Раздел 1. Расчет стального настила

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................... 4

Раздел 1. Расчет стального настила................................................................ 4

Раздел 2. Расчет прокатных балок................................................................. 5

2.1 Балка настила нормальной балочной клетки................................... 5

2.2 Вспомогательная балка сложной балочной клетки......................... 8

2.3 Балка настила сложной балочной клетки......................................... 9

2.4 Технико-экономическое сравнение вариантов БК......................... 11

Раздел 3. Расчет главной балки.................................................................... 11

3.1 Определение усилий........................................................................ 11

3.2 Подбор сечения................................................................................ 13

3.3 Изменение сечения........................................................................... 15

3.4 Выполнение проверок..................................................................... 15

3.5 Конструирование поперечных ребер жесткости............................ 17

3.6 Расчет соединения с балкой настила............................................... 19

3.7 Расчет сварного поясного шва........................................................ 20

3.8 Расчет опорного ребра.................................................................... 21

Раздел 4. Расчет колонны............................................................................ 22

4.1 Подбор сечения колонны................................................................ 22

4.2 Определение раздвижки ветвей....................................................... 23

4.3 Проверка устойчивости отдельной ветви....................................... 24

4.4 Расчет базы колонны....................................................................... 25

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..................................... 27

 

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект на тему: «Рабочая площадка промышленного здания», разработан на основании задания, выданного кафедрой «Металлические, деревянные и пластмассовые конструкции», действующих СП, ГОСТов, и других нормативных документов. Проект выполняется согласно плану учебной программы.

Раздел 1. Расчет стального настила

Стальной настил как цилиндрическая оболочка работает на растяжение. Толщину настила будем определять из условия выполнения проверки по второму предельному состоянию (по деформациям):

 – максимальный прогиб настила;

 =  – пролет настила (шаг БН);

 – предельный относительный прогиб;

 = 150 – принимаем согласно ([1], табл.40, п.3).

Максимальное отношение длины настила к толщине принимаем по формуле:

 – приведенный модуль упругости;

 – коэффициент поперечной деформации стали (Пуассона);

 – сумма временной нормативной нагрузки на площадку и нагрузки от собственного веса настила.

По сортаменту принимаем толщину настила: .

 – объемная масса стали.

Раздел 2. Расчет прокатных балок

Вспомогательная балка сложной балочной клетки

1) Определяем грузовую площадь балки:

 – пролет ВС СБК;

 – пролет БН СБК.

2) Нормативная равномерно распределенная нагрузка:

3) Расчетная равномерно распределенная нагрузка:

4) Определяем M_max:

5) Определяем требуемый момент сопротивления:

По [1], табл. 50 определяем, что данная конструкция относится ко второй группе. Подбираем сталь марки C245 с R_y = 240 МПа = 24 кН/см².

Из условия проверки по первому предельному состоянию (по несущей способности) из расчета на прочность по сортаменту был подобран прокатный двутавр  № 45 со следующими характеристиками:

W_x = 1231 см³; I_x = 27696 см⁴; g = 66.5 кг/м; b = 160 мм; s = 9 мм.

6) Проверяем выбранное сечение по второму предельному состоянию (по деформациям):

Проверка выполнена.

7) Определяем нормативную нагрузку от ВБ СБК:

Раздел 3. Расчет главной балки

Определение усилий

1) Определяем грузовую площадь главной балки:

 – пролет ГБ;

 – пролет БН НБК.

2) Нормативная равномерно распределенная нагрузка:

3) Расчетная равномерно распределенная нагрузка:

 

 

4) Определяем M_max:

5) Определяем требуемый момент сопротивления:

По [1], табл. 50 определяем, что данная конструкция относится ко второй группе. Подбираем сталь марки C245 с R_y = 240 МПа = 24 кН/см². Из условия выполнения проверки на прочность по первому предельному состоянию определяем требуемый момент сопротивления.

В связи с невозможностью подобрать прокатный двутавр по сортаменту, проектируем балку в виде составного двутавра, состоящего из трех отдельных листов металла.

 

Подбор сечения

Подбор сечения осуществляется по следующим условиям:

1) Размеры поперечного сечения должны соответствовать ГОСТу на прокатную сталь;

2) Для выбранного сечения должны выполняться проверки по первому и второму предельным состояниям;

3) Площадь выбранного сечения должна быть оптимальной, т.е. минимально возможной.

 

1. Определяем толщину стенки:

 – высота балки (принимается 1/10 от пролета).

По сортаменту назначаем t_w = 12 мм = 1.2 см.

2. Определяем высоту стенки:

 назначаем

Минимальная высота балки – такая высота, при которой не требуется выполнение проверки по второму предельному состоянию подбирается из условия:

 – согласно [1], табл. 40.

  с учетом , а также исходя из сортамента, окончательно назначаем .

3. Определяем толщину полки:

Учитывая сортамент проката стали, окончательно принимаем .

4. Определяем ширину полки:

; ;

Окончательно по сортаменту принимаем .

 

 3.3 Изменение сечения

Окончательно по сортаменту принимаем .

Выполнение проверок

1. Проверка касательных напряжений

 – максимальная поперечная сила (ГБ);

 – статический момент отсеченной части;

;

  – момент инерции измененного сечения;

 – расчетное сопротивление стали срезу

Проверку касательных напряжений выполняем на опоре, т.к. на ней действует Q_max – худший случай. Проверку касательных напряжений в поперечном сечении выполняем на нейтральной оси там, где действует .

Проверка выполнена.

 

2. Проверка приведенных напряжений

По длине балки приведенные напряжения определяем в сечении L/6, т.к. в этом сечении имеются Q и M; по высоте сечения приведенные напряжения определяем в верхней зоне стенки под полкой там, где имеются σ и τ.

Проверка выполнена.

4. Проверка местной устойчивости сжатой полки

Проверка выполнена.

5. Проверка общей устойчивости балки

;

 и – ширина и толщина сжатого пояса;

 – расстояние между осями поясных листов.

Проверка выполнена.

 

Расчет опорного ребра

 – расчетное сопротивление листового проката, принимается по [1], табл. 51 для стали марки C245.

С учетом проката стали окончательно назначаем t_оп.р. = 14 мм.

 

Раздел 4. Расчет колонны

Подбор сечения колонны

Подбор сечения колонны выполняется из условия устойчивости относительно материальной оси x-x. Подбор сечения осуществляется по первому предельному состоянию из условия устойчивости. По [1], ф-ла 7: - коэффициент продольного изгиба центрально сжатых элементов; R_y = 24 кН/см² ([1], табл. 50 – 3 группа конструкций, принимаем сталь марки С245). Преобразуем формулу с учетом проектирования двухветвевой колонны:

1. ;

2. По [1], табл. 72 принимаем φ_ор = 0.805;

3.

Выбираем швеллер 33У:

4. ;

5. По [1], табл. 72 принимаем φ_факт = 0.843;

6. Окончательная проверка выбранного сечения:

Проверка выполнена.

Расчет базы колонны

Высоту траверсы будем определять из расчета на срез сварного соединения с угловыми швами по металлу шва при действии поперечной силы. По [1], ф-ла 120:

, где

 - расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм (учет непроваров и кратеров);

 - катет углового шва;

 - коэффициент для расчета на срез по металлу шва, принимаемый по [1], табл. 34;

 - коэффициенты условий работы сварного шва (принимаемы равными 1);

 - расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва;

4 – количество сварных швов.

Конструктивно назначаем толщину траверсы  и марку стали С245. По [1], табл. 55 выбираем сварочную проволоку Св-08А, следовательно, по [1], табл. 56 - . По [1], табл. 38 определяем минимальный катет сварного шва: (, [1], табл. 34).

Толщину опорной плиты находим из условия прочности на изгиб. На каждом участке (1-3) вырезаем полосу шириной 1 см и рассматриваем ее как балку.

, где  - коэффициент, учитывающий наличие подкрепляющих ребер.

 (т.к. консольный участок, ребра не учитываются)

. Окончательно с учетом проката стали назначаем .

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................... 4

Раздел 1. Расчет стального настила................................................................ 4

Раздел 2. Расчет прокатных балок................................................................. 5

2.1 Балка настила нормальной балочной клетки................................... 5

2.2 Вспомогательная балка сложной балочной клетки......................... 8

2.3 Балка настила сложной балочной клетки......................................... 9

2.4 Технико-экономическое сравнение вариантов БК......................... 11

Раздел 3. Расчет главной балки.................................................................... 11

3.1 Определение усилий........................................................................ 11

3.2 Подбор сечения................................................................................ 13

3.3 Изменение сечения........................................................................... 15

3.4 Выполнение проверок..................................................................... 15

3.5 Конструирование поперечных ребер жесткости............................ 17

3.6 Расчет соединения с балкой настила............................................... 19

3.7 Расчет сварного поясного шва........................................................ 20

3.8 Расчет опорного ребра.................................................................... 21

Раздел 4. Расчет колонны............................................................................ 22

4.1 Подбор сечения колонны................................................................ 22

4.2 Определение раздвижки ветвей....................................................... 23

4.3 Проверка устойчивости отдельной ветви....................................... 24

4.4 Расчет базы колонны....................................................................... 25

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..................................... 27

 

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект на тему: «Рабочая площадка промышленного здания», разработан на основании задания, выданного кафедрой «Металлические, деревянные и пластмассовые конструкции», действующих СП, ГОСТов, и других нормативных документов. Проект выполняется согласно плану учебной программы.

Раздел 1. Расчет стального настила

Стальной настил как цилиндрическая оболочка работает на растяжение. Толщину настила будем определять из условия выполнения проверки по второму предельному состоянию (по деформациям):

 – максимальный прогиб настила;

 =  – пролет настила (шаг БН);

 – предельный относительный прогиб;

 = 150 – принимаем согласно ([1], табл.40, п.3).

Максимальное отношение длины настила к толщине принимаем по формуле:

 – приведенный модуль упругости;

 – коэффициент поперечной деформации стали (Пуассона);

 – сумма временной нормативной нагрузки на площадку и нагрузки от собственного веса настила.

По сортаменту принимаем толщину настила: .

 – объемная масса стали.