144931 (Проектирование каркаса одноэтажного здания)
Описание файла
Документ из архива "Проектирование каркаса одноэтажного здания", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "строительство" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "строительство" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "144931"
Текст из документа "144931"
Санкт–Петербургский Государственный Политехнический Университет
Инженерно - Строительный Факультет
Пояснительная записка к курсовой работе
по дисциплине: Металлические конструкции
Санкт – Петербург 2011 г.
1. Конструктивная схема здания
Проектируем одноэтажное каркасное здание длинною L = 60 м, пролетом l = 30 м. Стальной каркас создается колоннами, расставленными шагом B = 6 м, колонны жестко прикрепляются к фундаменту и на верху шарнирно соединяются с ригелем (стропильной ногой). Две колонны и ригель образуют поперечную раму. Пространственная жесткость каркаса обеспечивается путем постановки связи. Связи ставят в плоскости покрытия между фермами и между колоннами. Связи по покрытию располагаются:
-
в плоскости верхних поясов стропильных ферм
-
в плоскости нижних поясов стропильных ферм
-
между фермами
Стропильные фермы соединенные стропильными связями образуют пространственные блоки, к которым прикрепляются все остальные фермы с помощью прогонов или плит.
В курсовом проекте принято покрытие по прогонам.
Hн.п. = 11 м Конструктивная схема рамы представлена на рис. 1.
Рис.1 Конструктивная схем здания
2. Расчетная схема рамы. Определение нагрузок на раму
H = Hн.п. + 0,9 = 11 + 0,9 = 11,9 м
Нагрузки на раму
Постоянная нагрузка. Постоянная нагрузка от веса элементов покрытия.
qриг = γн *qop * B = 0,95*1,394* 6 = 7,95 кН/м,
где qop – постоянная нагрузка в кН/м2 от веса покрытия. γн – коэффициент надежности по назначению
Конструкция покрытия представлена на рис.2.
Таблица № 1 Сбор нагрузок на ригель
Вид нагрузки | Норм., кН/м2 | f | Расч., кН/м2 |
Защитный гравийно-битумный слой δ=15 мм | 0,30 | 1,3 | 0,390 |
3-слойный гидроизоляционный ковер | 0,15 | 1,3 | 0,195 |
Защитный слой из одного слоя рубероида | 0,05 | 1,3 | 0,065 |
Утеплитель-пенополистирол h = 50 мм, = 1,0 кН/м3 | 0,05 | 1,3 | 0,065 |
Пароизоляция – 1 слой рубероида на битуме | 0,04 | 1,3 | 0,050 |
Стальной профилированный настил t = 1 мм | 0,15 | 1,05 | 0,157 |
Прогон сплошного сечения пролета 6 м | 0,10 | 1,05 | 0,105 |
Стропильная ферма | 0,30 | 1,05 | 0,315 |
Связи | 0,05 | 1,05 | 0,052 |
Итого | 1,19 | - | 1,394 |
Рис.2 Расчетная схема рамы каркаса
Рис. 2.1 Схема покрытия
-
Гидроизоляционный ковер.
-
Утеплитель из пенополистерола
-
Пароизоляция
-
Стальной профилированный настил
-
Прогон
-
Стропильная ферма
Рис.3 Постоянная нагрузка от веса стен.
Стены выполняются из стеновых панелей размером 6х1,2х0,2 м, нагрузку от них принимаем равной 2 кН/м2.
Нагрузка на колонны от веса стен
gст = н* 2 * В = 0,95 * 2 * 6 = 11,4 кН/м Нагрузка от веса колонн.
Рис.4 Нагрузка от веса колонн.
Снеговая нагрузка
Расчетное значение равномерно-распределенной линейной нагрузки на ригель рамы от снегового покрова Р определяется по формуле:
P = н* Po * C * B*t = 0,95 * 1,26 * 1 * 6*1.43 = 10.27 кН/м,
где н = 0,95– коэффициент надежности по нагрузке; С = 1 – коэффициент, зависящий от очертания кровли и учитывающий степень удерживаемости снега на крыше здания; Po – расчетная снеговая нагрузка на 1м2 поверхности земли (для 3 снегового района строительства Po=1.26 Кн/м2)
В – ширина грузовой площади, равная шагу колонны, В=6 м.
t – коэффициент надежности по снеговой нагрузке равный 1.43;
Рис.5 Расчетная схема приложения снеговой загрузки
3. Ветровая нагрузка
Рассмотрим действие ветра на здание с левой стороны.
Эквивалентная ветровая нагрузка, действующая:
- с наветренной стороны:
q = f*н * qo * Cx * Kп * B = 1,4 *0,95* 0,30 * 0,8 * 0,678 * 6 = 1,3 кН/м
-
с заветренной стороны:
q’ = f * н * qo * C’x * Kп * B = 1,4 *0,95* 0,30 * 0,6 * 0,678 * 6 = 0.97 кН/м,
где f = 1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке
н = 0,95 – коэффициент надежности по назначению
qo = 0,30 кН/м2 – скоростной напор (для 2 ветрового района строительства)
Сх = 0,8 и С’х = 0,6 – аэродинамический коэффициент
Кп = 0,678 – коэффициент, изменения скоростного напора ветра по высоте, зависящий не только от высоты ,но и от типа местности.
hоп=hф + hкр.пок .+ hпар = 3,15 + 0,4 + 0,4 = 3,95 м
Ветровая нагрузка, действующая на здание выше оси ригеля рамы:
W = f*н * qo * Cx * Kho*ho * B = 1,4*0,95*0,30*0,8*0,728*3.95*6 = 5.49 кН
W’ = f*н * qo * Cx ‘* Kho*ho * B = 1,4*0,95*0,30*0,6*0,728*3.95*6 = 4.15 кН
Кho = 0,728 –коэффициент, изменения скоростного напора ветра по высоте, зависящий не только от высоты ,но и от типа местности для высоты ho
ho=H + hоп/2 = 11.9 + 3,95/2 = 13.875 м
3. Определение расчетных усилий в стержнях фермы
Фактические узловые нагрузки:
-
постоянная
G = q * d = 7,95 * 3 = 23,85 кН
-
снеговая нагрузка
P = p * d = 10.27 * 3 = 30.81 кН
Усилие в стержнях фермы определяем в табличной форме Таблица № 2 Усилие в стержнях фермы
Наименование | Обозначение | Единичное усилие в кН | Ng | Np | N = Ng + Np | ||
элемента | стержней | с двух сторон | слева | справа | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Верхний пояс | В1 | 0 | 0 | 0 | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
В2 | -9,524 | -6,667 | -2,857 | -227,15 | -195,43 | -422,58 | |
В3 | -9,524 | -6,667 | -2,857 | -227,15 | -195,43 | -422,58 | |
В4 | -15,238 | -9,524 | -5,714 | -363,43 | -312,68 | -676,11 | |
В5 | -15,238 | -9,524 | -5,714 | -363,43 | -312,68 | -676,11 | |
В6 | -17,143 | -8,571 | -8,571 | -408,86 | -351,77 | -760,63 | |
Нижний пояс | Н1 | 5,238 | 3,81 | 1,429 | 124,93 | 107,48 | 232,41 |
Н2 | 12,857 | 8,571 | 4,286 | 306,64 | 263,83 | 570,47 | |
Н3 | 16,667 | 9,524 | 7,143 | 397,51 | 342,01 | 739,51 | |
Раскосы | Р1 | -7,595 | -5,524 | -2,071 | -181,14 | -155,85 | -336,99 |
Р2 | 6,214 | 4,143 | 2,071 | 148,20 | 127,51 | 275,72 | |
Р3 | -4,833 | -2,762 | -2,071 | -115,27 | -99,17 | -214,44 | |
Р4 | 3,452 | 1,381 | 2,071 | 82,33 | 70,84 | 153,17 | |
Р5 | -2,071 | 0 | -2,071 | -49,39 | -42,50 | -91,89 | |
Р6 | 0,690476 | -1,381 | 2,071 | 16,47 | -28,34 | -11,87 | |
42,50 | 58,96 | ||||||
Стойки | С1 | -0,5 | -0,5 | 0 | -11,93 | -10,26 | -22,19 |
С2 | -1 | -1 | 0 | -23,85 | -20,52 | -44,37 | |
С3 | -1 | -1 | 0 | -23,85 | -20,52 | -44,37 | |
С4 | -1 | -0,5 | -0,5 | -23,85 | -20,52 | -44,37 |
а). Верхний пояс lx = d = 3 м
ly = 2 * d = 6 м
б). Нижний пояс lx = a = 6 м