Разработка отправочного элемента КМД–ферма

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Определяем коэф. б равный отношению коэф. расчетных длин нижней к верхней части колонны По полученным значениям n и б определяем коэф. расчетной длины нижней части колонны. По табл.68 — СНиП «2−23−81*» µ1=1,94. Исходные данные Параметры здания и нагрузки те же, что в примерах компоновки и расчета рамы. Материал стержней фермы — С245 Ry=24кН/см2; материал фасонок — С255. Элементы ферм выполнены… Читать ещё >

Разработка отправочного элемента КМД–ферма (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра строительных конструкций РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по дисциплине

«Металлические конструкции»

Выполнил: студент группы СК-071

Кобер Н.А.

Проверил:

Новиньков А.Г.

Кемерово 2010 г.

1. Исходные данные для проектирования

1. Место строительства — г. Салехард

2. Высота отметки головки кранового рельса — 7 м

3. Пролет рамы L — 24 м

4. Шаг рам B — 6 м

5. Грузоподъемность крана — 100т

6. Режим работы крана — 6К

7. Разработка чертежа отправочного элемента КМД — ферма Город Пермь находится в IV снеговом районе, значит, нормативная нагрузка от снега составляет -1,5кПа; и во IV ветровом районе, значит нормативная нагрузка от ветра составляет — 0,48кПа.

1.1 Подбор мостового крана Для грузоподъемности — 100 т, пролета здания в 24 м и при шаге колонн 6 м, по таблице (прил.1 — Беленя) подбираем мостовой кран.

Параметры крана: Hк=3700мм, B1=400мм, B2=9350мм, K=4600мм Максимальное давление колеса — Fk1max=410кН, Fk2max=439кН Вес тележки — Gt=363кН Вес крана с тележкой — Gk=1107кН Тип кранового рельса — КР-120

Высота рельса — hр=170мм Высота подкрановой балки — hб=1000мм

1.2 Вертикальная компоновка

1) Определение высоты мостового крана:

2) Находим полную полезную высоту:

3) Устанавливаем размеры верхней части колонны Hв, нижней части Hн и высоту у опоры ферм Hф.

Высота верхней части колонны:

Размер нижней части колонны:

Общая высота колонны:

Высоту у опоры фермы Hф принимаем равным 2,25 м, т. к пролет рамы L=24м

1.3 Горизонтальная компоновка

1) Назначаем привязку к оси b0=250мм

2) Определяем высоту сечения верхней части колонны:

hb= 2b0- при жестком опирании фермы на колонну

hb= 2×250=500

3) Высота сечения нижней части колонны:

2. Сбор нагрузок на раму каркаса

2.1 Постоянные нагрузки Постоянная поверхностная распределенная нагрузка от покрытия на 1 м²


Состав покрытия	норм. нагрузка, кН/м2	коэф. Надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка кН/м2
Защитный слой (битумная мастика с втопленным гравием) г=21кН/м3; t=20мм	0,42	1,3	0,55
Гидроизоляция (4 слоя рубероида)	0,2	1,3	0,26
Утеплитель (пенопласт) г=0,5кН/м3; t=50мм	0,03	1,2	0,04
Пароизоляция (1 слой рубероида)	0,04	1,3	0,05
Стальная панель с проф. настилом	0,35	1,05	0,37
Собственный вес металлических конструкций покрытия	0,3	1,05	0,32
ИТОГ:	1,34		1,59

Находим расчетную равномерно распределенную линейную нагрузку на ригель рамы:

Найдем расчетный вес верхней части колонны (20% веса):

Нв=6,77 м, Нн=6,53, Нф=2,25 м Расчетный вес нижней части колонны (80% веса):

Поверхностная масса стен 200кг/м2, переплетов с остеклением — 35кг/м2.

Тогда в верхней части колонны (включая вес этой части колонны) и нижней части колонны Массу подкрановых балок находим по формуле:

Вес подкрановых балок составляет:

Итоговая постоянная нагрузка:

2.2 Снеговая нагрузка п. 5 СНиП — «НиВ»

2.3 Ветровая нагрузка [п.6 СНиП — «НиВ"]

Для типа местности В:


Z	<5м	от 5 до 10 м	от 10 до 20 м
k	0.5	0.65	0.85

Находим значения ветровой нагрузки:


q высота менее 5 м	1,612кН/м
q на высоте 6,53 м	1,677кН/м
q на высоте 10 м	2,096кН/м
q на высоте 11,95	2,225кН/м
q на высоте 14,2	2,367кН/м

Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки вычисляем по формулам:

Эквивалентные линейные нагрузки:

2.4 Крановые нагрузки Т. к здание однопролетное, то нагрузка определяется от двух сближенных кранов Находим значения моментов:

Сила горизонтального торможения тележки:

3) Таблица расчетных сочетаний усилий


Номер нагрузки	Нагрузка и комбинации усилий	ш	Сечения стойки рамы
			1−1	2−2	3−3	4−4
			M	N	Q	M	N	M	N	M	N	Q
	Постоянная	1,0	— 138,94	— 386,05	— 8,35	— 183,80	— 386,05	— 202,25	— 491,16	+136	— 491,16	— 8,35
	Снеговая	1,0	— 95,95	— 172,8	— 1,24	— 89,29	— 172,8	— 83,51	— 172,8	+93,34	— 172,8	— 1,24
		0,9	— 86,355	— 155,52	— 1,116	— 80,361	— 155,52	— 75,159	— 155,52	+84,006	— 155,52	— 1,116
	Dmax	на левую стойку	1,0	— 20,50	+6,08	— 51,73	+251,37	+6,08	— 603,33	— 1133,32	+193,07	— 1133,32	— 51,73
			0,9	— 18,45	+5,472	— 46,557	+226,233	+5,472	— 542,997	— 1019,99	+173,763	— 1019,99	— 46,557
3*		на правую стойку	1,0	— 166,54	— 6,08	— 51,73	+111,27	— 6,08	— 43,72	— 220,86	+366,53	— 220,86	— 51,73
			0,9	— 149,88	— 5,472	— 46,557	+100,143	— 5,472	— 39,348	— 198,774	+329,877	— 198,774	— 46,557
	T	на левую стойку	1,0	±36	±6,58	±14,28	±112,67	±6,58	±106,09	±6,58	±126,04	±6,58	±29,27
			0,9	±32,4	±5,922	±12,852	±101,403	±5,922	±95,481	±5,922	±113,436	±5,922	±26,343
4*		на правую стойку	1,0	±122,11	±6,58	±14,28	±45,44	±6,58	±38,85	±6,58	±74,37	±6,58	±14,28
			0,9	±109,899	±5,922	±12,852	±40,896	±5,922	±34,965	±5,922	±66,933	±5,922	±5,922
	Ветровая	слева	1,0	+38,14	+3,35	+3,18	+5,76	+3,35	+9,11	+3,35	— 172,54	+3,35	+28,05
			0,9	+34,326	+3,015	+2,86	+5,184	+3,015	+8,199	+3,015	— 155,286	+3,015	+25,24
5*		справа	1,0	— 42,34	— 3,35	— 5,85	— 8,46	— 3,35	— 12,75	— 3,35	+162,21	— 3,35	— 24,47
			0,9	— 38,106	— 3,015	— 5,26	— 7,614	— 3,015	— 11,475	— 3,015	+145,989	— 3,015	— 22,02
	+Mmax, Nсоотв	№ нагрузки	1.0	;	1,3,4	;	1,3*, 4
		Усилие		;	;	;	180,24	— 373,39	;	;	628,57	705,44	;
		№ нагрузки	0.9	;	1,3,4,5	;	1,2,3, 4,5
		Усилие		;	;	;	516,62	— 371,64	;	;	809,308	— 842,55	;
	— Mmax, Nсоотв	№ нагрузки	1.0	1,3, 4	1,2	1,3,4	1,5
		Усилие		— 427,59	— 398,71	;	— 273,09	— 558,85	— 911,67	— 1631,06	— 36,54	— 487,81	;
		№ нагрузки	0.9	1,2,3, 4, 5*	1,2, 5*	1,2,3,4,5*	1,5
		Усилие		— 523,18	— 555,98	73,865	— 280,70	— 544,58	— 927,36	— 1675,61	— 19,286	488,14	;
	Nmax, +Mсоотв	№ нагрузки	1.0	;	;	;	1,3,4
		Усилие		;	;	;	;	;	;	;	455,11	— 1631,06	;
		№ нагрузки	0.9	;	;	;	1,2,3,4,5*
		Усилие		;	;	;	;	;	;	;	653,194	— 1663,65
	Nmax, — Mсоотв	№ нагрузки	1.0	1,2	1,2	1,3,4	;
		Усилие		— 234,89	— 558,85	;	— 273,09	— 558,85	— 911,67	— 1730,57	;	;	;
		№ нагрузки	0.9	1,2,3, 4, 5*	1,2,5*	1,2,3,4,5*	;
		Усилие		523,18	— 555,98	73,865	— 271,77	— 544,58	— 927,36	— 1675,61	;	;	;
	Nmin, +Mсоотв	№ нагрузки	1.0	Усилия M и N от постоянной нагрузки с коэф. 0,9/1,1=0,8	1,5*
		Усилие				— 396,28	;
	Nmin, — Mсоотв	№ нагрузки	1.0	Усилия M и N от постоянной нагрузки с коэф. 0,9/1,1=0,8	1,5
		Усилие			— 63,74	— 389,58	;
	Qmax	№ нагрузки	0.9								1,2,3,4,5*
		Усилие											109,56

4. Расчет колонны Для верхней части колонны в сечении 1 — 1: N=-555,98кН; M=-523,18кН*м Для нижней части колонны N1=-1675,61кН; M1=-927,36кН*м (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь); N2=-1663,65; M2=653,194кН*м (изгибающий момент догружает наружную ветвь); Qmax=-109,56кН Соотношение жесткостей верхней и нижней части колонны IB/IH=1/5

4.1 Определение расчетных длин колонны Определяется относительная погонная жесткость: [прил.6 СНиП «СК"]

Определяем коэф. расчетной длины для верхней части колонны

µ2=µ1/б=1,94/0,87=2,2

Определяем расчетные длины нижней и верхней части колонны в плоскости рамы:

Определяем расчетные длины нижней и верхней части колонны из плоскости рамы:

5. Расчет стропильной фермы

5.1 Исходные данные Параметры здания и нагрузки те же, что в примерах компоновки и расчета рамы. Материал стержней фермы — С245 Ry=24кН/см2; материал фасонок — С255. Элементы ферм выполнены из уголков. HФ=2,25 м

5.2 Сбор нагрузок на ферму Постоянная нагрузка:

Снеговая нагрузка:

Значения погонных равномерно распределенных расчетных нагрузок от собственного веса конструкций и снега определяются по формулам:

QКР = qКР В = 1,59 6 = 9,54кН/м ;

где В — шаг ферм (В = 6 м);

Нагрузка на промежуточные узлы фермы от собственного веса конструкций

F1 = QКР d = 9,54 3 = 28,6 кН;

где d — длина панели верхнего пояса (d = 3 м) Нагрузка на опорные стойки от собственного веса конструкций

F2 = 0,5 F1 = 0,5 28,6 = 14,3кН Нагрузка на промежуточные узлы фермы от снега

F1 = PСНЕГА d = 14,4 3 = 43,2кН;

Нагрузка на опорные стойки от снега

F2 = 0,5 F1 = 0,5 43,2 = 21,6кН Схема загружения фермы

5.3 Определение усилий в стержнях фермы Расчетная схема фермы Нагрузка от рамных моментов:

1я комбинация:

(сочетание 1,2,3*, 4*, 5*)

2я комбинация:

(не учитываем снеговую нагрузку) Нагрузка от распора рамы:

1я комбинация:

2я комбинация:

5.4 Расчетные усилия в элементах фермы, кН


Элемент	№ стержня	Усилия от постоянной нагрузки	Усилия от снеговой нагрузки	Усилия от опорных моментов	Усилие от распора рамы	Расчетные усилия
						№ усилий	растяжение	№ усилий	сжатие
					М1=-523,18	М2=-436,82	Н1=-83,9	Н2=-82,8
			2а	2б
Верхний пояс	1−4				232.5	194,1	;	;		232,5	;	;
	4−6	— 22,896	— 328,8	— 295,8	201,9	163,51	;	;	;	;	1+2а	— 351,69
	6−8	— 22,896	— 328,8	— 295,92	201,9	163,51	;	;	;	;	1+2а	— 351,69
	8−9	— 30,568	— 444	— 399,6	169,9	131,6	;	;	;	;	1+2а	— 474,56
Нижний пояс	2−5	7,632	184,8	166,32	— 217,86	— 179,42	— 57,13	— 56,01	1+2а	192,4	1+4+6	— 227,8
	5−7	7,632	415,2	373,68	— 185,94	— 147,55	— 57,13	— 56,01	1+2а	422,8	;	;
Раскосы	2−4	— 16,695	— 238,77	— 214,893	— 18,90	— 18,89	;	;	;	;	1+2б+3	— 250,48
	4−5	11,925			19,95	19,94	;	;	1+2б+3	193,8	;	;
	5−8	— 7,155	— 108	— 97,2	— 19,95	— 19,94	;	;	;	;	1+2б+3	— 124,3
	7−8	2,385		32,4	19,95	19,94	;	;	1+2б+3	54,7	;	;
	1−3						;	;	;	;	;	;
Стойки	1−2	— 1,431	— 21,6	— 19,44			;	;	;	;	1+2а	— 23
	5−6	— 2,862	— 43,2	— 38,88			;	;	;	;	1+2а	— 46,02
	7−9	— 2,862	— 43,2	— 38,88			;	;	;	;	1+2а	46,02

5.5 Таблица проверки сечений стержневой фермы

Элемент

№ элемента

Расчетное усилие, кН

Сечение уголка

Площадь сечения, см2

IX/IY, см

iX/iY, см

лX/лY

[л]

Цmin

Проверка сечений

растяжение

сжатие

прочность

устойчивость

Верхний пояс

1−4

232,5

;

L1 25х9

275/275

3,86/5,48

78/109

;

5,28<24

4−6

;

351,69

L 125х9

300/600

3,86/5,48

78/109

0,481

16,6<24

6−8

;

351,69

L 125х9

3,86/5,48

78/109

0,481

16,6<24

8−9

;

474,56

L 125х9

3,86/5,48

78/109

0,481

22,4<24

Нижний пояс

2−5

192,4

227,8

L 125х9

575/575

3,86/5,48

148/105

0,283

18,3<24

5−7

422,8

;

L 125х9

600/1200

3,86/5,48

155/219

;

9,6<24

Раскосы

2−4

;

250,48

L 160×10

31,43

375/375

3,85/2,47

76/54

0,716

11,1<24

4−5

193,8

;

L 140х9

24,7

4,34/6,09

86/72

;

8<24

5−8

;

124,3

L 125x8

19,7

3,86/5,46

97/69

0,554

11,4<24

7−8

54,7

;

L 56х5

10,82

1,72/2,69

218/139

;

5,1<24

1−3

;

177/177

;

Стойки

1−2

;

L 56x5

10,82

225/225

1,72/2,69

131/84

0,360

6<24

5−6

;

46,02

L 56x5

10,82

1,72/2,69

131/84

0,360

12<24

7−9

;

40,02

L 56x5

10,82

1,72/2,69

131/84

0,360

12<24

5.6 Расчет сварных швов мостовой кран нагрузка колонна Для сварки узлов фермы применяем полуавтоматическую сварку Св-08Г2С

d=1.4…2мм; kfmax=8мм; вf=0.9; вz=1.05; гwf=гwz=1

Rwf xвf=240×0.9=216>Rwz=0.45×370×1.05=175

Несущая способность швов определяется прочностью по границе сплавления

(гwвRw)min=17.5кН/см2

Длина сварных швов определяется по формуле:

lw=N/(2kf (вгwRw)min)+1

Таблица расчета швов


Номер стержня	Сечение	[N], кН	Шов по обушку	Шов по перу
			Nоб, кН	kf, мм	lw, см	Nп кН	kf, мм	lw, см
1−4	L1 25x9	232,5	162,75			69,75
4−6	L1 25x9	351,69	246,183			105,507
6−8	L1 25x9	351,69	246,183			105,507
8−9	L1 25x9	474,56	332,192			142,368
2−5	L1 25x9	192,4	134,68			57,72
5−7	L1 25x9	422,8	295,96			126,84
2−4	L 160×10	250,48	175,336			75,144
4−5	L 140x9	193,8	135,66			58,14
5−8	L 125x8	124,3	87,01			37,29
7−8	L 56x5	54,7	38,29			16,41
1−2	L 56x5		16,1			6,9
5−6	L 56x5	46,02	32,214			13,806
7−9	L 56x5	40,02	28,014			12,006

1. СНиП II-23−81*. Стальные конструкции.

2. СНиП 2.01.07−85. Нагрузки и воздействия.

3. Металлические конструкции / под общей редакцией Е. И. Беленя.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой