Введение

Курсовой проект «Металлические каркасные здания» состоит из трех частей.

Первую часть составляют вопросы разработки объемно-планировочного решения каркасной части главного корпуса ГК в соответствии с заданным основным и подобранным вспомогательным оборудованием, при этом учтены действующие нормативные требования по проектированию промышленного здания каркасного типа. В этой же части определена грузоподъемность мостовых опорных кранов, подобрано их количество (выбран один кран) и назначены крановые габариты. На основании опыта проектирования и в соответствии с разработанным объемно-планировочным решением выполнено предварительное назначение размеров и формы сечений элементов каркаса в стальном варианте. Назначены также стропильные конструкции, связи и ограждающие элементы здания.

Вторая часть работы посвящена разработке и обоснованию расчетной схемы несущего элемента каркаса здания – плоской поперечной двухпролетной рамы с пристройкой в виде деаэраторной этажерки. Определены действующие нагрузки, построены их сочетания и подготовлены исходные данные для выполнения статического расчета с использованием современных методов расчета стержневых конструкций и компьютерной техники, в данном случае использован вычислительный комплекс SCAD.

Итогом работы стало построение огибающих эпюр изгибающих моментов М и продольных N сил в элементах стержневой системы.

Третья часть работы заключается в проектировании основных несущих элементов каркаса – ступенчатой колонны, ригелей, междуэтажных перекрытий, ферм и подкрановых балок. В данном случае выполнено проектирование ступенчатой колонны крайнего ряда рассматриваемого здания.

1. Компоновка главного корпуса

1.1 Выбор вспомогательного оборудования

Сведения об основном и вспомогательном оборудовании удобно представить в табличном виде.

Таблица 1

Эл-тыоборуд.Пара-метры	ТА	Конден-сатор	ПНД	СПП	Деаэратор(колонка+ бак)	При-меч.
Тип	ТК-450/500 (2 шт.)+ТВВ-500	К2–19000–1(2 шт.)	ПН-1800–42 (6 шт.)	СПП-500–1	ДП-800 (2 шт.)
Габариты, м	Длина – 33,9+18,4	Длина – 12	D=3,03H=10.0	D=4.17H=9.05	D=2.44V=120м³
Масса (т)	1080 (110)+384 (65)	1080*2= 2160	61.6	119	120

1.2 Плановая компоновка главного корпуса

1.2.1 Определение количества отделений, назначение пролетов отделений

Компоновка главного корпуса определена заданием: главный корпус (ГК) с общим машинным залом и продольным расположением турбоагрегата (ТА) (всего два здания, по два ТА в каждом).

Количество отделений: 3 (турбинное отделение – ТО, деаэраторное отделение – ДО, реакторное отделение – РО).

Пролет турбинного отделения находится из следующего выражения:

, где

В_ф.та – ширина фундамента ТА, для заданного ТА В_ф.та=12 м;

l_к.тр – длина конденсаторной трубки;

ΣВ_пит.н. – плановый размер питающих насосов;

ΣВ_прох. – сумма проходов для обслуживания ТА;

ΣВ_{пологт.} – ширина подогревателя.

Из опыта проектирования АЭС, эту формулу можно записать так:

L_то=(3–4) В_ф.та= 4В_ф.та=4*12 м=48 м.

Пролет деаэраторного отделения принимается равным 12 м. L_до=12 м.

1.2.2 Назначение шага колонн и определение длины здания

Из опыта проектирования шаг колонн принимаем следующим: B_к=12 м.

Длина технологической секции L_тс определяется размером ТА (L_тс> L_та), а также плановыми размерами элементов вспомогательного оборудования и способом их расстановки. Обычно L_тс кратна шагу колонн. Таким образом определяем, что L_тс=60.90 м. При этом ширина технологической секции В_тс=L_то=48 м.

Длину монтажной площадки (МП) примем кратной 3В_к, т.е. L_мп=36=====м.

Температурные швы отсутствуют, т. к. общая длина отделений не превышает 216=== метров.

1.2.3 Описание генеральных плановых размеров РО

Для РО реактора ВВЭР – 500: D_ро=31 м, размер обстройки РО в плане 64х64 м.

1.3 Высотная компоновка главного корпуса

1.3.1 Определение отметки обслуживания турбоагрегата в турбинном отделении

Отметка обслуживания ТА определяется по следующей формуле:

↓ обсл. ТА=↓ пола+(H_ф.та-h_з.ф.), где

H_ф.та – высота фундамента ТА,

h_з.ф. – заглубление подошвы фундамента относительно отметки пола.

↓ обсл. ТА=0,000+(18,5–6,5)=12 м.

1.3.2 Выбор грузоподъемности и количества мостовых опорных кранов. Определение крановых габаритов

Данные по максимальным массам монтажных элементов и элементов вспомогательного оборудования приведены в § 1.1. Исходя из этого, назначаем тип крана: КМ – 125 ЛН с увеличенной высотой подъема, двухбалочный.

Теперь, исходя из грузоподъемности (125т) предварительно назначим высоту сечения верхней части колонны: h_в=750 мм.

Определим привязку колонны к осям координационной сетки, т. к. h_в=750 мм, то а=500 мм, для колонн по ряду Б и В примем нулевую привязку (см. рис. 1).

Рассчитаем пролет мостового опорного крана, который в общем случае находится по формуле:

L_k=L_то – (λ₁+λ₂), в скобках – сумма двух привязок к координационным осям, рекомендуемое значение этой суммы – не менее 1500 мм.

Тогда L_k=42 м-2 м=40 м.

Данные по мостовому опорному крану удобно представить в виде таблицы (табл. 2)

Таблица 2. Параметры мостового опорного крана

КранКол.	L_к, м	Тип кр. рельса	А₂ м	А₃ м	А₄ м	Р₁ кН	Р₂ кН	Масса, т		H м	h м	а₁ м	В м	В₂ м	С₂ м	l₂ м	l м
								Тележка	Кран
125/	46	КР-125	8.0	0,9	-	59.3	59.3	-	192	4,8	0.82	0.015	0,4	0,5	1,9	2,7

1.3.3 Определение отметок оголовка рельса, подкрановой консоли и высоты колонны

Необходимая расчетная высота подъема над отметкой обслуживания определяется как сумма высот наибольшего габарита оборудования, стропов и запаса.

Н_под=Н_об+Н_стр+Н_зап;

Н_об=maxН_спп; Н_пнд; Н_пвд; Н_стр=max диаметр СПП, ПВД, ПНД;

Н_зап=0,5 м.

Н_под=10 м+4,17 м+1 м=15.17 м

Теперь определим отметку головка рельса, которая в первом приближении может быть вычислена как:

(↓г.р.)’=↓обсл.+Н_под+h=12 м+15.17 м+0.82 м=27.99 м.

Далее определим отметку подкрановой консоли.

↓ п.к.=(↓г.р.)’ – h_p-h_п.б.-h_о.р.-h_о.п., где h_p – зависит от типа рельса (см. табл. 2), 170 мм;

h_п.б – высота подкрановой балки, для определения которой воспользуемся унификацией металлических элементов для каркасных зданий, тип: ПБУ-12–8 шт., h_п.б=1826 мм;

h_о.р – высота опорного ребра ниже грани нижнего пояса балки, 20 мм;

h_о.п – толщина опорной плиты, 20 мм,

таким образом

↓ п.к.=27.99 м-0,17 м – 1,826–0,02 м-0,02 м=25.95 м=26 м.

После этого определим окончательную отметку головки рельса обратным пересчетом:

↓г.р.= ↓ п.к.+h_p+h_п.б.+h_о.р.+h_о.п.=26 м+0,17 м+1,826 м+0,02 м+0,02 м=28,036 м

Определим общую высоту колонны

H_к=Н_в.к.+Н_н.к.

↓в.к.=↓г.р.+H+а₁=28,036 м+4,8 м+0,15=32.986 м=33 м

Н_в.к.=↓в.к.-↓п.к.=33 м-26 м=7 м

Н_н.к.=↓п.к.-↓пола+h_б.к., h_б.к. – заглубление базы колонны под планировочной отметкой.

Н_н.к.=26 м+0,0+0,75 м=26.75 м

H_к=7 м+26.75 м=33.75 м

1.3.4 Высотная компоновка деаэраторного отделения (ДО)

ДО представляет собой однопролетное многоэтажное здание – этажерку.

На первом этаже размещены электрические устройства – распределительные устройства собственных нужд (РУСН); на втором – электроустройства, кабельные каналы; на третьем – блочный щит управления; на четвертом трубопроводный коридор; на пятом – деаэраторные устройства.

Отметка пола первого этажа совпадает с отметкой пола турбинного отделения – 0.000. Отметка пола второго этажа – 5,400. Отметка пола третьего этажа совпадает с отметкой обслуживания – 12,000. отметка пола четвертого этажа – 16,400. Отметку пола пятого этажа примем равной – 28,400.

Высота пятого этажа находится из следующей зависимости:

↓в.к.до=↓5 эт.+Н_ф.д.+Н_д.+Н_стр.+Н_кр.+h_п.б.

Н_ф.д.≈1/3 диаметра бака, Н_ф.д.=1,15 м;

Н_д. – высота установки (бак + колонка);

Н_стр. – высота стропов (запас над деаэраторной установкой);

Н_кр. – высота крана от верхнего положения крюка до низа подвесных монорельсов;

h_п.б. – высота подвесных балок (монорельсов).

Мы примем высоту пятого этажа ДО равной 15,9 м, следовательно отметка верха пятого этажа составляет – 44,300.

1.4 Конструкции каркаса здания

Рассматриваемая каркасная часть ГК по конструктивной схеме представляет собой промышленное многоэтажное здание каркасного типа сблокированное из отделений различной высоты.

Каркасная часть ГК – это совокупность несущих конструкций, связанных в геометрически неизменяемую стержневую систему.

Каркас воспринимает действия в общем случае следующих нагрузок:

Металлические каркасные здания (стр. 1 из 4)