Металлические конструкций

Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Февраля 2013 в 13:11, курсовая работа

Краткое описание

Задача по расчету строительной конструкции

Исходные данные
Определение основных размеров поперечной рамы цеха
Расчет подкрановой балки
Расчет поперечной рамы
Расчет и конструирование колонны
Расчет базы колонны
Расчет фермы
Список используемой литературы

Скачать в ZIP (70.10 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Файлы: 1 файл

П_зМК.doc

— 355.50 Кб (Скачать)

J_p = -------------------------- = ------------------------------------------- = 0,0112544 м ⁴;

16 R 16 * 24,5 * 10⁴

q – расчетная нагрузка на 1 пог. м ригеля пост. нагрузки и снега

q = q_п + Р_сн= 18,0498 + 11,76 = 29,8098 кН/м

К - коэффициент уклона кровли

Момент инерции нижней части колонны:

(N + 2 D_max ) m² (420,1578 + 2 * 832,1408) * (0,9)²

J₁ = ---------------------- = --------------------------------------------- = 0,00255237 м⁴;

К₁ R 2,7 * 24,5 * 10⁴

N = F₁ + F₂ + (P_сн + q_п ) * L/2 = 12,892162 + 36,13365 + 29,8098 * (24,9/2) = 420,15782 кН

Момент инерции верхней части колонны:

J₁ 0,00255237

J = ------------ = -------------------- = 0,0006564 м⁴;

К (m/l)² 1,2 * (0,9/0,5)²

От постоянной нагрузки

λ = а/h = 3,96/17,2 = 0,23

n = J₂/ J₁ = 0,0006564/0,00255237 = 0,257

K_p = (J₂ * h)/( J₁ * l) = (0,0112544 * 17,2)/(0,0025523 * 24,9) = 3,045927

K_в = 1,45

q^г * l² 18,0498 * (24,9)²

М_в = М_с = ------------------------ = - ------------------------------------ = - 179,29974 кН*м

12*(2 (K_p / K_в)+1) 12*(2 * (3,045927/1,45) + 1)

М_а = М_д = М_в * К_а = - 179,29974 (-0,68) = 121,92382 кН*м

М_II = М_III = (М_а – М_в ) λ + М_в = (121,92382 + 179,29974)*0,23 – 179,29974 = - 110,01833 кН*м

V_a = V_d = - (q*l)/2 = - (18,0498*24,9)/2 = - 224,72 кН

От снеговой нагрузки

- Р_сн * l² 11,76*(24,9)

М_в = М_с = ------------------------- = ------------------------------ = - 116,8193 кН*м

12(2 (К_р / К_в ) + 1) 12 (2(3,045927/1,45)+1)

М_а = М_D = М_в * К_а = - 116,8193*(-0,68) = 79,437124 кН*м

H_a = H_D = (М_в / h) * K_н = (-116,8193/17,2)*0,6 = -4,075 кН

М_II = М_III = (М_а – М_в ) λ + М_в = (79,437124 + 116,8193)*0,23 – 116,8193 = - 71,68033 кН*м;

V_a = V_d = - (Р^сн *l)/2 = - (11,76*24,9)/2 = - 146,412 кН

2) От сосредоточенных сил F_b + F_b^/

P₁ + F_b + F ^/_b = 2,5079 + 1,880925 = 4,388825 кН

М_в = -М_с = К_в * Р₁ h = 0,169*4,388825 * 17,2 = 12,7574 кН*м

М_II = М_III = К_II * P₁ * h = 0,06 * 4,388825*17,2 = 4,52926 кН*м;

М_D = - М_a = К_D * P₁ * h = 0,332 * 4,388825*17,2 = 25,0619 кН*м;

V_a = - V_D = К_V * P₁ * (h/l) = 0,353 * 4,388825*(17,2 /24,9)= 1,070168 кН*м;

H_a = - H_D = 0,5* P₁ = 0,5 * 4,388825 = 2,1944125 кН*м;

3)От ветра (активное давление)

q = 0,5283 кН/м

М_в = К_в * q * h² = 0,026 * 0,5283*(17,2)² = 4,063598 кН*м;

М_II^лев = М_III^лев = К_II * q * h² = 0,048 * 0,5283*(17,2)² = 7,5020276 кН*м;

М_a = К_a * q * h² = - 0,249 * 0,5283*(17,2)² = 38,916775 кН*м;

М_c = К_c * q * h² = - 0,08 * 0,5283*(17,2)² = - 12,503381 кН*м;

М_D = К_D * q * h² = 0,149 * 0,5283*(17,2)² = 23,287547 кН*м;

V_a = - V_D = K_D (q * h² /l) = 0,102 * (0,5283*(17,2)² ) / 24,9 = 0,6402333 кН*м;

H_a = К_н * q * h = 0,774 * 0,5283*17,2 = 7,0331522 кН*м;

H_D = H_a - q * h = 7,0331522 - 0,5283*17,2 = - 2,0536078 кН*м;

М_II^пр = М_III^пр = (М_D – М_c) λ + М_c = (23,287547 + 12,503381)^*0,23 – 12,503381 = -4,271468 кН*м;

От ветра (отсос)

q^/ = 0,3962 кН/м

М ^/_в = 0,75 * М_c = 0,75*(-12,503381)² = 9,3775357 кН*м;

М_II^лев = М_III^лев = 0,75 М_II^пр = - 0,75 * (- 4,271468) = 3,203601 кН*м;

М ^/_a = - 0,75 М_D = - 0,75 * 23,287547* = - 17,46566 кН*м;

М ^/_c = - 0,75 М_в = - 0,75 * 4,063598 = - 3,0476985 кН*м;

М_II^пр/ = М_III^пр/ = - 0,75 М_II^лев = - 0,75 * 7,5020276 = - 5,6265207 кН*м;

М_D = - 0,75 М_a = - 0,75 * (- 38,916775) = 29,187581 кН*м;

H ^/_a = - 0,75 H_D = - 0,75 * (- 2,0536078) = 1,5402058 кН*м;

H ^/_D = - 0,75 М_a = - 0,75 * 7,0331522 = - 5,2748641 кН*м;

V_a^/ = - V_D = 0,75 V_a= - 0,75 * 0,6402333 = 0,4801749 кН*м;

Cуммарная эпюра от ветровой нагрузки

М_в = 9,3775 + 12,7574 + 4,0636 = 26,1985 кН*м;

М_с = - 3,0477 – 12,7574 – 12,5034 = - 28,3085 кН*м;

М_II^лев = М_III^лев = 3,2036 + 4,5293 + 7,502 кН*м;

М_II^пр = М_III^пр = - 5,6265 + 4,5293 – 4,2715 = - 5,3687 кН*м;

М_а = - 17,4657 – 25,0619 – 38,9168 = - 81,4444 кН*м;

М_D = 29,1875 + 25,0619 + 23,2875 = 77,5369 кН*м;

V_в = V_D = 0,4802 + 1,0702 + 0,6402 = 2,1906 кН;

Н_а = 1,5402 + 2,1944 + 7,0332 = 10,7678 кН;

Н_D = - 5,2749 – 2,1944 – 2,0536 = - 9,5229 кН;

От крановой нагрузки (М_max =m)

М_в = К_в * m = 0,21 * 374,46337 = 78,6373 кН*м;

М_II^лев = К_II * m = 0,38 * 374,46337 = 142,2961 кН*м;

М_II^лев = М_III^лев – m = 142,2961 - 374,46337 = - 232,1673 кН*м;

М_a = К_a * m = - 0,07 * 374,46337 = - 26,2124 кН*м;

М_c = К_c * m = - 0,222 * 374,46337 = - 83,1309 кН*м;

М_D = К_D * m = 0,46 * 374,46337 = 172,2532 кН*м;

H_a = H_D =К_н * (m/h )= 0,71 * (374,46337 /17,2) = - 15,4575 кН*м;

М_II^пр = М_III^пр = (М_D – М_c) λ + М_c = (172,2532 + 83,1309)^* 0,23 – 83,1309 = - 24,3926 кН*м;

V_в = К_н * (m/l) = 0,44 * (374,46337 / 24,9) = 6,617 кН;

От крановой нагрузки (М_max = m)

υ = m^/ / m = 139,43947 / 374,46337 = 0,3724

М ^/_в = M_c * υ = 0,3724 * (- 83,1309) = - 30,9556 кН*м;

М_II^{лев /} = М_III^{лев
/} = υ* М_III^пр = 0,3724 * (- 24,3926) = - 9,0838 кН*м;

М_a^/ = υ* М_D = 0,3724 * 172,2532 = 64,147 кН*м;

М_c^/ = υ* М_в = 0,3724 * 78,6373 = 29,2845 кН*м;

М_II^{пр /} = υ*М_II^лев = 0,3724 * 142,2961 = 52,9911 кН*м;

М_III^{пр /} = υ*М_III^лев = 0,3724 * (- 232,1673) = - 86,4591 кН*м;

М_D^/ = υ* М_a = 0,3724 * (- 26,2124) = - 9,7615 кН*м;

H_a^/ = υ* H_D = 0,3724 * (- 15,4575) = - 5,7564 кН*м;

H_D^/ = υ* H_a = 0,3724 * (- 15,4575) = - 5,7564 кН*м;

V_a^/ = V_D^/ = υ* H_a = - 0,3724 * 6,617 = - 2,4642 кН*м;

От торможения

М_в = К_в * Т * h = 0,038 * 23,199783 * 17,2 = 15,1634 кН*м;

М_II^лев = М_III^лев = М_III^пр * T * h = 0,13 * 23,199783 * 17,2 = 51,8747 кН*м;

М_a = К_a * Т * h = - 0,325 * 23,199783 * 17,2 = - 129,6868 кН*м;

М_c = К_c * Т * h = - 0,14 * 23,199783 * 17,2 = - 55,8651 кН*м;

М_II^пр = М_III^пр = (М_D– М_c) λ + М_c= (105,7446 + 55,8651) * 0,23 – 55,8651 = - 18,6949 кН*м;

М_D = К_D * Т * h = 0,265 * 23,199783 * 17,2 = 105,7446 кН*м;

V_a = - V_D = К_V * Т * h/l = 0,18 * 23,199783 * 17,2 / 24,9 = 2,8846 кН*м;

H_a = К_н * Т = 0,593 * 23,199783 = 13,7575 кН*м;

H_D = H_a - Т = 13,7575 - 23,199783 = - 9,4423 кН*м;

Cуммарная эпюра от крановых нагрузок (М_max и М_min)

M_в = 78,6373 - 30,9556 = 47,6817 кН*м;

М_II^лев = 142,2961 - 9,0838 = 133,2123 кН*м;

М_III^лев = - 232,1673 - 9,0838 = - 241,2511 кН*м;

M_a = - 26,2124 + 64,1471 = 37,9347 кН*м;

M_c = - 83,1309 + 29,2845 = - 53,8464 кН*м;

M_D = 172,2532 - 9,7615 = 162,4917 кН*м;

М_II^пр = - 24,3926 + 52,9911 = 28,5985 кН*м;

М_II^пр = - 24,3926 - 86,4591 = - 110,8517 кН*м;

H_a = H_D = - 15,4575 - 5,7564 = - 21,2139 кН*м;

V_a = - V_D = 6,617 - 2,4642 = 4,1528 кН*м;

Расчетные усилия в колонне жесткой рамы (М, кН*м; N, кН)

Сочетание	Вид усилия	Нагрузка		Крановая нагрузка				Ветровая нагрузка		Расчетные усилия при сочетаниях
		постоянная	снеговая	Верт. давление Д_max на колонну		Поперечное торможение на колонне		Ветровая нагрузка		С одной кратковременной нагрузкой			С двумя и более кратковременными нагрузками
		постоянная	снеговая	левой	правой	левой	правой	слева	спарва	М_max N_соот	М_min N_соот	N_max M_соот	М_max N_соот	М_min N_соот	N_max M_соот
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
I	M	- 172,4109	-112,331	47,682	-53,847	+15,163	+55,865	26,199	-28,309		-289,011	-296,118		-383,171	-291,8
	N	224,72	146,412	4,153	-4,153	+2,885	+2,885	2,191	-2,191		223,452	371,132		339,082	362,825
	H	-6,014	-2,665	-21,214	-21,214	+13,758	+9,442	10,768	-9,5229		-36,911	-10,33		-41,658	-37.483
	М	-110,018	-71,68	133,212	28,599	+51,875	+18,695	15,235	-5,369	75,069	-181,698	-181,698	70,272	-179,362	-101,327
	N	237,612	146,412	4,153	-4,153	+2,885	+2,885	2,191	-2,191	244,658	384,024	384,024	245,918	367,411	375,717
	H	-6,255	-4,075	-21,214	-21,214	+13,758	+9,442	10,768	-9,523	-24,088	-10,33	-10,33	-28,039	-18,463	-41,397
	М	110,018	-71,68	-241,251	-110,852	+51,875	+18,695	15,235	-5,369		-403,875	-403,875		-438,343	-438,343
	N	237,612	146,412	787,282	265,006	+2,885	+2,885	2,191	-2,191		1076,791	1076,791		1124,644	1124,644
	H	-6,255	-4,075	-21,214	-21,214	+13,758	+9,442	10,768	-9,523		-41,227	-41,227		-41,397	-41,397
	М	121,924	79,437	37,935	162,492	+129,687	+105,745	-81,444	77,537	414,103	289,546	289,546	481,246	-33,952	344,277
	N	273,746	146,412	787,282	265,006	+2,885	+2,885	-2,191	-2,191	590,65	1112,925	1112,925	642,646	1025,786	1160,778
	Н	6,255	-4,075	-21,214	-21,214	+13,758	+9,442	10,768	-9,523	-41,227	-41,227	-41,227	-45,111	-28,039	-41,397
	М	109,732	79,437	37,935	162,492	+129,687	+105,745	-81,444	77,537	401,911	17,98	17,98	469,054	-46,144	332,085
	N	246,371	146,412	787,282	265,006	+2,885	+2,885	2,191	-2,191	563,275	1085,55	1085,55	615,271	998,411	1133,403

Расчет и конструирование колонны

а) Определение расчетных длин колонны:

В плоскости рамы расчетная длина:

нижний участок колонны: l_p1 = μ₁ (h – a)

верхний участок колонны: l_p2 = μ₂ * a

При соблюдении условия:

l₂ F₁

---- <= 0,6; ---- >= 3;

l₁ F₂

3,96/13,24 = 0,299 < 0,6; 1124,644 / 367,411 = 3,06 > 3;

l₂ = a = 3,96 м;

l₁ = h -a = 17,2 – 3,96 = 13,24 м;

Допускается принимать μ₁ = 2; μ₂ = 3;

l_р1 = 2 (17,2 – 3,96) = 26,48 м;

l_р2 = 3 * 3,96 = 11,88 м;

б) Подбор сечения нижней части колонны

А_тр = N / R (1,26 + 2,2 l_у /m) ;

l_тр = M / N = 438,343 + 1124,644 = 0,3898 ;

А_тр = 1124,644 / 24,5 (1,26 + 2,2 (0,3898 / 0,9)) = 101,578 cм² ;

Принимаю: h_ст = 90 см; b_n = 36 см;

t_ст = 1 см; t_n = 1,2 см;

Геометрические характеристики принятого сечения

А = 2t_n * b_n + 2 * 0,85 t_ст E / R * t_ст = 2 * 1,2 * 36 + 2 * 0,85 * 1 2,1 * 10⁴ / 24,5 * 1 = 86,4 + 49,77 = 136,17 см² ;

J_x = (t_ст * h_ст³) / 12 + 2 b_n * t_n ( h_ст / 2 + t_n / 2)² = (1 * 90)³ / 12 + 2 * 36 * 1,2 (90 / 2 + 1,2 / 2)² = 60750 + 179656,7 = 240406,7 см⁴ ;

W = 2 * J_x / m = 2 * 240406,7 / 92,4 = 5203,6082 см³ ;

σ_x = J_x / А = 240406,7 / 136,17 = 42,017727 см

σ_у = J_x / А = 9331,2 / 136,17 = 8,2619866 см

λ_х = l_p1 / σ_x = 2643 / 42,017727 = 63,021019

λ_у = l_p1 / σ_x = 1324 / 8,2619866 = 160,25201

Условная гибкость стержня колонны в плоскости рамы:

λ = λ_x R / E = 63,021019 24,5 / 2,1 * 10⁴ = 2,1525774

в) Проверка устойчивости нижней части колонны в плоскости действия момента:

Приведенный эксцентриситет:

M_1x = ξ * m =

Информация о работе Металлические конструкций