736,2 см⁴;

  b = 200 мм;

  t = 13 мм;

  h = 400 мм;