Основные положения расчета стального каркаса производственного здания.

Задача проектирования стальных каркасов производственных зданий заключается в:

- создании рациональных систем каркаса, служащего для перекрытия различных помещений.

Конструкция чеха или производственного здания представляет собой сплошную пространственную систему, состоящую из отдельных элементов.

Применение цельного стального каркаса пром. зданий может быть оправдано не во всех случаях (руководствоваться техническими правилами ТП 101-81).

Одной из основных задач проектирования конструкций производственных зданий, является правильное обоснование, того или иного материала (по ТП).

Основным фактором определяющим выбор стали или ж/б является:

- производственный режим;

- условия эксплуатации конструкций;

- сроки их возведения;

Кроме того, на выбор материала могут влиять габаритные размеры частей сооружения, а также эксплуатационные нагрузки и условия транспортирования конструкций.

Устройство стального каркаса оправдано для тяжелых цехов (по условиям режима работы: сталеплавильные, металосборочные и т.д.) большой производительности оборудованных крупногабаритными агрегатами, обслуживаемыми кранами

Q=200-350т.

Цехи заводов легкого и от части среднего машиностроения характерны для зданий легкого типа. В таких цехах наряду с цельными ж/б каркасами возможны комбинированные (смешанные в виде ж/б колонн и стальных ферм).

Основы компоновки каркаса и факторы, влияющие на нее.

Факторы, влияющие на компоновку каркаса:

1. Технологические условия (влияют на объемно-планировочное решение).

Данные о расположении и габаритах, о рабочих агрегатах.

2. Данные об эксплуатационном решении здания (например работа агрегатов и влияние на внутренний режим цеха; вопросы, связанные с эксплуатацией сооружения; вопросы, связанные с перспективами развития производства).

3. Условия эксплуатации – расположение конструкций, их схемы и габаритные размеры должны обеспечивать:

а) доступность и удобство обслуживания агрегатов цеха и их ремонта.

б) возможность нормальной эксплуатации кранового оборудования (придать цеху поперечную и продольную жесткость).

в) доступность ремонта и осмотра кранового хозяйства.

г) возможность осуществление требуемых условий аэрации, водоснабжения и т.д.

Основные элементы каркаса и их назначение.

Каркас каждого цеха состоит из плоскостных, обычно рамных, несущих конструкций взаимно связанных между собой.

Конструкция каркаса может быть расчленена на следующие элементы:

1) плоские несущие системы (стойка, ригель)

2) элементы покрытия (шатра), т.е. ферма + фонари + прогоны кровель.

3) связи, часть которых также относятся к покрытию.

4) каркас стен (фахверк).

В процентном отношении:

· шахтер + связи – 60% (для легких конструкций)

– 20% (для тяжелых)

· подкрановые балки – 10% (для легких конструкций)

– 40% (для тяжелых)

· колоны – 15% (для легких конструкций)

– 35% (для тяжелых)

· фахверк + связи (вне шатра) – 15% (для легких конструкций)

– 5% (для тяжелых)

Основные положения расчета и конструирования внецентренно сжатых стальных колонн сплошного и сквозного сечений.

Расчетная длина колонны в плоскости рамы 1_Х зависит от формы потери устойчивости и определяется как произведение геометрической длины на коэффициент µ.

Для колонн с постоянным по высоте сечением коэффициенты расчетной длины µ принимают в зависимости от способа закрепления колонн в фундаменте.

Сплошные колонны.

Составные сечения компонуют из трех листов или листов и сварных а также прокатных двутавров. При компоновке составных сечений необходимо обеспечить условия применения автоматической сварки, а также местную устойчивость полок и стенки.

Стержень внецентренно сжатой колонны должен быть проверен на прочность и устойчивость как в плоскости, так и из плоскости рамы.

Проверку прочности необходимо делать только для колонн, имеющих ослабленные сечения, а также при значениях приведенного эксцентриситета m>20. В большинстве случаев несущая способность колонны определяется ее устойчивостью.

Проверку устойчивости сплошной внецентренно сжатой колонны в плоскости действия момента М_х выполняют по формуле: ,

где φ - коэффициент снижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии зависит от условной гибкости стержня λ_Х = λ√(R/Е) и приведенного эксцентриситета m_x=mη; m=e_x/p_x=M_xA/NW - относительный эксцентриситет; W - момент сопротивления наиболее сжатого волокна; η - коэффициент влиянияформы сечения.

При проверке устойчивости следует рассмотреть возможные комбинации М_х и N и выбрать из них наихудшие.

По полученным значениям m_х и λ_Х определяют коэффициент η. В первом приближении можно принять соотношение площадей полки и стенки А_П/А_СТ =0,5. Зная величину приведенного эксцентриситета и условную гибкость получим значение коэффициента ф и по формуле А_тр=N/φRγ требуемую площадь сечения А_тр. По требуемой площади А_тр подбирают по сортаменту прокатный двутавр или компонуют сечение из трех листов. Наиболее выгодным по расходу стали является тонкостенное сечение. Однако минимальная толщина листов ограничивается условиями местной устойчивости.

Назначив толщину стенки, определяют требуемую площадь полки А_п:

А_п=(А_тр-t_стh_ст)/2

После проверки подобранного сечения в случае необходимости (при недонапряжении свыше 5 % или перенапряжении) проводят корректировку и повторную проверку.

Стенки сплошных колонн при h_ст/t_ст≥2,2√E/R нужно укреплять поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии (2,5 - 3)h_СТ одно от другого, которые увеличивают жесткость колонны при кручении. На каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер. Сварные швы, соединяющие стенку и полки в составных сечениях, следует выполнять сплошными. Высоту швов назначают в завис-ти от толщины полок.

Решетчатые колонны.

Стержень решетчатой колонны состоит из двух ветвей, связанных между собой соединительной решеткой. Для колонн крайних рядов чаще применяют несимметричные сечения.

Колонны средних рядов проектируют обычно симметричного сечения с ветвями из прокатных профилей либо составного сечения. Сквозная колонна работает как ферма с параллельными поясами; от действующих в колонне расчетных усилий N и М в ее ветвях возникают только продольные усилия. Поперечную силу Q воспринимает решетка. Несущая способность колонны может быть исчерпана в результате потери устойчивости какой-либо ветви или в результате потери устойчивости колонны в целом (в предположении, что она работает как единый сквозной стержень).

После определения расчетных усилий в ветвях каждую из них проверяют на устойчивость в обеих плоскостях как работающую на центральное сжатие.

Относительный эксцентриситет для сквозных сечений определяют по формуле m=e∙A/W=M_xAy/NI

где М_х - расчетное значение изгибающего момента при проверке устойчивости; А - площадь сечения стержня (обеих ветвей); I - момент инерции сечения колонны; y - расстояние от центра тяжести сечения до центра тяжести наиболее нагруженной ветви колонны.

59.Особенности расчета и конструирования стальных ферм из прокатных профилей.

По очертанию фермы делятся на: треугольные; полигональные (верхний или нижний пояс ломанный); арочная; с параллельными поясами; трапециидальные;

Выбор типа ферм зависит от технологических условий производства.

Высоту строп.ферм в серед. пролета принимают в пределах: h_ф = (1/7 – 1/10)L; L – пролет ферм;

В некоторых случаях высоту ферм устанавливают из условия жесткости, когда к конструкциям предъявляют высокие требования (например: в конструкциях, работающих на подвижные нагрузки: фермы подкрановых эстакад, мостовых кранов и т.д.).

Генеральные размеры ферм:

Пролет L, высота ферм на опоре (h_оп), высота фермы в середине пролета.

Определение усилий в элементах ферм - методом построения диаграммы Максвелла-Кремона.

Прежде, чем приступить к определению усилий, необходимо выполнить сбор нагрузок, составить расчетную схему .

Сосредоточенные силы должны быть приложены в узлах ферм

Далее определяем усилия в элементах фермы (построение диаграммы Максвелла-Кремона).

H = 1/h_o; 1 = LxV Þ V = 1/L;

Выбираем масштаб сил диаграммы. Обозначение внутренних (замкнутых) контуров – цифрами, а внешних (разомкнутых контуров) – буквами (а, б, в).

Диаграмма начинает строиться с внешнего многоугольника сил, который должен быть замкнут.

Предварительно определяются опорные реакции и обход, например, по часовой стрелке.

Определение усилий производить методом вырезания узлов.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 623; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 20 21 22 23 242526 27 28 29 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!