курсовая, алексеев. 2 Компоновка поперечной рамы 1 Исходные данные

• Название: 2 Компоновка поперечной рамы 1 Исходные данные
• Дата: 17.05.2022
• Размер: 1.57 Mb.
• Имя файла: курсовая, алексеев.doc
• Тип: Документы; #534298

2 Компоновка поперечной рамы

2.1 Исходные данные

Грузоподъемность крана Q = 10т.

Высота здания H = 18м.

Расстояние между осями колонн в поперечном направлении L = 24м.

Шаг колонны Е = 6м.
2.2 Компоновка поперечной рамы

Устанавливаем вертикальные размеры. Размеры диктуются высотой мостового крана.







Размер верхней части колоны h_в

Размер подкрановой балки, предварительно 1/8 пролета балки – h_б

Высота кранового рельса, принимается предварительно равной – h_р = 120мм

Размер нижней части колонны



750 мм –заглубление опорной плиты башмака ниже нулевой отметки пола.

Ширина верхней части колонны из условия необходимой жесткости должна быть



Принимаю равной 500мм. Следовательно, ось колонны располагается по середине ее верхней части.

Расстояние от оси подкрановой балки до оси колонны – λ

Часть кранового моста, выступающая за ось рельса В₁ = 300мм

(КР-80; ГОСТ 4121-52)

Расстояние от оси до внутренней грани верхней части колонны в_в-в₀ = 250мм.

60-75- зазор между краном и колонной по требованиям безопасности



Принимаю λ=750мм – для кранов грузоподъемностью до 50 т включительно.

Общая высота колонны рамы от низа башмака до низа ригеля

h=h_в+h_н=3150+15600=18750(мм)

Ширина нижней части колонны



Из условия обеспечения жесткости поперечной рамы.

Верхнюю часть колонны обычно проектируют сплошной двутаврового сечения, а нижнюю часть – сплошной, при ширине до 1м включительно.

Высота стропильной фермы по середине.



Принимаю равным 2550 мм.

Длина одной панели 3000 мм.

3 Проектирование и расчет стропильной фермы

3.1. Определение расчетной нагрузки

Расчетная постоянная нагрузка, действующая на любой узел стропильной фермы:



g_ф – собственный вес фермы кг/м²., горизонтальной проекции кровли g_ф = 30 кг/м²

g_кр – вес кровли, g_кр = 140 кг/м² (ПКЖН;3х6)

α – угол наклона

b – расстояние между фермами b=6 м.

d₁ и d₂ – длины примыкающих к узлу панелей d₁ = d₂ = 3,0м.

n₁ – коэффициент перегрузки n₁ =1,1.

или 33,02 кН

Расчетная нагрузка от снега:



Р_с – вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной проекции кровли Р_с = 100 кг/м²

n₁ – коэффициент перегрузки для снеговой нагрузки n₁ = 1,4.

с – коэффициент зависящий от конфигурации кровли с = 1.

или 24,7кН

Суммарная расчетная нагрузка на любой узел фермы:



или 57,7кН

Материал фермы ВСт3пс6 R=230 МПа ТУ14-1-3023-80 или ГОСТ 380-71.
3.2 Определение усилий в стержнях фермы



Рисунок 1- Схема распределения усилий действующих на ферму.
Усилие в стержнях определяются методом вырезания узлов.



Рисунок 2 - Схема распределения усилий. Разрез 1
Усилие в 00’, определяем вырезанием узла 0’, тогда имеем







Отрицательное значение указывает на то, что стойка сжата.

Усилия в раскосах и поясах определяем методом рассечения фермы.

Усилие в раскосе 01’:






Усилие в 01:






Усилие в 0’1’:








Рисунок 3 - Схема распределения усилий. Разрез 2.
Усилие в 1'2':






Усилие в 1’2:







Усилие в 12:









Рисунок 4 - Схема распределения усилий. Разрез 3.

Усилие в 22’:









Рисунок 5- Схема распределения усилий. Разрез 4.

Методом вырезания узлов определим усилие в 11’:







Рисунок 6 - Схема распределения усилий. Разрез 5.


Усилие в раскосе 23’:






Усилие в 23:






Усилие в 2’3’:






Методом вырезания узлов определим усилие в 33’






Рисунок 7 - Схема распределения усилий. Разрез 6.
Усилие в 3’4’:






Усилие в 3’4:






Усилие в 34:











Рисунок 8 - Схема распределения усилий. Разрез 7.

Усилие в 44’:






Полученные данные сводим в таблицу.
Таблица 1 – Усилия возникающие в стержнях фермы

Усилия (кН)
Нижний пояс		Верхний пояс		Раскосы		Стойки
01	237,6	0’1’	0	01’	-311,65	00’(88’)	-28,85
12	237,6	1’2’	-452,5	1’2	222,61	11’	0
23	407,3	2’3’	-452,5	23’	-133,5	22’	-57,7
34	543,06	3’4’	-1012,59	3’4	44,52	33’	0
45	543,06	4’5’	-1012,59	45’	44,52	44’	-57,7
56	407,3	5’6’	-452,5	5’6	-133,5	55’	0
67	237,6	6’7’	-452,5	67’	222,61	66’	-57,7
78	237,6	7’8’	0	7’8	-311,65	77’	0

3.3. Подбор составных сечений фермы.

В стропильных фермах сечения стержней составляются из двух и даже одной разновидности прокатных профилей. Наиболее часто сечения составляются из двух уголков, которые имеют большой диапазон площадей, удобны для конструирования узлов на фасонках.
3.3.1 Подбор составного сечения сжатой стойки (00';88'):

Расчетное сопротивление R=230 МПа;

Предельная гибкость λ_пр=120;

Длина стержня l = 2,55 м;

Усилие в стержне N= -28,85 кН;

Коэффициент продольного изгиба φ=0,419 (Для λ_пр=120);

Коэффициент условий работы m=1,0

Находим требуемую площадь сечения:





Компонуем сечение из равнополочных уголков с параметрами.

b=50мм; толщина стенки d=3мм.

Радиус инерции составного сечения i=2,74см

Площадь сечения одного уголка F=2,96 см²

Проверка гибкости:



Проверка напряжений:

3.3.2. Подбор составного сечения сжатой стойки (22’, 44’, 66’):

Расчетное сопротивление R =230 МПа;
Предельная гибкость λ_пр = 120;

Длина стержня l = 2,550 м;

Усилие в стержне N = -57,7 кН;

Коэффициент продольного изгиба φ = 0,419 (для λ_пр = 120);

Коэффициент условий работы m = 1;

Находим требуемую площадь и требуемый радиус инерции





Подбор осуществляем по F_тр, учитывая i_пр

Компонуем сечение из равнополочных уголков с параметрами:

b=50мм; толщина стенки d=6мм.

Радиус инерции составного сечения i=2,74см

Площадь сечения одного уголка F=5,69см²

Проверка гибкости:



Проверка напряжений:

3.3.3. Подбор составного сечения сжатого опорного раскоса (01’,7’8):

Расчетное сопротивление R =230 МПа;

Предельная гибкость λ_пр = 120;

Длина стержня l = 2,285 м;

Усилие в стержне N = -311,65 кН;

Коэффициент продольного изгиба φ = 0,419 (для λ_пр = 120);

Коэффициент условий работы m = 1;

Находим требуемую площадь и требуемый радиус инерции:





Подбор осуществляем по F_тр, учитывая i_пр

Компонуем сечение из равнополочных уголков с параметрами:

В = 100 мм; толщина стенки t = 14 мм.

Радиус инерции составного сечения i = 6,06 см

Площадь сечения одного уголка А = 26,28 см²

Проверка гибкости:



Проверка напряжений:

3.3.4. Подбор составного сечения сжатого опорного раскоса (23’,5’6):

Расчетное сопротивление R =230 МПа;

Предельная гибкость λ_пр = 250;

Длина стержня l = 2,285 м;

Усилие в стержне N = 133,5 кН;

Коэффициент продольного изгиба φ = 0,479

Коэффициент условий работы m = 1;

Находим требуемую площадь и требуемый радиус инерции





Подбор осуществляем по F_тр, учитывая i_пр

Компонуем сечение из равнополочных уголков с параметрами:

В = 63 мм; толщина стенки t = 5 мм.

Расстояние между уголками t₁ = 10 мм

Радиус инерции составного сечения i = 1,95 см

Площадь сечения одного уголка А = 6,13 см²

Проверка гибкости:



Проверка напряжений:

3.3.5. Подбор составного сечения сжатого верхнего пояса (0’1’, 1’2’, 6’7’, 7’8’):

Расчетное сопротивление R =230 МПа;

Предельная гибкость λ_пр = 120;

Длина стержня l = 3 м;

Усилие в стержне N = 452,5 кН;

Коэффициент продольного изгиба φ = 0,419;

Коэффициент условий работы m = 1;

Находим требуемую площадь и требуемый радиус инерции:





Подбор осуществляем по F_тр учитывая i_пр

Компонуем сечение из равнополочных уголков с параметрами:

В = 100 мм; толщина стенки t = 14 мм.

Расстояние между уголками t₁ = 10 мм

Радиус инерции составного сечения i = 6,0 см

Площадь сечения одного уголка А = 26,28 см²

Проверка гибкости:



Проверка напряжений:

3.3.6 Подбор составного сечения растянутого нижнего пояса (12, 23, 34, 45, 56, 67):

Расчетное сопротивление R =215 МПа;

Предельная гибкость λ_пр = 120;

Длина стержня l = 3,0 м;

Усилие в стержне N = 543,06 кН;

Коэффициент продольного изгиба φ = 0,479 (для λ_пр = 120 и R =215 МПа);

Коэффициент условий работы m = 1;

Находим требуемую площадь и требуемый радиус инерции:





Подбор осуществляем по F_тр учитывая i_пр

Компонуем сечение из равнополочных уголков с параметрами:

В = 100 мм; толщина стенки t = 14 мм.

Расстояние между уголками t₁ = 10 мм

Радиус инерции составного сечения i = 6,0 см

Площадь сечения одного уголка А = 26,28 см²

Проверка гибкости:



Проверка напряжений:

3.3.7 Подбор составного сечения растянутого нижнего пояса (01, 78):

Расчетное сопротивление R = 215 МПа;

Предельная гибкость λ_пр = 250 – для растянутых поясов и опорных раскосов;

Длина стержня l = 3,0 м;

Усилие в стержне N = 237,6 кН;

Находим требуемую площадь сечения и требуемый радиус инерции:





Подбор осуществляем по i_тр

Компонуем сечение из равнополочных уголков с параметрами.

В = 100 мм; толщина стенки t = 14 мм.

Расстояние между уголками t₁ = 10 мм

Радиус инерции составного сечения i = 6 см

Площадь сечения одного уголка А = 26,28 см²

Проверка гибкости:



Проверка напряжений:

3.3.8 Подбор составного сечения сжатого верхнего пояса (2’3’, 3’4’, 4’5’, 5’6’):

Расчетное сопротивление R =230 МПа;

Предельная гибкость λ_пр = 120;

Длина стержня l = 3 м;

Усилие в стержне N = 1012,59 кН;

Коэффициент продольного изгиба φ = 0,805;

Коэффициент условий работы m = 1;

Находим требуемую площадь и требуемый радиус инерции:





Подбор осуществляем по F_тр учитывая i_пр

Компонуем сечение из равнополочных уголков с параметрами:

В = 100 мм; толщина стенки t = 14 мм.

Расстояние между уголками t₁ = 10 мм

Радиус инерции составного сечения i = 6,0 см

Площадь сечения одного уголка А = 26,28 см²

Проверка гибкости:



Проверка напряжений:

3.3.9 Подбор составного сечения растянутого раскоса (1’2, 6 7’).

Расчетное сопротивление R =230 МПа;

Предельная гибкость λ_пр = 250;

Длина стержня l = 2,285 м;

Усилие в стержне N = 222,61 кН;

Находим требуемую площадь сечения и требуемый радиус инерции:





Подбор осуществляем по i_тр

Компонуем сечение из равнополочных уголков с параметрами.

В = 63 мм, толщина стенки t = 4 мм.

Расстояние между уголками t₁ = 10 мм

Радиус инерции составного сечения i = 1,95 см
Площадь сечения одного уголка А = 4,96 см²

Проверка гибкости:



Проверка напряжений:

3.3.10 Подбор составного сечения растянутого раскоса (3’4, 45’).

Расчетное сопротивление R =230 МПа;

Предельная гибкость λ_пр = 250;

Длина стержня l = 2,285 м;

Усилие в стержне N = 44,52 кН;

Находим требуемую площадь сечения и требуемый радиус инерции:





Подбор осуществляем по i_тр

Компонуем сечение из равнополочных уголков с параметрами.

В =63 мм, толщина стенки t = 4 мм.

Расстояние между уголками t₁ = 10 мм

Радиус инерции составного сечения i = 1,95 см

Площадь сечения одного уголка А = 4,96 см²

Проверка гибкости:



Проверка напряжений: