Проектирование одноэтажного промышленного здания

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Апреля 2013 в 13:32, курсовая работа

Краткое описание

Вычисление величин нагрузок.
2.1. Нагрузки от собственного веса конструкций здания.

Расчетная схема поперечной рамы здания на постоянную нагрузку представлена на рисунке 2.1.

Скачать полностью (2.11 Мб) Сколько стоит заказать работу?
Прикрепленные файлы: 4 файла

записка 1.doc

— 3.29 Мб (Скачать документ)

                         │     │  

                         │     │

                         │     │  

                        ─┴─  ──┼  

 

                         Рис.  3 .4

 

4. Расчет ступенчатой колонны  производственного здания.

Исходные  данные.

 

Требуется подобрать сечения сплошной верхней и сквозной нижней частей колонны однопролетного производственного здания (ригель имеет жесткое сопряжение с колонной). Расчетные усилия:

Для верхней части колонны:

– в сечении 1-1 N = -344,3 кН; M = -74,5 кНм; Q = 3,6 кН;

– в сечении 2-2 N = -373,0 кН; M = -91,8 кНм; Q = 3,6 кН;

.

Материал  колонны сталь марки  С245, бетон фундамента марки М150.

Конструктивная схема колонны  показана на рис. 4.1.

4.1. Расчет верхней части колонны.

4.1.1. Определение расчетных длин колонны.

 

Расчетные длины для верхней и нижней частей колонны в плоскости рамы определим по формулам:

 и 
.

Так как

,

,

значения  и определим по табл. 14.1 [1].

В однопролетной раме с жестким  сопряжением ригеля с колонной верхний  конец колонны закреплен только от поворота;

= 2;
= 3.

Таким образом, для нижней части  колонны:

;

 для верхней:

.

Расчетные длины из плоскости  рамы для нижней и верхней частей равны  соответственно:

;

.

 

 

Конструктивная схема  колонны.

Рис. 4.1.

4.1.2. Подбор сечения верхней части  колонны.

Сечение верхней части колонны  принимаем в виде сварного двутавра высотой:

По формуле 14.16. [1] определим требуемую площадь сечения.

Для симметричного двутавра:

;

;

,

Для стали C245 толщиной до 20 мм Ry = 240 МПа = 24 кН/см2;

.

Значение коэффициента определим по прил. 10 [1].

Примем в первом приближении  , тогда

;

.

По прил. 8 [1] при и : .

Компоновка сечения: высота стенки

,

принимаем предварительно толщину  полок .

По табл. 14.2 [1] при и из условия местной устойчивости

,

.

Принимаем и включаем в расчетную площадь сечения колонны два крайних участка стенки шириной по

.

Требуемая площадь полки:

.

 

Из условия устойчивости верхней  части колонны из плоскости действия момента ширина полки:

из условия местной устойчивости полки по формуле: 

где .

Принимаем ; ; ;

.

Геометрические  характеристики сечения.

Расчетная площадь сечения с учетом только устойчивой части стенки:

.

 

 

Параметр

Значение

  

A

Площадь поперечного сечения

78.4

см2

a

Угол наклона главных осей инерции 

-90.0

град

Iy

Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y

1776.501

см4

Ix

Момент инерции относительно центральной оси X1 параллельной оси X

26600.133

см4

It

Момент инерции при свободном  кручении

20.693

см4

iy

Радиус инерции относительно оси Y1

4.76

см

ix

Радиус инерции относительно оси  X1

18.42

см

Wu+

Максимальный момент сопротивления относительно оси U

1182.228

см3

Wu-

Минимальный момент сопротивления относительно оси U

1182.228

см3

Wv+

Максимальный момент сопротивления относительно оси V

161.5

см3

Wv-

Минимальный момент сопротивления относительно оси V

161.5

см3

Wpl,u

Пластический момент сопротивления  относительно оси U

1337.8

см3

Wpl,v

Пластический момент сопротивления  относительно оси V

248.88

см3

Iu

Максимальный момент инерции

26600.133

см4

Iv

Минимальный момент инерции

1776.501

см4

iu

Максимальный радиус инерции

18.42

см

iv

Минимальный радиус инерции

4.76

см

au+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)

15.079

см

au-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)

15.079

см

av+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси X(V)

2.06

см

av-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси X(V)

2.06

см

yM

Координата центра тяжести по оси Y

21.5

см

xM

Координата центра тяжести по оси  X

0.4

см


4.1.3.  Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента.

Значение коэффициента определяем по прил. 10 [1] при :

;

;

 по прил. 8 [1].

В расчетное сечение включаем всю площадь сечения:

.

Недонапряжение: .

Условие обеспечения  общей устойчивости верхней части  колонны в плоскости действия момента выполняется.

 

Проверка устойчивости стенки верхней части колонны:

,

где .

;

;

;

.

Поскольку

,

принимаем

.

Так как

,

условие соблюдается, следовательно  проверку устойчивости колонны из плоскости  действия момента проводят с учетом всей площади сечения.

Так как

,

Устойчивость стенки верхней части колонны обеспечена.

4.1.4. Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента.

;

 по прил. 7 [1].

Для определения  найдем максимальный момент в средней трети расчетной длины стержня:

 

По модулю

при коэффициент .

Значения  и определим по [ 1, прил. 11 ]:

.

Поскольку

,

в расчетное сечение включаем полное сечение стенки:

.

Недонапряжение:

Условие обеспечения  общей устойчивости верхней части  колонны из плоскости действия момента выполняется.

4.2. Подбор сечения нижней части  колонны.

 

– N1 = -1489,2 кН; M1 = -725,6 кНм (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь);

– N2 = -508,0 кН; М2 = 827,5 кНм (изгибающий момент догружает наружную ветвь);

– Qmax= -102,5 кН.

Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения .

Подкрановую ветвь колонны принимаем  из широкополочного двутавра, наружную – составного сварного сечения из листа и двух уголков.

Определим по формуле 14.32 [1] ориентировочное положение центра тяжести. Принимаем zо = 2,5 см; hо = hн - zо = 150 - 2,5 = 147,5 см.

;

.

Усилия в ветвях определим по формулам:

В подкрановой ветви: .

В наружной ветви: .

Определяем требуемую площадь ветвей и назначаем сечение.

Для подкрановой ветви:

,

задаемся  ; R = 240 МПа = 24 кН/см2 ( сталь С245, фасонный прокат), тогда

.

 

Элемент сечения

Угол  поворота

Зеркально

Двутавp широкополочный по ГОСТ 26020-83  30Ш2

 

 

 

 

Габариты сечения 200.0 x 294.9 мм

Геометрические  характеристики сечения

 

 

Параметр

Значение

  

A

Площадь поперечного  сечения

77.65

см2

a

Угол наклона  главных осей инерции 

0.0

град

Iy

Момент инерции  относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y

12200.0

см4

Iz

Момент инерции  относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z

1737.0

см4

It

Момент инерции  при свободном кручении

44.161

см4

iy

Радиус инерции  относительно оси Y1

12.535

см

iz

Радиус инерции  относительно оси Z1

4.73

см

Wu+

Максимальный  момент сопротивления относительно оси U

827.119

см3

Wu-

Минимальный момент сопротивления относительно оси U

827.119

см3

Wv+

Максимальный  момент сопротивления относительно оси V

173.7

см3

Wv-

Минимальный момент сопротивления относительно оси V

173.7

см3

Wpl,u

Пластический  момент сопротивления относительно оси U

923.242

см3

Wpl,v

Пластический  момент сопротивления относительно оси V

267.103

см3

Iu

Максимальный  момент инерции

12200.0

см4

Iv

Минимальный момент инерции

1737.0

см4

iu

Максимальный  радиус инерции

12.535

см

iv

Минимальный радиус инерции

4.73

см

au+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления  оси Y(U)

10.652

см

au-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления  оси Y(U)

10.652

см

av+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)

2.237

см

av-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления  оси Z(V)

2.237

см

yM

Координата  центра тяжести по оси Y

10.0

см

zM

Координата  центра тяжести по оси Z

-14.75

см


 

Для наружной ветви:

.

Для удобства прикрепления элементов  решетки расстояние между внешними гранями полок принимаем таким  же, как в подкрановой ветви (295 мм). Толщину стенки швеллера для удобства ее соединения встык с полкой надкрановой части колонны принимаем равной 10 мм; высота стенки из условия размещения сварных швов .

Требуемая площадь полок (уголков):

.

 

 

Элемент сечения

Угол  поворота

Зеркально

Уголок равнополочный  по ГОСТ 8509-93 L90x9

 

 

 

 

Габариты сечения 90.0 x 90.0 мм

Геометрические  характеристики сечения

 

 

Параметр

Значение

  

A

Площадь поперечного  сечения

15.6

см2

a

Угол наклона  главных осей инерции 

45.0

град

Iy

Момент инерции  относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y

117.476

см4

Iz

Момент инерции  относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z

117.476

см4

It

Момент инерции  при свободном кручении

3.894

см4

iy

Радиус инерции  относительно оси Y1

2.744

см

iz

Радиус инерции  относительно оси Z1

2.744

см

Wu+

Максимальный  момент сопротивления относительно оси U

29.17

см3

Wu-

Минимальный момент сопротивления относительно оси U

29.17

см3

Wv+

Максимальный  момент сопротивления относительно оси V

13.688

см3

Wv-

Минимальный момент сопротивления относительно оси V

15.586

см3

Wpl,u

Пластический  момент сопротивления относительно оси U

45.825

см3

Wpl,v

Пластический  момент сопротивления относительно оси V

23.531

см3

Iu

Максимальный  момент инерции

185.635

см4

Iv

Минимальный момент инерции

49.317

см4

iu

Максимальный радиус инерции

3.45

см

iv

Минимальный радиус инерции

1.778

см

au+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления  оси Y(U)

1.87

см

au-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления  оси Y(U)

1.87

см

av+

Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)

0.877

см

av-

Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления  оси Z(V)

0.999

см

yM

Координата  центра тяжести по оси Y

2.548

см

zM

Координата  центра тяжести по оси Z

-2.548

см

Лист_1.dwg

— 201.28 Кб (Скачать документ)

Лист_2.dwg

— 269.59 Кб (Скачать документ)

Лист_3.dwg

— 462.75 Кб (Скачать документ)

Информация о работе Проектирование одноэтажного промышленного здания