Реферати українською » Строительство » Проектування виробничої будівлі каркасного типу


Реферат Проектування виробничої будівлі каркасного типу

1. Вихідні дані

>Одноетажноеоднопролетное виробниче будинок каркасного типу.

Проліт рами 24 м.

Крок рам 12 м.

Довжина будинку 72 м.

Позначка статі робочого майданчика 5.1 м.

Позначка верхи колони 10,2 м.

Технологічна навантаження робочу майданчик 2.4кН/м.

>Прогонное рішення

Крок другорядних прольотів 2 м.

Місце будівництва Томськ.

Тип перерізу поясів ферми парні куточки.


2. Збір навантажень на покриття виробничого будинку

Збір навантажень виготовляють 1м покриття виробничого будинку.

Величина розрахункової сніговий навантаження приймається по (2, п. 5) і дорівнює 1кН/м. Нормативне значення сніговий навантаження визначається множенням розрахункового значення на коефіцієнт, рівний 0.7. Вітрова навантаження дорівнює 0,3кПа.

№п/п Найменування навантаження Нормативна навантаження,кН/м >f Розрахункова навантаження,кН/м
Постійна
>Ограждающие елементи
1 >Защитний шар із гравію,втопленного в бітумну мастикуt=10 мм 0,21 1,3 0,273
2 >Гидроизоляционний килим з 4 верств руберойду 0,2 1,3 0,26
3 >Утеплитель - жорсткіминераловатние плити,=2кН/м,t=200 мм 0,3 1,2 0,36
4 >Пароизоляция вже з шару руберойду 0,05 1,3 0,07
>Несущие елементи
5 Сталевийпрофилированний настилt=0,8 мм 0,12 1,05 0,13
7 >Прогони ґратчасті прольотом 12 м 0,15 1,05 0,16
8 Ферма прольотом 24 м 0,27 1,05 0,28
9 Зв'язки з покриття 0,08 1,05 0,084
Разом стала,q 1,63 1,877

Тимчасова (снігова) навантаження покриття,

1,68 0,7 2,4
Усього:p+q 3,34 4,277

3. Збір навантажень набалочную клітину робочого майданчика

№п/п Найменування навантаження Нормативна навантаження,кН/м >f Розрахункова навантаження,кН/м
Постійна
1 Пол асфальтобетонний,=18кН/м,t=40 мм 0,72 1,3 0,94
2 >Монолитная залізобетонна плита,=24кН/м,t=150 мм 3,5 1,1 3,96
3 Вага другорядних балок 0,2 1,05 0,21

Тимчасова (технологічна) навантаження, =2.4

24 1,2 28.8
Усього:p+q 28,42 33,906

4. Розрахунок конструкції робочого майданчика

>Компоновочная схема див. лист 6. За основу схеми приймаємобалочную клітину, обперту нацентрально стислі колони.Неизменяемость конструкцій робочого майданчика у площині головних балок забезпечується закріпленням цих балок до колонах каркаса будинку

У площині, перпендикулярної головним балок, незмінюваність споруди забезпечується постановкою зв'язків по колонах робочого майданчика ..

4.1 Розрахунок другорядною балки

Розрахункова схема:

L =24м.

Другорядні балки спираються на головні щодо одного рівні. Навантаження від монолітного залізобетонного настилу і технологічного устаткування передається на другорядні балки як рівномірно розподіленої. Крок другорядних балок дорівнює 2 м.

Навантаження на балку:

Розрахункова

>q+p=(q+p)*2=33,906*2=67,812кН/м

>Mmax=1220,6кН*м

>Qmax=406,87кН

Нормативна

>q+p=(q+p)*2=28,42*2=56,84кН/м

>Поперечное перетин балки –двутавр по СТОАСЧМ 20-93 (3).

По (1) приймаємо сталь зRy=24.5МПа і коефіцієнт умов праціc=1.1.

Умова міцності:

>Wтр=Mmax/(c1*Ry*c)

>Wx>Wтр

>c1 – коефіцієнт, враховує розвиток пластичних деформаційпо(1), приймаємо 1.1

>Wтр=(1220,6)/(1*24.5*1.1)=4529см

Приймаємодвутавр70Ш1

>Wx=5036смh=683 ммb=320ммs=13,5 ммt=19 мм.

Перевірка міцності балки

>=Mmax/(c1*Wx)<Ry*c

(1220,6)/(1,1*5036) <>245мПа

>220,3мПа<245мПа

Перевіркадеформативности (жорсткості) балок виробляється від дії нормативного навантаження

>f/l < [>f/l]

>f/l=(5/384)*((qн+pн)/EJ)*l^4=(5/384)*((56,84*12^3/)(2,06*10^5*172000)=0,0036

0.0036<0.005

Деf/l – відносний прогин балки, обчислюється по формулам:

[>f/l]=1/200 – гранично припустимий прогин, визначається по (2).


4.2 Розрахунок головною балки

Розрахункова схема:

Головна балка шарнірно спирається на колони.Нагрузкой є опорні реакції другорядних балок

>F=2*Qmax=2*406,87=813,74

Методами будівельної механіки обчислюютьсяMmax іQmax для головною балки й зусилля й у третини прольоту балки. Для обліку власної ваги головною балки внутрішні зусилля множаться на коефіцієнт=1.03-1.05.

=*>l*1.05=33.906*12*1.05=427.2кН/м

=*>l*1.05=28.42*12*1.05=358.1кН/м

>Qmax=(*l)/2=(427.2*12)/2=2563,2кН

>Mmax=(*)/8=427.2*)/8=7689.6кН/м

де

>Поперечное перетин призначається як зварного симетричногодвутавра із трьох аркушів. По (1) приймається сталь зRy=24.5МПа і коефіцієнт умов праціc=1.1.

Компонування перерізу пов'язані з визначенням габаритних ж розмірів та товщини пасків і стінки.

Висота перерізу визначається з умови міці й мінімального витрати стали


>hопт=1.15Wтр/tw

деWтр=Mmax/(Ry*c)

>tw=1.6

>Wтр=768960/24.5=31386см

>hопт= 1.1531386/1.6=161 див

Товщина стінки з умови міцності

З умови необхідної жорсткості

>hmin=(5/24)*(Ry*L/Е)*[L/f]*(Mmax,н/Mmax),

де [>L/f] – величина, зворотна граничнодопустимомупрогибу [>f/L]=1/300 (2)

>Mmax,н/Mmax=/=358.1/427.2=0.84

>hmin=(5/24)*(24.5*300*1200*358.1)/(2.06**427.2)=64 див

Товщина стінки з умови міцності на зріз

>tw >1.5*Qmax/(hef*Rs*c)

>hef=0.97h=0,97*160=156см

>Rs – розрахункове опір стали зрушенню по (1).

>Rs=0.58*Ry=0.58*245=14.21МПа

>c =1,1

Приймаємо товщину стінки1,6см

>Ширина пояса балки:

>bf =(>1/5)*h=160/5=32 див

Товщина пояса з умови жорсткості:

>tf = /

>Гдевиражается з формул:Imp*x=Wmp*h/2 – необхідний момент інерції балки,Imp*w=tw*hef/12 +2– необхідний момент інерції стінки балки

>4,7см=47мм50мм


Для обчислення значеньbf іtf мало виконуватися умова стійкості стиснутого пояса

>bf/tf < (>E/Ry)

Для скомпонованого перерізу обчислюються його точні характеристики: A,Ix,Wx,Sx (1)

=2544516,6

Перевіряється міцність головною балки


Перевіряється міцність стінки на спільне вплив і, розрахункове перетин в третини прольоту.

>1+3*1 <1.15*Ry*c

 ;

Стійкість головною балки забезпечена завдяки тому, що верхній стиснений поясраскреплен монолітним залізобетонним настилом. Перевірка на жорсткість з урахуванням [>f/l]=1/300:

>f=(5/384)*(Qmax/EJ)*l^4=0.0033

>f/l=0.00002 < 0.0033

Перевірка стінки на місцеву стійкість:

Відповідно до (1) стійкість стінки забезпечена при умовної гнучкості:

>w=hef/tw*Ry/E < 3.5

>Ширина ребра і товщина розраховуються:

Перевірка на місцеву стійкість стінки

34,6

Розрахунок вузла поєднання головної ролі і другорядною балок

Балки сполучаються щодо одного рівні на зварюванні. По (1, табл. 55*) приймаємо електродиЭ85 з розрахунковим опоромRwf=200МПа.

>Нагрузкой на зварної шов вузла є опорна реакція другорядною балки V =Qmax =>406,87/2=203,435кН від розрахункової навантаження.

Перевірка зварного шва на міцність

деf = 0,7 – коефіцієнтпроплавления шва

>kf – катет зварного кутового шва, 6 мм

>wf – коефіцієнт умов праці шва по (1), рівний 1

>lw=hef1-10мм=156-10 =>155см – розрахункова довжина шва

>hef1 = довжина шва по стінці другорядною балки

деz = 1,15

>wz =1

>Rwz = 0.45Run = 16,65МПа

>Run по (1, табл 51) = 37МПа


4.3 Розрахунок колони робочого майданчика

Розрахункова схема:

Колона закріплена шарнірно.

Сила, стискаюча колону:

>N=2*k*V

Де V – опорна реакція головною балки від розрахункових навантажень 854,4кН,

>k =1.02 – коефіцієнт, враховує власний вагу колони.

>N=2*1.02*854,4=1743кН

>Геометрическая довжина колони:

>Lk =H-(tпл+h)+hф

Де М – позначка верхи залізобетонній плити, 5,1 м

>tпл – товщина плити, 15 див

h – висота головною балки, 160 див

>hф – величиназаглубления верхи фундаменту відносно чистого статі, 80 див

>Lk =510-15-160+80=415 див

Розрахункова довжина колони у площині головних балок:

>lef*x =>µ*Lk

деµ - коефіцієнт розрахункової довжини по (1, табл.71а) = 1

>lef*x =415 див

Розрахункова довжина із площини головних балок:

>lef*y =>µ*Lk

деµ = 1

>lef*y = 415 див

Сталь для колони по (1) –С245.

>Поперечное перетин колони – прокатнийдвутавр з паралельними гранями полиць по СТОАСЧМ 20-93 (3).

>Сечение підбирається з умови

A >N/(min*Ry*c)

Призад = 70 по (1, табл 72)min = 0.654

>А=1743/(0.654*240000)=0,011104=111,04см


Приймаємодвутавр60ШЗ.

>A=181,1см

>ix =24,35смiy = 7,17 див

>b=3,2 див h= 58,0 див

Перевірка на стійкість

> =N/(*A) <Ry*c

>c=1.1

> =1743/(0.654*181,1) < 24кН/см

17,4кН/см <24кН/см

Перевірка на гнучкість:

>x =lef*x/ix < [>]

>y =lef*y/iу < [>]

деix,iу –радіуси інерції перерізу колони по (3),

[>] – граничне значення гнучкості колонам (1, табл 19)

[>]=180-60*

>=N/(**Ry*c) =1743/(0.654*181,1*24*1.1)=0.55

[>]= 180-60*0.5=150

>x = 415/20,56=20,18 < 150

>y = 415.5/6,81=60,93 < 150

Конструювання і розрахунокоголовка колони:

Товщина опорною плити – 1,5 див.

Висота вертикальних ребер жорсткості призначається з умови міцності зварних швів,прикрепляющих ребра до колоні:

>f = 0,7 по (1) для напівавтоматичного заводський зварювання

>Rwf =200МПа

>wf =1

>kf =0,6 див

>c = 1

 

Конструктивноhs <0.6*h

де h – висота перерізу колони

>0,5м 0.6*58 =0,348м

У той самий часhs > 85*f*kf

0,5 <85*0,7*0,6=0,35м

>Ширинаbs і товщинаts вертикальних ребер призначаються з умови міцності присмятии торця ребра під навантаженням від головних балок:

> =N/ts*bs <Rp*c

деbs =bр+2*t,t – товщина опорною плити колони.

>bs = 32+2*2 =36 див

>Rp = 33,6кН/ (1)

>ts =1743/(36*1*33,6) = 1,44 див

 

Розрахунок бази колони

Колона шарнірно спирається на фундамент.

Розміри опорною плити у плані:

>Ширина плити

>Впл =bf+2*(tmp+c)

>tmp = 1 див – товщина траверси

з = 6 див – ширинасвеса

>Впл =30+2*(1+6)=47 див

Довжина плити визначається з умови міцності бетону під плитою:

>Aпл =N/Rф,

деRф =1.2*Rпр.б – міцність бетону фундаменту, що залежить відпризменной міцності бетонуRпр.б , яка приймається за класом міцності бетону (3, табл. 6.7) і дорівнює 0.85МПа для бетону маркиВ15.

>Aпл – площа опорною плити.

>Rф = 1.2*0.85= 1.02МПа

>Апл=1743/1,02 = 1708,8см

Довжина опорною плитиLпл >Апл/Bпл повинна бути достатньою розміщувати і кріплення колони. У той самий час для бази бажано виконання умовиLпл/Bпл = 1-1.3

>Lпл=1708,8/47=36,357 див

>Lпл/Bпл=36,357/47=0,7

>ГеометрическиLпл=49,5+12+12=73,5

Товщину опорною плитиtпл визначають з умови його міцності під час роботи на вигин, як пластини, навантаженої рівномірної навантаженням – відсіччю фундаменту.Сечением колони,траверсами і ребрами жорсткості плита у плані розбита до дільниць. Є ділянки, оперті щодо чотирьох сторонам, за трьома, з двох і консольні. У кожній платівці обчислюєтьсяизгибающий момент як і балці:

>М4 =*б*а

>М3 =*б*а1

М1 =б*с/2

де і – коефіцієнти, зумовлені за таблицямиГалеркина (3, табл 6.8, 6.9)

>б =N/(Lпл*Bпл) – напруження як у бетоні фундаменту під плитою

а,а1 і з – розміри платівок.

>б =1743/(73,5*36)=0,658кН/см

>=0.048

>=0.060

>а=14,22 див

>а1=30 див

>c=6 див

>М4 =0,081*0,6587*14,22=0,6

>М3 =0.06*0,6587*30=35,57

М1 =0,6587*6/2=11,856

За максимальним моменту з М1М4


>tпл >6*Ммах/(Ry*c)

Товщина плити

>tпл =6*35,57/(24*1) =2,98 див

Висота траверси бази колониhтр:

>f = 0,7 по (1) для напівавтоматичного заводський зварювання

>Rwf =200МПа

>wf =1

>kf =10 див

>Опорная плита кріпиться до підставіанкерними болтами діаметром 24-36 мм.


5. Розрахунок ферми покриття

Розрахункова схема ферми:

Ферма шарнірно спирається на колони каркаса будинку згори. Навантаження до ферми прикладена в вузлах верхнього пояса:

F = (>q+p)табл*B*lп

де (>q+p)табл – розрахункове значення навантаження, 7,617Кн/м

B крок ферм, 12 м

>Lп – довжина панелі верхнього пояса, 3 м

F = 7,617*12*3=274,212кН

Зусилля в стрижнях ферми перебувають методом вирізання вузлів.

Висота ферми 2250 мм, висота ферми по осях поясів 2200 мм.

Сталь для елементів ферми призначається (1), для поясівС345, для гратиС255. Тип поперечного перерізу пасків і грати – парні куточки.


Підбір перерізу стиснутих стрижнів:

Верхній пояс

>Nmax = 717,61кН

>lefx =lefy = 3 м

>зад = 70

> = 0.687

>2А=N/(*Ry*c) = 717,61/(0.687*34.5*1) = 30,277см А > 15,138см

ПриймаємоL1101108

А = 17,2см

>ix=3,39 дивiy=4,9 див

Перевірка на стійкість:

> =N/(*A) <Ry*c

>c=1

717,61/(0.687*2*17,2) < 34.5

30,36 < 34.5

Перевірка на гнучкість

>x =lef*x/ix < [>]

>y =lef*y/iу < [>]

[>]=120

>x =300/3,39=88,49 < 120

>y =300/4,9=61,22 < 120


Стойки

>Nmax = 274,212кН

>lefx = 1,98 мlefy = 2,2 м

>зад = 110

> = 0.478

>2А=N/(*Ry*c) = 274,212/(0.478*25.5*1) = 22,49см А > 11,24см

ПриймаємоL90907

А = 12,28см

>ix=2,77 дивiy=3,99 див

Перевірка на стійкість:

> =N/(*A) <Ry*c

>c=1

274,212/(0.478*2*12,28) < 25.5

23,35 < 25.5

Перевірка на гнучкість:

>x =lef*x/ix < [>]

>y =lef*y/iу < [>]

[>]=120

>x =198/2,77=71,48 < 120

>y =220/3,99=55,13 < 120

>Раскоси

>Nmax = 1599,57кН

>lefx = 4,1 мlefy = 3,7 м

>зад = 110

> = 0.478

>2А=N/(*Ry*c) = 1599,57/(0.478*34.5*1) = 96,99см А > 48,495см

ПриймаємоL16016016

А = 49,07см

>ix=4,89 дивiy=6,95 див

Перевірка на стійкість:

> =N/(*A) <Ry*c

>c=1

1599,57/(0.478*2*49,07) < 34.5

34,09 < 34.5

Перевірка на гнучкість:

>x =lef*x/ix < [>]

>y =lef*y/iу < [>]

[>]=120

>x =410/4,89=83,8 < 120

>y =370/6,95=53,23 < 120

Підбір перерізу розтягнуті стрижнів:

Нижній пояс

>Nmax = 2741,72кН

>lefx =lefy = 3 м

>2А=N/(Ry*c) = 2741,72/(34.5*1) = 79,47см А > 39,73см

ПриймаємоL18018012

А = 42,19см

>ix=5,59 дивiy=7,69 див

Перевірка на стійкість:

> =N/A <Ry*c

>c=1

2741,72/(2*42,19) < 34.5

32,3 < 34.5

Перевірка на гнучкість:

>x =lef*x/ix < [>]

>y =lef*y/iу < [>]

[>]=250

>x =300/5,59=53,6< 250

>y =300/7,69=39,01 < 250

>Раскоси

>Nmax =1142,55кН

>lefx = 4,1 мlefy = 3,7 м

>2А=N/(Ry*c) = 1142,55/(34.5*1) = 33,12см А > 16,56см

ПриймаємоL16016010

А = 17,02см

>ix=3,39 дивiy=4,8 див

Перевірка на стійкість:

> =N/A <Ry*c

>c=1

1142,55/(2*17,02) < 34.5

18,17 < 34.5

Перевірка на гнучкість:

>x =lef*x/ix < [>]

>y =lef*y/iу < [>]

[>]=250

>x =410/3,39=120,9 < 400

>y =370/4,8=77,08 < 400

У опорному вузлі необхідно призначити розміри опорного ребра і перевірити його за міцність:

де ширина ребра - визначається поперечним перерізом нижнього пояса чи опорногораскоса і розміщенням болтів, закріплюють ферму донадклонной стійці. Товщина ребра 10-12 мм; - по (1,табл.52*)

У рядовому вузлі нижнього пояса ферми нафасонках необхідно перевірити міцність зварних швів.Раскоси в фермах роблять з двохравнополочних куточків, зварених в тавр.


Міцність зварних швів по «>обушку»

де всі позначення по (1)

=>200МПа

= 1 ; =1

=1,1 по (1) для напівавтоматичного заводський зварювання

=0,5

=>22см

>кН/см

Міцність швів по «перу»

>кН/см


6. Розрахунок зв'язків

Трикутні зв'язку працюють на стиснення, хрестові – на розтягнення.

>Поперечное перетин підбирається по граничною гнучкості.

>imp*x=lef*x/[]

>imp*y=lef*у/[]

>ix >imp*x

>iy >imp*y

Горизонтальні зв'язку з нижнім поясам ферми

>lefx = 8,4 мlefy = 4,2 м

[>]=400

>impx=lefx/[]=840/400=2,1

>impy=lefу/[]=420/400=1,05

ПриймаємоL40404

>ix = 1.22 див

>iy = 1.96 див

Вертикальні зв'язку з колонах

>Раскоси

>lefx = 6.7 мlefy = 6.7 м

[>]=200

>impx=lefx/[]=670/200=3.3

>impy=lefу/[]=670/200=3.3

ПриймаємоL1001007

>ix = 3.08 див

>iy =2.71см

>Распорка

>lefx = 12 мlefy = 6 м

[>]=150

>impx=lefx/[]=1200/150=8

>impy=lefу/[]=600/150=4

ПриймаємоL63634

>ix =1,95см

>iy =2,86см

Вертикальні зв'язку з фермам

1.lefx = 6.4 мlefy = 3.78 м

[>]=200

>impx=lefx/[]=640/200=3.2

>impy=lefу/[]=378/200=1.89

ПриймаємоL10010086

>ix = 3.07 див

>iy = 4.4 див

>2.lefx = 3.6 мlefy = 3.6 м

[>]=200

>impx=lefx/[]=360/200=1.8

>impy=lefу/[]=360/200=1.8

ПриймаємоL40404

>ix = 1.22 див

>iy = 1.96 див

>3.lefx = 4.9 мlefy =4.9 м

[>]=150

>impx=lefx/[]=490/150=3.2

>impy=lefу/[]= 490/150=3.2

ПриймаємоL90906

>ix = 2.78 див

>iy = 3.64 див

4.lefx = 12 мlefy =6 м

[>]=150

>impx=lefx/[]=1200/150=8

>impy=lefу/[]=600/150=4

ПриймаємоL1401409

>ix =>4,34смiy = 6,02 див


Список літератури

1.СНиПII-23-81*. Сталеві конструкції / Держбуд СРСР. – М.:ЦИТП Держбуду СРСР, 1990.

2.СНиП 2.01.07-85.Нагрузки і впливу / Держбуд СРСР. – М.:ЦИТП Держбуду СРСР, 1988.

3.Т.1. Елементи сталевих конструкцій /В.В.Горев,Б.Ю.Уваров, В.В.Филипови ін.; Під ред. В.В.Горева. – М.:Висш. шк., 1997. -Т.1.

4. Методичні вказівки доРГУ за курсом ‘Металеві конструкції’. Новосибірськ:НГАСУ, 1998.


Схожі реферати:

Навігація