Проектирование одноэтажного производственного здания с подвесными кранами

 

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

Кафедра металлических  конструкций 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 

«Проектирование одноэтажного

производственного здания

с подвесными кранами» 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                                                                                    

                                                                              

 
 
 
 
 
 
 
 

Москва, 2011 г. 

 

Содержание

                                                                                                                                     

Задание на проектирование                 ...3

Схема каркаса                   ...3

Сбор нагрузок на конструкции покрытия               ...5

Статический расчет поперечной рамы каркаса              ...7

Таблица усилий в  элементах рамы от расчетных нагрузок          ...16

Таблица расчетных  комбинаций усилий в элементах рамы          ...17

Расчет и конструирование  внецентренно сжатой колонны           ...19

Расчет и конструирование  фермы покрытия            ...22

Расчет и конструирование  основных узлов поперечной рамы (база колонны, опорные и промежуточные  узлы фермы и др.)            ...23 
 

Перечень  чертежей металлоконструкций каркаса 

План здания

Схема горизонтальных связей по покрытию

в уровне верхних  и нижних поясов ферм 

Конструктивная  схема поперечной рамы.

Основные узлы каркаса  – база колонны,

опорные узлы фермы, монтажные узлы фермы

Ведомость элементов 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

1. Исходные данные для проектирования 

Наименование объекта: здание склада готовой продукции.

Грузоподъемность  подвесных кранов: Q=1т.

Пролет здания: L=24м.

Длина здания: D=48м.

Отметка нижнего  пояса ригеля: H=7,8м.

Материал конструкций  каркаса: сталь С245.

Материал фундаментов: бетон класса B15.

Место строительства: Ставрополь.  

2. Компоновка конструктивной схемы каркаса 

2.1. Размещение колонн  в плане

Принимаем шаг колон 6м. У торцов здания колонны смещаются  с модульной сетки на 500м для  возможности использования типовых  ограждающих панелей с номинальной  длиной 6м или 12м. Разбивать здание на блоки не требуется, так как  D=48м меньше 320м (для стального каркаса). 
 
 
 
 
 
 
 

 

2.2. Основные размеры  поперечной рамы

      Компоновку  поперечной рамы начинаем с установления основных габаритных размеров конструкций  в плоскости рамы (пролет L и высота производственного помещения H).

      Все размеры принимаются в соответствии с основными положениями по унификации и с другими нормативными требованиями. 

H_ф=(1/8...1/12)L=2,0...3,0м.

Принимаем Н_ф=2,4м. 

Высота цеха от уровня пола до низа стропильных ферм: H=7,8м.

      Высота  колонны определяется отметкой опирания нижнего пояса ферм и заглублением ее ниже уровня чистого пола (принимаем 600мм). 

Н_к=7,8+0,6=8,4м 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Расчет поперечной  рамы 

3.1. Расчетная схема  рамы

Так как рамы являются статически неопределимыми системами, усилия в ригелях и стойках  зависят от соотношения I_р/I_ст:

I_р/I_ст=24000/8400=21/8,4

Принимаем I_р=24, I_ст=8,4. 
 

3.2. Сбор нагрузок  на раму 

Постоянная  нагрузка.

 
 

Определим расчетную  линейную нагрузку:

• нормативная: кН/м
• расчетная: кН/м,

где м - шаг ригелей.

Опорная реакция  ригеля:

кН. 
 
 

Снеговая  нагрузка 

Г. Ставрополь расположен во в II снеговом районе. Расчетное значение веса снегового покрова на 1м² горизонтальной поверхности кН/м².

Расчетная снеговая нагрузка:

кН/м,

где - коэффициент надежности по снеговой нагрузке.

Для плоской кровли без фонарей  кН/м². 
 

Ветровая  нагрузка 

Г. Ставрополь относится  к V ветровому району. Ветровое давление кН/м². Распределение ветровой нагрузки по высоте принимаем постоянным и равным:

• при активном давлении:

кН/м²,

• при пассивном давлении:

кН/м²,

где   - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяемый по таблице 6 СНиП 2.01.07-85* в зависимости от типа местности;

       - аэродинамический коэффициент,  принимаемый для вертикальных  стен с наветренной стороны. (п6.6. СНиП 2.01.07-85*);

       - аэродинамический коэффициент,  принимаемый для вертикальных  стен с подветренной стороны. (п6.6. СНиП 2.01.07-85*); 

Для упрощения расчетов неравномерное по высоте ветровое воздействие  на раму можно заменить эквивалентной  равномерно распределенной нагрузкой:

кН/м;

кН/м,

где   - коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

       - коэффициент, учитывающий изменение  ветрового давления по высоте, определяемый по таблице 6 СНиП 2.01.07-85* в зависимости от типа  местности; 

В уровне нижнего  пояса стропильных ферм сосредоточены  силы W и W', эквивалентные действию ветровой нагрузки на шатер здания:

кН;

кН,

где  м принимается равной высоте фермы плюс 500мм. 
 
 
 
 

 

Нагрузка от подвесных  кранов 

Максимальное значение давления кареток крана на ригель:

кН;

кН,

где  - коэффициент сочетания подкрановой нагрузки при учете одного крана;

       - коэффициент надежности крановой  нагрузки;

       кН - максимальное давление катка каретки  на балку кранового пути. Принимаем  по ГОСТ 7890-93 и ГОСТ 3472-63 при  т, м;

       кН - минимальное давление катка  каретки на балку кранового пути.

кН,

где  кН - масса крана;

       кН - грузоподъемность крана. 

Расчетное значение горизонтальной нагрузки:

кН,

где  кН - вес тележки крана;

       м - ширина крана;

       м - база крана. 
 

3.3. Статический расчет  рамы 

Статический расчет выполняется для каждой из нагрузок: постоянной, снеговой, ветровой, вертикальной и горизонтальной крановых. 

Общая схема нагружения 
 

 

Постоянная нагрузка (№1) 

кН;

кН;

кНм;

кНм;

;

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Снеговая нагрузка (№2) 

кН;

кН;

кНм;

кНм;

;

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Ветровая нагрузка - активное давление (№

3.1) 
 

кН;

кН;

кН

кНм;

кНм;

;

 
 
 
 
 
 
 

Ветровая  нагрузка - пассивное  давление (№3.2) 
 

кН;

кН;

кН

кНм;

кНм;

;