Сетевое издание

Международный студенческий научный вестник

ISSN 2409-529X

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Евченко С.В. 1 Иванова О.Б. 1

---

1 Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Самолётов с каждым годом становится всё больше и больше. Им нужны ангары, для охраны, ремонта и обслуживания. Основу каркаса составляют шестнадцать поперечных рам пролётом 92 м. Длина ангара составляет 168м., а ширина 92м. Пролет достаточно большой поэтому для экономической целесообразности применяется в качестве несущей конструкции - рама переменного сечения, сварная. Отметка низа конструкции рамы + 30,500. В поперечном сечении рамы лежит сварной двутавр. Полки и стенки двутавра переменны. Сопряжение колонн ангара с ригелем принято жесткое. А к фундаменту рама крепится на болтах через опорную плиту, таким образом, место крепления рамы представляет собой шарнирный узел. По рамам устраиваются решетчатые прогоны ПР-16,5 по серии 1.462.3-17/85 с шагом 3,5 м, пролетом 12 м. В данной работе рассмотрены 3 варианта выполнения рамной конструкции, меняется марка стали соответственно изменятся поперечные сечения конструкции. В 1 варианте будет использоваться рама переменного сечения, выполненная из стали С245, во 2 варианте ригель рамы из стали С345, а стойки из С245. А в 3 варианте вся рамная конструкция будет выполнена из стали С345.

Статья в формате PDF

587 KB

ангар для самолетов

конструктивные системы

расход стали

рамные конструкции

1. Катюшин В. В. Здания с каркасами из стальных рам переменного сечения (расчет, проектирование, строительство).-М.: ОАО «Издательство Стройиздат», 2005.-656 е.:ил.

2. СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85**: свод правил: утв. Минрегион России 03.12.16: дата введ. 04.06.17. -М.: Минрегион Росиии, 2017. - 95 с.

3. СП 53-102-20 Общие правила проектирования стальных конструкций. -свод правил: утв. ЦНИИСК им.Кучеренко 10.09.2004: дата введ. 01.01.05. ЦНИИСК им.Кучеренко, -138с.

4. СП 16.13330.2017. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*: свод правил: утв. Минрегион России 27.02.17: дата введ. 28.08.17.-М. :Минрегион Росиии, 2017.- 147 с.

5. Металлические конструкции: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Ю.И. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др.; под ред. Ю.И. Кудишина. – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 688 с.

Введение: «На сегодняшний день большепролетные рамные конструкции переменного сечения относятся к категории металлоконструкционных материалов достаточно широко и активно применяемых в различных зданиях и сооружениях: ангарах для самолетов, зрелищных и спортивных сооружениях, технологических зданиях и др.»[1]

Цель: Произвести технико-экономический анализ трех конструктивных вариантов выполнения ангара для двух самолетов, по расходу стали, для выявления наилучшего варианта конструктивной схемы.

При проектировании ангара используется рама переменного сечения (рис.1):

· 1 вариант Рама переменного сечения, выполненная из стали С245 (стенка и полки двутавра переменны)

· 2 Вариант: Ригель рамы переменного сечения, выполнен из стали С345 (стенка и полки двутавра переменны), а стойка рамы переменного сечения выполнена из стали С245 (стенка и полки двутавра переменны).

· 3 Вариант: Рама переменного сечения, выполненная из стали С345 (стенка и полки двутавра переменны)

Статический расчет выполнен в программном комплексе «SCAD», основанном на методе конечного элемента, что вносит в него свои особенности. Расчету подлежит конструкция каркаса, состоящая из двутавровых рам переменной жесткости. SCAD не обладает возможность задания таких сечений. Для выполнения расчета, используется метод разбиения элемента на более мелкие части постоянной жесткости.

Определяются действующие виды нагрузок на здание согласно [2]: постоянные: собственный вес конструкции, нагрузка от веса покрытия; кратковременные: ветровая и снеговая нагрузки; крановые нагрузки: давление крана, торможение крана.

Задаются вычисленные нагрузки(рис.1) на раму в программный комплекс «SCAD» и производится линейный расчет. Тем самым становятся известны действующие расчетные сочетания усилий в каждом конечном элементе конструкции (табл.1).

Таблица 1.

Расчетные сочетания усилий

Рамная конструкция разделена на отправочные марки. (рис.3) Сечения располагаются по границам и в середине каждой отправочной марки[3]. Первое сечение – на обрезе фундамента, последнее в коньке рамы.

Расчёт элементов выполняется согласно СП [4]. Сечения подбираются исходя из полученных усилий при центральном сжатии и при действии продольной силы с изгибом.

Расчёт на устойчивость элементов сплошного сечения при центральном сжатии силой N и удовлетворяющих требованиям 7.1 [4, с.10], следует выполнять по формуле:

, (1)

где: N – усилие в элементе, кН;

γс =1- коэффициент условий работы, принимается согласно [3];

- коэффициент устойчивости при центральном сжатии.

А – площадь поперечного сечения стержня;

- расчётное сопротивление стали;

Расчёт на устойчивость стержней следует выполнять с учетом требований 7.3.2 При определении гибкости стержней радиус инерции сечения и расчетную длину следует принимать согласно требованиям 10.3.1 и 10.3.3[4, с.51].

Расчёт на прочность элементов сплошного сечения при действии продольной силы с изгибом. следует выполнять по формуле:

≤ (2)

где: - абсолютные значения изгибающего момента при наиболее неблагоприятном сочетании, кНм;

- момент сопротивления сечения относительно оси х.

Затем подобранные сечения задаются в «SCAD». Снова производится линейный расчет, и т.к. полученные новые усилия отличаются меньше чем на 30%, от предыдущих. То уточненный подбор сечений рамной конструкции, не производится. [5]

Рассчитав вес каждой отправочной марки, для 1 варианта выполнения рамной конструкции расход стали составил: 70952 кг. (табл.2). Для 2 варианта: 65257 кг. (табл.3). И для 3 варианта: 60497 кг. (табл.4).

Таблица 2.

Ведомость отправочных элементов 1 варианта рамы

Таблица 3.

Ведомость отправочных элементов 2 варианта рамы

Таблица 4.

Ведомость отправочных элементов 3 варианта рамы

Вывод: Сравнив три рассмотренных варианта, наименьший расход стали имеет 3 вариант выполнения рамной конструкции, т.е. можно сказать что рационально использовать сталь С345 чтобы сделать процесс изготовления менее затратным.

Библиографическая ссылка