Реферат: Оптимизация строительных конструкций - Refy.ru - Сайт рефератов, докладов, сочинений, дипломных и курсовых работ

Оптимизация строительных конструкций

Рефераты по строительству » Оптимизация строительных конструкций

1. Методы определения веса конструкции

В общем случае вес любого сооружения можно представить как сумму весов основных (несущих) и вспомогательных конструкций. К основным конструкциям относятся колонны, стропильные и подстропильные фермы, ригели, подкрановые балки, прогоны или другие несущие элементы. К вспомогательным конструкциям относятся связи покрытия, связи по колоннам, элементы фахверка, переплеты, фонарные конструкции, лестницы и площадки, рельсы с элементами крепления и т.д.

В соответствии с этим вес сооружения запишем в математической форме

Go =∑Gо.к nо.к +∑Gв.к nв.к ,

где Gо.к, Gв.к – вес основной и вспомогательной конструкции данного типа;

nо.к., nв.к. –количество основных и вспомогательных конструкций данного типа.

Вес одной несущей конструкции рассчитывается по такому же принципу с учётом строительных или конструктивных коэффициентов.

Приведём примеры определения веса несущих конструкций колонны и фермы.

1.1 Определение веса колонны

Требуется определить массу нетиповой крайней колонны промышленного здания, ступенчатого типа высотой Нк (рис.1). Предположим, что подкрановая часть колонны сквозная, подкрановая ветвь состоит из составного сварного двутавра, шатровая - из составного швеллера, состоящего из универсальной полосы и двух уголков. Расчетное сопротивление определяется в зависимости от типа стали по табл. 1(прил.1): для подкрановой части колонны R1 ; для надкрановой R11 . Отобразим нагрузки, действующие на колонну: W - давление ветра; Q -давление кранов на колонну; Р-давление ригеля.

Принимаем длину подкрановой части колонны равной h1 =0,7∙Нк (м),тогда длина надкрановой h2 = Нк -0.7∙Нк), соответственно их ширина равна 0,1∙h11 (м) и 0,1∙h22 (м);

соотношение длины надкрановой части и всей колоны л=h2к ;

соотношение жёсткостей Ю=I2 /I1 ;

ядровое расстояние:

подкрановой части с=0,5е (для нессиметричного двутавра и сквозного сечения из 2-х ветвей);

надкрановая части с=0,4е (для симметричного сварного двутавра

Рис.1. Расчетная схема колонны

эксцентриситеты: давления кранов для подкрановой части Zk =0,4e1 ;

давления ригеля для надкрановой части

Zр = e1 -Zk -

Коэффициент продольного изгиба ф1 и ф2 определяется по формуле:

ф = 1-в(n∙k∙h)2 /(104 с∙z),(1)


где к - коэффициент приведения расчетной длины подкрановой или надкрановой части колонны, равный для рам с шарнирным опиранием ригеля соответственно 2,5 и 3; n =1,3 - коэффициент, учитывающий влияние решетки в сквозной колонне, для сплошной колонны n=1; Z-расстояние от центра тяжести сечения до наиболее сжатой ветви: для несимметричного сечения Z=0,5е1 ; b- коэффициент, зависящий от класса прочности стали, определяемый по табл.2, (прил.1).

характеристики сечениядля подкрановой части

от давления кранов x1 кр =(k1 ∙zк ++n∙k11 ∙Н)/(с1 ∙h1 );(2)

от давления ригеля x1 р =(zр +)/( с1 ∙h1 );(3)

от давления ветра x1 w =k111 ∙Н/( с1 ∙h1 ),(4)

где коэффициенты k1 ,k11 ,k111 принимаем в зависимости от типа закрепления верхнего конца и соотношения жесткостей верхней и нижней части колонны по табл.З.(прил.1).

Масса подкрановой части без учета строительного коэффициента:

G1 =(xl KP ∙P+X1 с ∙Q +x1 w ∙W)∙(г∙h2 /R1 )∙с,(5)

где с - учитывает увеличение массы колонны за счет влияния собственной массы и равный в среднем 1,03; Р - давление ригеля; W- давление ветра; Q-давление кранов на колонну; г- удельный вес металла.

Характеристики сечения для надкрановой части:

от давления кранов x11 кр =(k1 ∙zk +n∙k11 ∙Н)/ (с2 ∙h2 );

от давления ригеля x11 р =( с22 )/ (с2 /h2 );

от давления ветра x11 = k111 ∙Н/(с2 ∙h2 ).


Масса надкрановой части без учета строительного коэффициента:

G11 =(x11 кр ∙Pкр + x11 р ∙Q+x11 w ∙W)∙( г∙h2 2 /R11 )∙с

Полная масса колонны:

G=(G1 +G11 )∙ш,(6)

где ш - строительный коэффициент, равный для колонны данного типа 1,7.


2. Методы определения трудоемкости изготовления при вариантном проектировании

Конструктивная форма металлических конструкций с точки зрения влияния ее на трудоемкость характеризуется производственными показателями.

Показатели проекта конструкций, характеризующие его качество с точки зрения трудоемкости, можно разбить на две группы.

К первой группе показателей принадлежат: количество конструкции; степень типизации и стандартизации, определяющая в свою очередь серийность; вес сооружения, отнесенный к геометрическому измерителю.

Ко второй группе показателей относят: количество деталей, сборочных марок, отверстий, сварных швов; показатели, характеризующие трудоемкость резки, строгания и т. д.

2.1 Определение трудоемкости изготовления колонны

Определить трудоемкость изготовления колонны крайнего ряда ступенчатого типа по следующим данным пункта 1.1: масса колонны G (т), в том числе масса основных деталей подкрановой части G 1 (т), масса основных деталей надкрановой части G 11 (т). Массу ветвей принимаем одинаковой. На основании опыта проектирования предполагаем, что масса полосы G1 /2∙1/3, масса уголка – G 1 /2∙2/3.

Определим трудоемкость обработки основных деталей подкрановой части.

Основных деталей подкрановой ветви три, масса средней детали G1 /(2-3).

Трудоемкость обработки деталей подкрановой ветви: Тр6 п.в. = 3∙1,1 =3,3 (чел.-ч),

где 1,1 чел. - ч — трудоемкость обработки одной листовой детали (без отверстий) по табл. 7 (прил.1).

Трудоемкость обработки деталей шатровой ветви: Тоб ш.в. = 1,1+2∙0,28= 1,66 чел.-ч, где 0,28 чел.-ч — трудоемкость обработки одного уголка (без отверстий) по табл. 8. (прил.1).

Трудоемкость обработки основных деталей подкрановой части:

Т1 об. =3,3+ 1,66 ≈5 чел.-ч.

Трудоемкость обработки основных деталей надкрановой части:

Т" = 3∙1,32≈ 4 чел.-ч,

где 1,32 чел.-ч —трудоемкость обработки одной листовой детали массой G 11 / 3 ( т) с пятью отверстиями (табл.7).

Трудоемкость обработки всех основных деталей колонны:

Тоб о.1 об.11 об

Трудоемкость сборки и сварки определяем в предположении, что надкрановая часть и подкрановая ветвь подкрановой части собираются в кондукторе и свариваются автоматом; шатровая ветвь собирается по разметке и сваривается полуавтоматом (длина всех деталей менее 12 м)

Tоб о = 3∙0,37 + 3∙0,32 + 3∙0,43=3,4 (чел.-ч),

где 0,37; 0,32 и 0,43 чел.-ч — соответственно трудоемкость сборки одной детали надкрановой части, подкрановой и шатровых ветвей по табл. 8 .

Длина швов в надкрановой части ∑lшв н.ч м, катет шва (конструктивно) 8 мм, длина швов в подкрановой и шатровой ветви ∑lшв н.ч м.

Трудоемкость сварки

Тсв о = ∑lшв н.ч ∙0,08+∑lш ч в п ∙0,1∑lш ч в п ∙0,93 = 10,0 чел.-ч.

При строительном коэффициенте массы 1,7 найдем строительные коэффициенты операций по табл. 7 и 9. Число вспомогательных деталей при коэффициенте детальности 8 (см. табл. 9) равно: 9∙8 = 72: шоб Т = 2,6; шоб Т =2,93; шоб Т =2,7 (сварка вспомогательных деталей производится полуавтоматом).

Тогда трудоемкость изготовления колонны определяется по формуле:

Т=kН.Р. ( шоб Т ∙Тоб о + Тоб о + ш∙Т+ ш∙Т)