Курсовая работа: Стальной каркас одноэтажного производственного здания

M2=σb*c22/2=9.24*51.52/2=12.2 кН*м;

- участок 3 (плита, опертая на четыре стороны):

b/a=562/220=2.6 => α=0.125.

M3=α*σb*a2=0.125*9.24*2202*10-3=55.9 кН*м;

- участок 4 (плита, опертая на четыре стороны):

d=p-tw-a=362-18-220=124 мм,

b/d=562/124=4.5 => α=0.125,

M4=α*σb*d2=0.125*9.24*1242=17.7 кН*м.

Принимаем для расчета Мmax=55.9 кН*м.

Требуемая толщина плиты (с учетом припуска на фрезеровку - 2 мм):

tпл=(6*Mmax/Ry)0,5+2,

tпл=(6*103*55.9/240)0,5+2=39.4 мм, принимаем по ГОСТ 82-70* tпл=40 мм.

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилия в ветви передаем на траверсу через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А; d=1,4…2 мм; bf=0,9. Назначаем kf=14 мм.

Определяем требуемую длину шва:

lfтр=Nв2/(4*kf*βf*Rwf*γwf) < 85*βf*kf,

lfтр=3232.86*103/(4*14*0.9*180*1)=356.4 мм < 85*0,9*14=1071 мм

Принимаем hтр=400 мм.

Подберем анкерные болты.

Для определения анкерных болтов базы наружной ветви принимаем следующие комбинации усилий (см. рисунок 25):

Mмакс нар=1329.37 кН*м, Nмин сжим=413.04 кН.

Усилие в болтах базы наружной ветви:

Fа нар=(Mмакс нар-Nмин сжим*y1)/h0,

Fа=(1329.37-413.04*967*10-3)*103/1693=549.3 кН.

Требуемая площадь нетто одного болта:

Aнтрнар=Fa нар/(n*R),

где n – количество болтов в базе, шт,

R – расчетное сопротивление растяжению фундаментного болта, МПа.

Aнтрнар=549.3*103/(2*185)=1484.6 мм2.

Принимаем по ГОСТ 24379.0-80 в базе подкрановой ветви фундаментные болты 2Æ56 с площадью одного болта Aн нар=1874.0 мм2.

Подберем анкерные плитки.

Расчетный момент:

M=0,5*Fа нар*p/2,

M=0,5*549.3*362*10-3/2=49.70 кН*м.

Требуемый момент сопротивления сечения анкерной плитки с одной стороны от ветви колонны:

Wтр=M/(2*Ry),

Wтр=49.70*106/(2*240)=103547 мм3.

Примем два швеллера 14У по ГОСТ 8240-97 с суммарным моментом сопротивления Wx=140400 мм3.

Проверка прочности:

σ=M/(2*W)<Ry,

σ=49.70*106/140400=177.0 МПа < Ry=240 МПа.

4.6.3 База подкрановой ветви

Подберем плиту базы и траверсы подкрановой ветви колонны.

Требуемая площадь плиты:

Апл.тр=Nв1/(Rb*γ),

Апл.тр=2290.36/(8.5*1.2)=224545 мм2.

По конструктивным соображениям свес плиты с2 принимаем не менее 40 мм. Тогда:

В³bk+2*с2=597+2*40=677 мм, принимаем В=700 мм, тогда

с2=(В-bk)/2=(700-597)/2=51.5 мм.

Требуемая длина плиты:

Lтр=Апл.тр/В,

Lтр=224545/700=321 мм, принимаем L=400 мм.

Фактическая площадь плиты:

Апл.факт=B*L,

Апл.факт=700*400=280000 мм2.

Среднее напряжение в бетоне под плитой:

sb=Nв1/Апл.факт,

sb=2290.36*103/280000=8.18 МПа.

Расстояние между траверсами в свету равно: p=230 мм.

Толщину траверсы принимаем tтрав=14 мм, тогда свес плиты с1 будет равен:

c1=(L-p-2*tтрав)/2,

c1=(400-230-2*14)/2=71 мм.

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты (на 1 м):

- участок 1 (консольный свес с=с1=71 мм):

M1=σb*c12/2=8.18*712/2=20.6 кН*м;

- участок 2 (консольный свес с=с2=51.5 мм):

M2=σb*c22/2=8.18*51.52/2=10.8 кН*м;

- участок 3 и 4 (плита, опертая на четыре стороны):

b/a=562/115=4.9 => α=0.125.

M3=α*σb*a2=0.125*8.18*1152*10-3=13.5 кН*м.

Принимаем для расчета Мmax=20.6 кН*м.

Требуемая толщина плиты (с учетом припуска на фрезеровку - 2 мм):

tпл=(6*Mmax/Ry)0,5+2,

tпл=(6*20.6*103/240)0,5+2=24.7 мм, принимаем по ГОСТ 82-70* tпл=25 мм.

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилия в ветви передаем на траверсу через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А; d=1,4…2 мм; bf=0,9. Назначаем kf=10 мм.

Определяем требуемую длину шва:

lfтр=Nв2/(4*kf*βf*Rwf*γwf) < 85*βf*kf,

lfтр=2290.36*103/(4*10*0.9*180*1)=353.5 мм < 85*0,9*10=765 мм.

Принимаем hтр=400 мм.

Подберем анкерные болты.

Для определения анкерных болтов базы подкрановой ветви принимаем следующие комбинации усилий:

Mмакс вн=1348.5 кН*м, Nмин сжим вн=331.67 кН.

Усилие в болтах базы подкрановой ветви:

Fа вн=(Mмакс вн-Nмин сжим вн*y2)/h0,

Fа вн=(1348.5-331.67*726*10-3)*103/1693=654.3 кН.

Требуемая площадь нетто одного болта:

Aнтрвн=Fа вн/(n*R),

где n – количество болтов в базе, шт,

R – расчетное сопротивление растяжению фундаментного болта, МПа.

Aнтрвн=654.3*103/(2*185)=1768.4 мм2.

Принимаем по ГОСТ 24379.0-80 в базе подкрановой ветви фундаментные болты 2Æ56 с площадью одного болта Aн вн=1874.0 мм2.

Подберем анкерные плитки.

Расчетный момент:

M=0,5*Fа вн*p/2,

M=0,5*654.3*230*10-3/2=37.62 кН*м.

Требуемый момент сопротивления сечения анкерной плитки с одной стороны от ветви колонны:

Wтр=M/(2*Ry),

Wтр=37.62*106/(2*240)=78380 мм3.

Примем два швеллера 12У по ГОСТ 8240-97 с суммарным моментом сопротивления Wx=101200 мм3.

Проверка прочности:

σ=M/(2*W)<Ry,

σ=37.62*106/(2*101200)=185.9 МПа < Ry=240 МПа.

Рисунок 25. База колонны

1.  ГОСТ 1759.4-87. Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытания. Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам. Москва.

2.  ГОСТ 23119-78. Фермы стропильные стальные сварные с элементами из парных уголков для производственных зданий. Технические условия.

3.  ГОСТ 24379.0-80. Болты фундаментные. Общие технические условия. Конструкция и размеры. Москва. 1981 г.

4.  ГОСТ 26020-83. Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент.

5.  ГОСТ 27772-88. Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам. Москва.

6.  ГОСТ 4121-96. Рельсы крановые. Технические условия. Минск. 1996 г.

7.  ГОСТ 82-70. Прокат стальной горячекатаный широкополосный универсальный. Государственный комитет по стандартам. Москва.

8.  ГОСТ 8509-93. Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. Минск.

9.  Серии I.460.2-10/88. Стальные конструкции покрытий одноэтажных производственных зданий с фермами из парных уголков. 1988 г.

10.  СНиП 2.01.0.7-85*. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. Министерство строительства Российской Федерации. Москва. 1996 г.

11.  СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий.

12.  СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования. Москва. Стройиздат. 1990 г.

13.  СНиП II-26-76. Кровли.

14.  СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий.

15.  Металлические конструкции. Под редакцией Беленя Е.И. Москва. Стройиздат. 1986 г.

16.  Строительные конструкции: «Металлические конструкции», «Железобетонные и каменные конструкции», «Конструкции из дерева и пластмасс». Учебное пособие «Контроль знаний студентов по курсовому проектированию, экзаменам и зачетам» специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения. ИГАСУ. Составители: Малбиев С.А., Телоян А.Л, Лопатин А.Н. Иваново. 2006 г.

17.  Металлические конструкции. Нормативные и справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Телоян А.Л. Пермь. 2005 г.

18.  Статический расчет рам одноэтажных однопролетных производственных зданий. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для специальностей: 1402, 1205. Телоян А.Л. ИИСИ. Пермь. 1985 г.

19.  Расчет и конструирование стальных стропильных ферм. Методическое указание для курсового и дипломного проектирования. Телоян А.Л. ИИСИ. Пермь. 1984 г.

20.  Конструктивные схемы и узлы стальных конструкций одноэтажных производственных зданий. Методические указания для курсового и дипломного проектирования. Альбом №2. Телоян А.Л. ИИСИ. Пермь. 1985 г.

21.  Проектирование и расчет стальных конструкций балочных перекрытий и центрально сжатых колонн. Методические указания к выполнению курсовой работы «Балочное перекрытие рабочей площадки». Телоян А.Л. ИИСИ. Пермь. 1988 г.

22.  Курсовой проект «Стальной каркас одноэтажного производственного здания». Смирнов А. Ю. ИГАСУ. Пермь 2008 г.