Металлические конструкции 2 (стр. 1 из 5)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет
им. И.Н. Ульянова»
Строительный факультет. Заочное отделение.
Кафедра строительного производства и
экономика строительства
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине
«Металлические конструкции»
Тема: «Балочная клетка рабочей площадки одноэтажного
промышленного здания»
Выполнила студентка
гр. ЗС -16-07 Галимова А.А.
Руководитель: Иванова Н.В.
Чебоксары 2009
Содержание
Задание на проектирование
Раздел I
Расчет настила балочной клетки
Раздел II
Вариантное проектирование балочной клетки
2.1. Нормальный тип
2.2. Усложнённый тип
Раздел III
3. Расчет главной балки
3.1. Определение нагрузок и расчетных усилий
3.2. Подбор сечения главной балки
3.3. Изменение сечения главной балки по длине
3.4. Проверка прочности, прогибов, общей устойчивости балок
3.4.1. Проверка прочности балок
3.4.2. Проверка устойчивости балок
3.5. Проверка местной устойчивости элементов главной балки
3.6. Расчет поясных сварных швов
3.7. Расчет опорных ребер
3.8. Расчет узлов сопряжения балок
3.9. Расчет монтажного стыка балок.
Раздел IV
4. Расчет колонны
4.1. Расчет стержня сплошной колонны
4.2 Расчет базы колонны
4.3. Расчет оголовков колонн
Раздел V
5. Расчет связей
5.1.Расчет портальной связи
5.2. Расчет крестовой связи
Список использованной литературы
Раздел I
Расчет настила балочной клетки
Расчетный пролет настила принимают равным расстоянию в свету между балками настила, а его опирание на балки считают шарнирно неподвижными (рис. 1.1) рис 1.1
Определяем размеры настила.
Толщину настила назначаем в зависимости от gн : gн=16кН/м=> tн=10мм.
Сила, растягивающая настил:
Н=(γfП2/4)* β2E1tн
Где Е1=Е/(1-v2), Е=(2,06*104)/1-0,32=2,26*104 кН/см2
Н=(1,2*3,142/4)*(1/150)2*2,26*104*1,0 = 2,97кН/м
Определяем размеры настила по формуле:
l/t=4n0/15(1+72E1/n04q)
l/t=((4*150)/15)*(1+( 72*2.26*104)/(1504*0,0018)=112
Принимаем t=10 мм, тогда l=125*1,0=125см
Для соединения настила с балкой настила используем угловую полуавтоматическую сварку в нижнем положении с применением сварочной проволоки
Расчетный катет шва при определении по металлу шва:
кf = Н/(βf lw Rwf γwf γc), где βf =0,9
Rwf =165- расч. сопрот. шва срезу по металлу шва для стали С245
Для стали С245, эксплуат. в. норм. условиях (внутри цеха) можно использовать сварную проволоку Св-08А, для которого Rwf=180 МПа.
γwf =1- коэфф. условия работы шва
γc = 1- коэфф. условн. раб. Конструкции
а) расчетный катет шва при определении по металлу шва:
кf = Н/(βf lw Rwf γwf γc)=2,97/(0,8*1*18*1*1)=0,18 см
б) расчетный катет шва при определении по металлу границы сплавления:
кf = Н/(βz lw Rwz γwz γc) ,где
βz=1,05 – коэфф., опред. по табл. 34 СНиП II-23-81*
Rwz – расч. сопрот. углового шва срезу по металлу границы сплавления
Rwz = 0,45Run = 0,45*345=155 МПа
γwz = 1- коэфф. условия работы шва
кf = Н/(βz lw Rwz γwz γc)= 2,97/(1,05 *1*15,525)=0,17см
Из 2-х вычислен. Значений выбираем большее, т.е. кf = 0,18 ≈0,2 см
Определяем толщину шва кf, исходя из его возможной длины:
кf ≥(1/ βf)√Н/85 Rwz = (1/0,9)√2,97/85*155,25 = 0,36см
Окончательно принимаем кf = 4 мм
Раздел II
Вариантное проектирование балочной клетки
Пролет гл. балки – 12м
Шаг колонн – 7 м
Временная нормат. распред. нагр. qн = 16 Кн/м2
Коэфф. надежн. по нагр. γf = 1,2
Материал балки - настила сталь С245 (Ry = 240 МПа)
Рассмотрим 2 варианта компоновки балочной площадки:
2.1. Нормальный тип
В нормальной балочной клетке (рис 2.1.) балки настила опираются на главные балки, которые устанавливаются на колонны в направлении большего пролета
рис 2.1.
1) При выбранной толщине настила tн=1,0 мм пролет lн=1,25м.
Тогда примем следующую раскладку, изображенную на рис. 2.1. а = 1, 3 м.
Определим вес настила, зная, что 1м2 стального настила толщ. 10 мм весит 78,5 кг:
g = 1,0*78,5 = 78,5 кг/м2 = 0,785 кН/м2
Нормат. нагр. на балку настила:
qн = (рн+gн)a =(16+0,785)*1, 3 =20,98 кН/м
Расчетная нагрузка на балку настила:
q = (γf2рн+ γf1gн)а = (1,2*18+1,05*0,785)1, 3 = 24,01 кН/м
где γf1=1,05, γf2=1,2 – коэфф. надежн. по нагр.
Расчетный изгиб. момент:
Mmax = ql2/8 = 24,01*72/8 = 147,06кН*м = 14706кН*см
Треб. момент сопротивления балки определяем, принимая с1 = с =1,1:
Wтр = Mmax/с1Ry = 14706/1,1*24,0 = 556,8 см3
Примем двутавр №33 , имеющий Wx = 597 см3, I = 9840см4, g = 42,2кг/м, b = 14 см,
Проверяем только прогиб по формуле:
f = 5qнl4/384EI = 5*0,2098*7004/384*2,06*104*9840 = 4,08<(1/250)l=3,2 см
Принятое сечение балки не удовлетворяет условиям прочности и изгиба.
Примем двутавр №36 , имеющий Wx = 743 см3, I = 13380см4, g = 48,6 кг/м, b = 14,5 см, h = 36см.
f = 5qнl4/384EI = 5*0,2098*7004/384*2,06*104*13380 =
=2,93/1,06=2,3 см< 2,8 см
Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности и прогиба. Проверку касательного напряжения в прокатных балках при отсутствии ослабления опорных сечений обычно не производят, т.к. она легко удовлетворяется из-за относительно большой толщины стенки балок.
Определяем расход металла на 1 м2 перекрытия:
Настил: 1,0*78,5=78,5кг/м2; балка: g/a = 48,6/1, 16 = 42,15кг
Весь расход: 78,5+42,15 = 1200 кг/м2=120кН/м2
2.2. Усложнённый тип
рис 2.2.
В усложненную балочную клетку по сравнению с нормальной дополнительно вводят вспомогательные балки, передающие нагрузку с балок настила на главные балки.( рис 2.2.)
Шаг балок настила зависит от несущей способности настила и назначается в пределах 0,6-1,6 м. Шаг вспомогательных балок принимается от 2 до 5 м.
По конструктивным соображениям шаг вспомогательных балок примем 3 м.
1) При tн=10мм примем шаг балок настила 1,16м
Нормат. и расч. нагр. на балку настила:
qн = (16+0,785)1,16= 19,45кН/м
q = (γf1рн+ γf2gн)а = (1,2*16+1,05*0,785)1,16 = 23,2/м
Расчетный изгиб. момент:
Mmax = ql2/8 = 23,2*42/8 = 46,4 кН*/м = 4640кН/см
Треб. момент сопротивления балки определяем, принимая с1 = с =1,1:
Wтр = Mmax/с1Ry = 4640/1,1*24,0 = 175,8
Примем двутавр №20, имеющий W = 189 см3, I = 1840см4, g = 15,9 кг/м, b = 0,81 см.
Проверяем только прогиб по формуле:
f = 5qнl4/384EI = 5*0,4640*4004/384*2,06*104*1840= 4,08<1,04
Принятое сечение балки не удовлетворяет условиям прочности и прогиба.
Принимаем двутавр №22 W=232см3I=2550 см4 g=24кг/м b=110см
f=5*0.4640*4004/384*2.0610*2550=2.9<1.6
Принятое сечение не удовлетворяет условиям прочности и прогиба.
Принимаем двутавр №24 W=371 см3 I=5010см4 g=31.5 кг/м b=125см
F=5*0.4640*4004/384*2.06*104*5010=1.4<1.6 условие прочности выполнено.
Определяем нормативные и расчетные нагрузки от балок настила на вспомогательную балку: