Подбор сечений основных элементов каркаса

↑

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Оглавление

Введение. 1

Исходные данные. 1

1. Расчет каркаса. 2

1.1. Сбор нагрузок. 2

1.2. Полезная нагрузка. 3

1.3. Ветровая нагрузка. 3

2. Расчет и конструирование узлов. 8

2.1. Узел соединения связи с колонной. 8

2.2. Узел стыка колонн. 9

2.3. Жесткий узел сопряжения ригеля с колонной. 10

2.4. Шарнирный узел сопряжения ригеля с колонной. 11

2.5. Узел стыка ригеля. 12

2.6. Узел базы колонны.. 13

2.7. Ручной расчет узлов. 14

Список использованных источников. 17

Введение

Основной целью выполнения данного курсового проекта является закрепление теоретических знаний по разделам специальных конструкций, как правило, не отражающихся в рамках основных курсов металлических, железобетонных и деревянных конструкций.

Состав и содержание курсового проекта отвечает основным этапам проектирования каркасных многоэтажных зданий. По мере работы над проектом должны быть решены следующие вопросы:

1. Выбор конструктивной системы здания с размещением связевых элементов;

2. Статический и динамический расчеты здания на совокупность статических, динамических, ветровых и сейсмических нагрузок;

3. Расчет и конструирование элементов каркаса и узлов ригелей, колонн и связевых элементов, выполненных из металла;

Исходные данные

Шифр: 11332

Пролет крайний (А) – 6,0 м

Пролет средний (В) – 3,0 м

Шаг конструкций (С) – 9,0 м

Высота этажа – 4,2 м

Количество этажей – 18

Район строительства – Сочи

Сейсмичность 9 баллов

Рис.1. План здания

1. Расчет каркаса

Конструктивная схема каркаса принимается рамно-связевой.

Первые 10 этажей имеют связевый каркас, последние 5 – рамный.

Виды расчётной схемы:

Рис.2.А) общий вид Б) поперечный разрез В) план Г) продольный разрез

Расчёт каркаса производится с помощью ПК «ЛИРА-САПР», в расчётной схеме предусмотрено следующее:

1. Габариты соответствуют конструктивному решению;

2. Тип конечного элемента связей – 4, всех прочих – 10;

3. Связи опорных узлов первого этажа соответствуют защемлению;

4. Сопряжение ригелей с колоннами в связевой части каркаса – шарнирное, в рамной – жесткое.

5. Предусмотрены жесткие вставки в ригелях поперечного направления.

1.1. Сбор нагрузок

Элемент

Нормативная

Расчетная

Вертикальная нагрузка на колонну

Наружные стеновые панели

1,2

1,0

Постоянные нагрузки

Комбинированный настил

1,3

1,0

«Чистый пол»

1,3

1,0

Перегородки

1,3

1,0

Подвесной потолок

1,3

1,0

Вентиляционные системы

1,05

1,0

5,25

Осветительные приборы

1,05

1,0

5,25

Итого

1,289

1,0

283,5

Временные нагрузки

Нагрузка по назначению помещения

1,2

1,0

Вертикальная нагрузка на колонны.

Для колонн вдоль здания кроме угловых:

F₁ = 36 x 9 = 324 кг/м

Для угловых колонн:

F₂ = 36 x (3+4,5) = 270 кг/м

Для колонн, расположенных в торце здания кроме угловых:

F₃ = 36 x 4,5 = 162 кг/м

Нагрузки, действующие на 1 погонный метр балок настила:

Для крайних балок настила:

F₁ = 283,5 x 0,5 = 141,75 кг/м

Для cредних балок настила:

F₁ = 283,5 x 1= 283,5 кг/м

1.2. Полезная нагрузка

Полезную нагрузку прикладываем в четырех вариантах (на всю высоту на каждую четверть здания)

Нагрузки, действующие на 1 погонный метр балок настила:

Для крайних балок настила:

F₁ = 240 x 0,5 = 120 кг/м

Для cредних балок настила:

F₁ = 240 x 1= 240 кг/м

1.3. Ветровая нагрузка

Ветровую распределенную нагрузку условно заменяем нагрузкой, сосредоточенной в узлах на уровне каждого этажа.

Где  – нормативная ветровая нагрузка

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте.

c – аэродинамический коэффициент (1,3).

=1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке.

Средняя составляющая:

где  - нормативная ветровая нагрузка

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте.

Принимаем тип местности B.

Ветер по оси Х

при h>2d:

75,6>30м, 2d=30м<z_е =75,6

Ze

k(z_e)

w1 (кр.),кг

w2 (ср.),кг

w1 (кр. низ),кг

w2 (ср. низ),кг

12.6

0,75

1238.33

1651.04

619.19

825.55

16.8

0,786

1297.16

-

-

0,863

-

-

25,2

0,915

2014.3

-

-

29,4

0,968

-

-

33,6

1,02

-

-

37,8

1,073

2362.2

-

-

1,12

-

-

46,2

1,162

1918.6

-

-

50,4

1,204

-

-

54,6

1,246

-

-

58,8

1,288

-

-

75,6

1,417

Ветер по оси У

при d < h < 2d:

54м<75,6 <108 м

1) для z_е= d=54(50.4)

 k(z_е)=1,204

w1 = 0,48x1,204х9х4,2/2 = 1988 кг кр.

w2 = 0,48x1,204х9х4,2 = 3976 кг ср.

w3 = 0,48x1,204х9х4,2/4= 994 кг кр. низ

w4 = 0,48x1,204х9х4,2/2 = 1988 кг ср. низ

2) для z_е= h=75,6;

k(z_е)=1,417

w1 = 0,48x1,417х9х4,2/2 = 2339 кг кр.

w2 = 0,48x1,417х9х4,2 = 4679 кг ср.

w3 = 0,48x1,417х9х4,2/4 = 1169 кг кр. верх

w4 = 0,48x1,417х9х4,2/2 = 2339 кг ср. верх

Пульсационная составляющая

Пульсационную составляющую давления ветра задаем со следующими параметрами:

Аналогично задается пульсационная составляющая по оси У.

Результаты расчёта

В результате расчета необходимо получить расчетные сочетания усилий для следующих элементов:

1. Крайняя колонна 1 этажа;

2. Средняя колонна 1 этажа;

3. Крайняя колонна 6 этажа;

4. Средняя колонна 6 этажа;

5. Крайняя колонна 12 этажа;

6. Средняя колонна 13\2 этажа;

7. Длинный ригель рамной части;

8. Короткий ригель рамной части;

9. Продольные ригели рамной части;

10. Длинный ригель связевой части;

11. Короткий ригель связевой части;

12. Продольные ригели связевой части;

13. Связевые элементы в нижней части.

Фрагменты РСУ для наиболее нагруженных из указанных элементов представлено в приложении.

Подбор сечений осуществляется автоматически в ПК «ЛИРА-САПР» для элементов под номерами 1-10 из п.6 настоящей пояснительной записки.

Фрагменты результата подбора представлены в приложении.

Рис. 4. Проверка и подбор сечений по 1ПС

Мозаика результатов проверки назначенных сечений по 2 ПС процент использования превышают 100% у элементов горизонтальных связей, которые являются фиктивными (имитируют перекрытие)

Рис. 5. Проверка и подбор сечений по 2ПС

Мозаика результатов проверки назначенных сечений по местной устойчивости процент использования не превышают 100% значений

Рис. 6. Проверка и подбор сечений по местной устойчивости

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США