 |
Компоновка конструктивной схемы каркаса
|
|
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ГОУ ВПО «ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФАКУЛЬТЕТ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
КАФЕДРА «СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ»
М.А. Жандаров
РАСЧЁТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ СТАЛЬНОГО КАРКАСА ОДНОЭТАЖНОГО, ОДНОПРОЛЁТНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ.
Нагрузки, статический расчёт, сочетания нагрузок.
Киров 2013
УДК 694.20
Рецензент: Чернявский С.М. – к.т.н., доцент кафедры «Строительного производства».
.
Жандаров М.А. «Расчёт поперечной рамы стального каркаса одноэтажного производственного здания». Курсовое проектирование с применением компьютерной программы «Лира» и таблиц «Excel»: методические указания / М.А. Жандаров/ – Киров: Изд-во ВяГУ, 2011. – 26 с.
Методические указания предназначены студентам дневной и заочной формы обучения, для выполнения курсовой работы «Расчёт стального каркаса одноэтажного однопролётного производственного здания, по дисциплине «Металлические конструкции», специальности 291500 «Экспертиза и управление недвижимостью».
© М.А. Жандаров 2013.
© Вятский государственный университет, 2013.
Содержание.
| 1. | Общие сведения по курсовому проекту………………………………. | |
| 2. | Компоновка конструктивной схемы каркаса………………………… | |
| 3. | Нагрузки на поперечную раму: · Постоянная……………………………………………………… · Снеговая………………………………………………………… · ветровая…………………………………………………………. | |
| 4. | Статический расчёт рамы: · На постоянную нагрузку……………………………………… · На снеговую нагрузку………………………………………….. · На ветровую нагрузку…………………………………………… | |
| 5. | Таблица расчётных усилий в сечениях левой стойки рамы……….. | |
| 6. | Таблица расчётных сочетаний нагрузок (РСН)……………………… | |
| 7. | Расчёт фермы: · Определение узловых нагрузок……………………………….. · Статический расчёт фермы…………………………………….. · Расчёт сечений стержней фермы……………………………… | |
| 8. | Расчёт колонны: · Расчётные длины и усилие……………………………………. · Расчёт сечения стержня колонны……………………………. · Расчёт базы……………………………………………………. · Расчёт оголовка……………………………………………….. | |
| 9. | Вопросы самопроверки | |
| 10. | Литература……………………………………………………………… |
|
|
|
Общие сведения по курсовому проекту
Выполнение курсовой работы по дисциплине «Металлические конструкции» для студентов высших учебных заведений специальности 291500 «Экспертиза и управление недвижимостью», заочной и дневной форм обучения, предусмотрено учебным планом и образовательным стандартом 656000 «Строительство».
Тема курсовой работы; «Стальной каркас одноэтажного, однопролётного производственного здания. Учебная курсовая работа состоит из двух частей: компоновка и расчёт.
В компоновочной части назначается сетка колонн, состав покрытия и ограждения стен. Определяется геометрическая схема ферм покрытия, схемы связей шатра и между колоннами, вертикальные и горизонтальные размеры поперечной рамы каркаса.
В расчётной части выбирается расчётная схема поперечной рамы, определяются постоянные и временные нагрузки, выполняется статический расчёт, определяются расчётные усилия в элементах рамы. В этой части курсовой работы, также, выполняется расчёт фермы, колонны и узлов соединения элементов рамы.
При выполнении курсовой работы предлагается статический расчёт фермы выполнить с использованием компьютерной программы «Лира 9.2». Расчёт сечений стропильной фермы с использованием компьютерных таблиц «Exсel» [2]. Применение этих таблиц значительно снижает трудоёмкость большого объёма вычислений, а также возможность рассмотрения различных вариантов сечений стержней фермы.
|
|
|
Компоновка конструктивной схемы каркаса
Запроектировать стальной каркас одноэтажного, однопролётного производственного здания:
· Пролёт поперечной рамы - 30м.
· Шаг поперечных рам - 3м.
· Высота цеха - 15м.
· Длина здания – 84м.
· Шарнирное сопряжение колонны с ригелем и фундаментом.
· Режим здания – неотапливаемый.
Конструктивная схема поперечной рамы.
| i |
| а - а |
| оголовок колонны |
| а |
| а |
| а - а |
|
 |
|
| 0.00 |
| база колонны |
| стержень колонны |
 |
|
| Б |
| А |
Определим вертикальные размеры поперечной рамы (рис.1), [1].
Высота цеха задана – 15м. заглубление базы колонны – 1.0м. высота колонны:
Высота фермы на опоре - 
Определим горизонтальные размеры поперечной рамы (рис.1): 
Высота сечения колонны принимаем по жёсткости – λ=130. Расчётную длину принимаем – 
. Из этого условия требуемый радиус инерции сечения:
Принимаем ориентировочно сечение Ι № 30Б1. Высота сечения – 300мм. Привязка разбивочной оси – 0.
Связи и прогоны по верхним поясам ферм каркаса здания.
| 28х3000 |
| условные обозначения: |
| Стропильные фермы (ι – 30м, шаг 3м) |
| Обвязочные балки (ι – 7.5м) |
| Горизонтальные связи |
| Прогоны (ι – 3м, шаг 1.88)м |
| Рис.2. |
Связи по нижним поясам ферм.
| 28х3000 |
| условные обозначения: |
| Стропильные фермы (ι – 30м, шаг 3м) |
| Горизонтальные связи |
| Рис. 3 |
Схема продольного фахверка
| 28х3000 |
| условные обозначения: |
| Стропильные фермы |
| Стойки торцевого фахверка |
| Вертикальные связи по колоннам |
| Основные колонны каркаса здания |
| Рис.4 |
Схема продольного фахверка
| 28х3000 |
| условные обозначения: |
| Стропильные фермы |
| Стойки торцевого фахверка |
| Вертикальные связи по колоннам |
| Основные колонны каркаса здания |
| Рис.4 |
Схема торцевого фахверка каркаса здания.
| условные обозначения: |
| Стропильные (обвязочные) балки |
| Стойки торцевого фахверка |
| Вертикальные связи по колоннам |
|
|
|
Рис. 5.
Постоянные нагрузки от покрытия
Таблица 1.
| Состав покрытия | Норм. (кН/м2) | Коэффиц. н-ки | Расчётн. (кН/м2) |
| Прогоны и профнастил | 0.21 | 1.05 | 0.12 |
| Металлоконструкции шатра здания | 0.3 | 1.05 | 0.32 |
| Временная длительная | 0.2 | 1.2 | 0.36 |
| Итого | 0.71 | --- | 0.80 |
Постоянная равномерно распределённая линейная нагрузка на ригель равна: 
кн/м.
Опорная реакция ригеля: 
где: 
- расчётная распределённая постоянная нагрузка;
- шаг поперечных рам;
– пролёт поперечной рамы.
Расчётный вес колонны, по табл. 12.1 [1] принят 0.3 кн/м2. Масса всей колонны, 
.
Поверхностная масса стен 10кг/м2, оконные переплёты с остеклением 35кг/м2. Нагрузка на колонну от стены 
Снеговая нагрузка. В данном примере, расчётное значение веса снегового покрова принято 
кн/м2 [2]. Линейная распределённая нагрузка от снега на ригель рамы: 
Опорная реакция ригеля: 
Ветровая нагрузка. В данном примере принято 
Тип местности В (см. прил. 3 [1]), коэффициент 
при высоте до 5 м – 0.5; для 10 м – 0.65; для 20 м – 0.85
Линейная распределённая нагрузка при высоте до 10 м равна 0.77 ∙ 0.65 = 0.5 кн/м; 20 м – 0.77 ∙ 0.85 =0.65 кн/м; 15 м – 0.5+ (0.65-0.5)∙5/10 = 0.57 кн/м.
Вычисляем сосредоточенные силы от ветровой нагрузки
кн
.
Эквивалентные линейные нагрузки – по формуле 12.10 [1]:
; 
. 
| q1=0.65кн/м |
|
Рис.5. Схема ветровых нагрузок.
Пространственная жёсткость здания создаётся системой плоских ограждающих элементов, продольных и поперечных стен с жёстким диском покрытия, в пространственный блок. В этом блоке продольные стены обеспечивают горизонтальную продольную жёсткость, а торцевые стены – поперечную жёсткость. Основные колонны, вертикальные связи между ними и обшивка профнастилом создают жёсткость продольных стен. Стойки торцевого фахверка, вертикальные связи по ним и обшивка профнастилом определяют жёсткость поперечных стен. Продольные и поперечные стены здания связывает в единую пространственную систему жёсткий диск покрытия. Жёсткость диска покрытия создают стропильные фермы, связи, прогоны и обшивка из стального профилированного настила.
|
|
|
|
|
|
