Конструирование балочной клетки (144069)

Посмотреть архив целиком

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


Кафедра ПГС








Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине «Металлические конструкции»













Выполнил:

Принял:


Саратов 2006


Содержание


Введение 2

1.Исходные данные 2

2.Конструктивная схема балочной клетки 2

3.Основные положения по расчету конструкций 3

4.Составление вариантов балочной клетки 4

4.1.Вариант №1 6

4.1.1.Расчет настила 6

4.1.2.Расчет балок настила 8

4.1.3.Расчет вспомогательных балок 11

4.2.Вариант №2 14

4.2.1.Расчет настила 14

4.2.2.Расчет балок настила 16

4.2.3.Расчет вспомогательных балок 19

4.3.Вариант №3 22

4.3.1.Расчет настила 22

4.3.2.Расчет балок настила 24

4.3.3.Расчет вспомогательных балок 26

5.Сравнение вариантов 29

6.Проектирование составной балки 30

6.1.Компоновка и подбор сечения балки 30

6.2.Проверка прочности балки 33

6.3.Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов сечения главной балки 35

6.4.Расчет соединения поясов балки со стенкой 40

6.5.Конструирование и расчет опорной части балки 41

6.6.Конструкция и расчет сопряжения вспомогательной балки с главной балкой 43

6.7.Конструирование монтажного стыка главной балки………………….…43

7.Конструкция и расчет колонны 45

7.1.Общие сведения…………………………………………………… ……45

7.2.Конструирование и расчет стержня колонны……………………… …46

7.3. Конструирование и расчет планки колонны 49

7.4.Конструирование и расчет базы колонны 49

7.5.Конструирование и расчет оголовка колонны 51

Список литературы 53


ВВЕДЕНИЕ


В работе представлены принципы и правила проектирования металлических конструкций балочной площадки промышленного здания, отражена основная технологическая последовательность конструирования и расчета её элементов.

В состав площадки включены следующие конструкции: стальной настил, балки настила и вспомогательные балки из прокатных двутавров, главные балки составного двутаврового сечения (сварные), стальные колонны сквозного сечения.

Расчет элементов металлических конструкций производится по методу предельных состояний с использованием международной системы единиц СИ. Расчет конструкций произведено с необходимой точностью и в соответствие с положением по расчёту и конструктивными требованиями СНиП -23-81* «Стальные конструкции».

Выполнение расчётно-графической работы производится по заданным исходным данным.

  1. Исходные данные


Рабочие площадки служат для размещения производственного оборудования на определенной высоте в помещении цеха промышленного здания. В конструкцию площадки входят колонны, балки, настил и связи. Система несущих балок стального покрытия называется балочной клеткой.

Исходные данные:

  • полезная нагрузка - = 28кН/м2;

  • пролет - L=14 м

  • шаг колонн – l = 5 м

  • высота колонны - H = 6 м

  • колонны – сквозные с планками.

  • тип пола - I

  • класс бетона фундамента В12,5.

    1. Конструктивная схема балочной клетки.

Балочная клетка состоит из следующих элементов: стального настила (Н), укладываемого по балкам настила (БН), вспомогательных балок (ВБ), и главных балок (ГБ), располагаемых обычно параллельно большей стороне перекрытия. Таким образом, балки настила воспринимают полезную нагрузку от массы настила и пола. Вспомогательные балки передают всю нагрузку от балок настила на главные балки, а главные балки – на колонны или стены.


3.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЁТУ КОНСТРУКЦИЙ


Цель расчёта – обеспечить заданные условия эксплуатации и необходимую прочность и устойчивость при минимальном расходе материала и минимальных затратах труда на изготовление и монтаж. Расчёт проводится с использованием методов сопротивления материалов и строительной механики. Основной задачей этих методов является определение внутренних усилий, которые возникают в конструкциях под воздействием приложенных нагрузок.

Расчёт начинают с составления расчётных схем сооружения в целом и его отдельных элементов. Составлению расчётных схем должна предшествовать работа по компоновке отдельных конструкций с предварительной эскизной проработкой чертежей элементов и их сопряжений.

Определив по принятой расчётной схеме усилия в конструкции или её элементах (статический расчет), производят подбор их сечений (конструктивный расчёт), проверяют несущую способность и жесткость конструкций. Если хотя бы одна из проверок не удовлетворяется, уточняют размеры сечений.


4. Составление вариантов балочной клетки.


При проектировании балочной клетки задача сводится к тому, чтобы путём технико-экономического сравнения различных вариантов найти наиболее экономичную конструкцию балочной клетки по расходу материала на 1 м² площади перекрытия.

С этой целью следует составим 3 варианта расположения вспомогательных балок и балок настила. После статического и конструктивного расчётов настила и балок для всех вариантов произведем их сравнение по расходу стали на 1м² площади перекрытия балочной клетки и количеству монтажных единиц.

После этого выберем наиболее выгодный вариант балочной клетки по расходу стали и количеству монтажных единиц. В случае одинакового расхода стали, предпочтение следует отдавать варианту с наименьшим количеством монтажных единиц.


Рис. 2

4.1.Вариант № 1


4.1.1. Расчет настила

Принимаем сталь С245(т.к II гр.)


Рис. 3






Вид нагрузки

Металло-цементный раствор t=30мм

0,75


1,3

0,975

Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике


0,1


1,3


0,13

Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм


0,48

1,3


0,624

Полезная нагрузка

28

1,05

29,4

Итого:

29,33


31,129



Сбор нагрузок: Таблица 1


Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. Для удобства сварки ширина листа должна быть на 15-20 мм меньше шага балок настила (см. раб. чертёж). При нагрузках, не превышающих 50 кН/м², и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закреплённого по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб).

Определим наименьшую толщину настила при заданном пролёте балок настила lн при lн=100 см.

где ;

qн –нормативная нагрузка на настил;

;

;

;

tн=1,16 см. По сортаменту принимаем tн=12 мм.

Настил крепится к балкам настила сплошными сварными швами.

Определим растягивающее усилие Н, действующее на 1 погонный длины шва:

где γf- коэффициент надежности по нагрузке (γf=1,05).

;

1. Расчет по металлу шва

  • коэффициент глубины провара шва f = 0,9 (табл. 34* СНиП II-23-81*)

  • коэффициент условия работы шва wf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*)

В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* принимаем электроды типа Э42 для стали С245.

Расчетное сопротивление металла шва R wf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*).

2.Расчет по металлу границы сплавления.

  • коэффициент глубины провара шва z = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81*)

  • коэффициент условия работы шва = 0,45Run. По т.51* СНиП II-23-81*

для стали С245 Run =370 МПа.Rwz=0.45·370=166.5 МПа=16,65кН/см2.

wz=1(по п.11.2 СНиП II-23-81*);

Принимаем требуемый катет шва kf=5 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81*)

4.1.2.Расчет балок настила

Сбор нагрузки: Таблица 2



Наименование нагрузки

Нормативная нагрузка,

f

Расчетная нагрузка,

1

Металло-цементный раствор t=30мм

0,75

1,3

0,975

2

Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике


0,1


1,3


0,13

3

Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм

0,48

1,3

0,624

4

Стальной настил t=12мм

0,942

1,05

0,9891

5

Полезная нагрузка

28

1,05

29,4


Итого:

30,272


32,1181


Определение удельного веса настила.



Рис.4



Погонная нагрузка на балку настила:


Случайные файлы

Файл
118064.rtf
3188-1.rtf
20557.rtf
22677.rtf
6787-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.