Стальной каркас промышленного здания (стр. 1 из 12)
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Оренбургский государственный университет
Архитектурно-строительный факультет
Кафедра строительных конструкций
Курсовая работа
по дисциплине «Металлические конструкции»
Стальной каркас I-го промышленного здания
Пояснительная записка
ОГУ 270102. 1.1 06. 010 МК
Руководитель проекта
Никулина О.В.
Исполнитель
студент гр. С-2.
Иванов А.А..
Исходные данные для проектирования
1 Расчет стропильной фермы
1.1 Построение геометрической схемы фермы
1.2 Сбор нагрузок на ферму
1.2.1 Постоянная нагрузка
1.2.2 Снеговая нагрузка
1.3 Определение расчетных усилий в элементах фермы
1.3.1 Построение диаграмм от постоянной нагрузки и от снеговой нагрузки на половине пролета
1.3.2 Определение расчетных усилий в элементах фермы
1.4 Подбор сечений элементов фермы
1.4.1 Подбор сечения элементов верхнего пояса
1.4.2 Подбор сечения элементов нижнего пояса
1.4.3 Подбор сечения элементов раскосов
1.4.4 Подбор сечения элементов стоек
1.4.5 Составление таблицы подбора сечений для элементов фермы
1.5 Расчет узлов фермы
1.5.1 Расчет К-образного верхнего узла фермы
1.5.2 Расчет Т-образного верхнего узла фермы
1.5.3 Расчет опорного узла фермы
1.5.4 Расчет укрупнительного узла фермы
2 Расчет поперечной рамы
2.1 Компоновка поперечной рамы
2.2 Сбор нагрузок на поперечную раму
2.2.1 Постоянная нагрузка
2.2.2 Снеговая нагрузка
2.2.3 Ветровая нагрузка
2.2.4 Крановая нагрузка
3 Расчет ступенчатой колонны
3.1 Статический расчет рамы выполнен с помощью программы “METAL”
3.2 Назначение расчетных длин участков ступенчатой колонны
3.3 Расчет верхней части ступенчатой колонны
3.4 Подбор сечения и конструирование узлов нижней части колонны
3.4.1 Определение усилий в ветвях колонны
3.4.2 Подбор сечения подкрановой ветви колонны
3.4.3 Подбор сечения шатровой ветви колонны
3.4.4 Подбор сечения раскосов соединительной решетки
3.5 Конструирование и расчет узла сопряжения верхней части колонны с нижней (подкрановой траверсы)
3.6 Расчет и конструирование базы подкрановой ветви
3.7 Расчет анкерных болтов базы подкрановой ветви
3.8 Расчет анкерной плитки
3.9 Проверка сечения траверсы на изгиб и срез от действия силы приходящейся на один анкерный болт
4 Подбор сечений элементов связевой системы
Список использованных источников
Исходные данные для проектирования
| 1. | Пролет L, м | 36,0 |
| 2. | Длина здания  , м | 204,0 |
| 3. | Шаг рам В, м | 6,0 |
| 4. | Отметка головки кранового рельса  , м | 9,6 |
| 5. | Грузоподъемность крана Q, кН | 500 |
| 6. | Режим работы крана | 4К |
| 7. | Тепловой режим здания | Н/О |
| 8. | Район строительства | г. Казань |
| 9. | Высота фермы на опоре  , м | 3,15 |
| 10. | Уклон верхнего пояса ферм  | 0,015 |
| 11. | Сечение элементов ферм: | |
| пояса |  | |
| решетка |  | |
| 12. | Ветровая нагрузка II,  | 0,3 |
| 13. | Снеговая нагрузка IV,  | 2,4 |
| 14. | Температура наиболее холодной пятидневки  | -32 |
1.1 Построение геометрической схемы фермы
Пролет фермы
. 
Рисунок 1 – Геометрическая схема фермы
.1.2 Сбор нагрузок на ферму
1.2.1 Постоянная нагрузка
Таблица 1 – Сбор постоянной нагрузки
| № | Наименование нагрузки |  , кПа |  |  , кПа |
| 1. | Защитный слой | 0,3 | 1,3 | 0,39 |
| 2. | Гидроизоляционный четырехслойный ковер | 0,2 | 1,3 | 0,26 |
| 3. | Железобетонная ребристая плита (3х6) | 1,6 | 1,1 | 1,76 |
| 4. | Прогоны сплошные | 0,08 | 1,05 | 0,084 |
| 5. | Собственный вес стропильной фермы | 0,4 | 1,05 | 0,42 |
| 6. | Связи | 0,04 | 1,05 | 0,042 |
| Всего: | 2,956 |
Узловая постоянная нагрузка находится по формуле:
,где
– коэффициент надежности по ответственности здания.Так как здание относится ко второму уровню ответственности, то коэффициент надежности по ответственности здания равен
/3/. 
. 
Рисунок 2 – Расчетная схема при расчете стропильной фермы на постоянную нагрузку
Опорные реакции стропильной фермы от постоянной нагрузки, находятся следующим образом:
.1.2.2 Снеговая нагрузка
Узловая снеговая нагрузка на ферму находится по формуле:
; 
.При расчете стропильных ферм учитывается два варианта загружения снегом:
I. Снег на всем пролете
Рисунок 3 – Расчетная схема при расчете стропильной фермы на I вариант снеговой нагрузки
Опорные реакции стропильной фермы от I варианта снеговой нагрузки, находятся следующим образом:
.II. Снег на половине пролета
Рисунок 4 – Расчетная схема при расчете стропильной фермы на II вариант снеговой нагрузки
Опорная реакция
стропильной фермы от II варианта снеговой нагрузки, находится следующим образом:
.Опорная реакция
стропильной фермы от II варианта снеговой нагрузки, находится следующим образом: 
.Проверка правильности нахождения опорных реакции
и 
стропильной фермы, от II варианта снеговой нагрузки: 
; 
; 
реакции найдены верно.1.3 Определение расчетных усилий в элементах фермы
Усилия в элементах фермы от отдельных видов загружения можно определить графическим методом, а именно построением диаграммы Максвелла-Кремоны.
Таблица 2 – Определение усилий в элементах фермы
| Наименование элемента | Обозначение на диаграмме | Усилия, кН | Nрасч. | |||
| От постоянной нагрузки | От снега I варианта | От снега II варианта | Å | Θ | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Верхний пояс | В-2 | -497,20 | -403,68 | -282,57 | 900,88 | |
| C-3 | -497,20 | -403,68 | -282,57 | 900,88 | ||
| D-5 | -795,51 | -645,88 | -403,67 | 1441,39 | ||
| E-6 | -795,51 | -645,88 | -403,67 | 1441,39 | ||
| F-8 | -894,88 | -726,55 | -363,31 | 1621,43 | ||
| G-9 | -894,88 | -726,55 | -363,31 | 1621,43 | ||
| H-11 | -795,51 | -645,88 | -242,20 | 1441,39 | ||
| I-12 | -795,51 | -645,88 | -242,20 | 1441,39 | ||
| J-14 | -497,20 | -403,68 | -121,10 | 900,88 | ||
| K-15 | -497,20 | -403,68 | -121,10 | 900,88 | ||
| Нижний пояс | 1-N | 273,50 | 222,06 | 161,47 | 469,56 | |
| 4-N | 671,21 | 544,96 | 363,31 | 1216,17 | ||
| 7-N | 870,02 | 706,37 | 403,67 | 1576,39 | ||
| 10-N | 870,02 | 706,37 | 302,75 | 1576,39 | ||
| 13-N | 671,21 | 544,96 | 181,65 | 1216,17 | ||
| 16-N | 273,50 | 222,06 | 60,55 | 469,56 | ||
| Раскосы | 1-A | -389,96 | -316,61 | -230,26 | 706,57 | |
| 2-1 | 319,06 | 259,05 | 172,70 | 578,11 | ||
| 4-3 | -248,16 | -201,48 | -115,13 | 449,64 | ||
| 5-4 | 177,26 | 143,92 | 57,57 | 321,18 | ||
| 7-6 | -106,31 | -86,31 | 0,00 | 192,62 | ||
| 8-7 | 35,45 | 28,78 | -57,57 | 64,23 | -22,12 | |
| 10-9 | 35,45 | 28,78 | 86,35 | 121,8 | ||
| 11-10 | -106,31 | -86,31 | -86,35 | 192,66 | ||
| 13-12 | 177,26 | 143,92 | 86,35 | 321,18 | ||
| 14-13 | -248,16 | -201,48 | -86,35 | 449,64 | ||
| 16-15 | 319,06 | 259,05 | 86,35 | 578,11 | ||
| L-16 | -389,96 | -316,61 | -86,35 | 706,57 | ||
| Стойки | 3-2 | -50,55 | -41,04 | -41,04 | 91,59 | |
| 6-5 | -50,55 | -41,04 | -41,04 | 91,59 | ||
| 9-8 | -50,55 | -41,04 | -20,52 | 91,59 | ||
| 12-11 | -50,55 | -41,04 | 0,00 | 91,59 | ||
| 15-14 | -50,55 | -41,04 | 0,00 | 91,59 | ||
Усилия в элементах фермы от снега на всем пролете (I варианта) находятся по формуле: