Курсовая работа - Стальные конструкции балочной площадки - файл n1.doc

Курсовая работа - Стальные конструкции балочной площадки
скачать (2366.8 kb.)
Доступные файлы (2):
n1.doc2774kb.22.12.2011 23:09скачать
n2.dwg

n1.doc

  1   2   3   4
Министерство науки и образования РФ

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Череповецкий Государственный Университет

Кафедра строительных конструкций и архитектуры
КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Металлические конструкции

на тему: Стальные конструкции балочной площадки

Выполнил студент:

группы 5СП-42

Бондаренко М.Г.

Проверил преподаватель:

Ворожбянов В.Н.

Отметка о зачёте:


Череповец

2011

Содержание

Введение …………………………………………………………………………………………………………………………4

1. Компоновка и выбор схемы балочной клетки……………………………………………….…...5

1.1. Расчет настила…………………………………………………………………….……………………………….…5

1.2. Расчет балок настила и вспомогательных балок……………….……………………….10

1.3. Технико-экономические показатели рассмотренных вариантов…………….…10

2. Расчет и конструирование главной балки…………………………………………….…………14

2.1. Расчетная схема. Расчетные нагрузки и усилия………………………………………….14

2.2. Определение высоты главной балки………………………………………………………………..16

2.3. Определение толщины стенки…………………………….…………………………………………....17

2.4. Подбор сечения поясов………………………………………………………………………………………..18

2.5. Изменение сечения балки по длине…………………………………………………………….……21

2.6. Расчет поясных швов…………………………………………………………………………………….....…24

2.7. Проверка обеспеченности общей устойчивости балки………………………………24

2.8. Проверка местной устойчивости элементов балки…………………………………...26

2.9. Конструирование и расчет опорной части балки……………………………………….34

2.10. Расчет и конструирование укрупнительного монтажного стыка балки на высокопрочных болтах………………………………………………………………..………………..……...36

2.11. Проектирование примыкания балок настила к главной балке……………….40

3. Расчет и проектирование колонны….…………………………………………………………..…….42

3.1. Подбор сечения стержня сплошной сварной колонны………………………………….42

3.2. Подбор сечения сквозной колонны балочной площадки……………………..……...45

3.3. Конструирование и расчет оголовка колонны……………………………………..……...50

3.4. Конструирование и расчет базы колонны………………………………………………..……51

Заключение……………………………………………………………………………………………………………………..57

Список литературы………………………………………………………………………………………………………58
Введение

Цель работы – рассчитать стальной каркас для одноэтажного здания. Данная работа, несомненно, является актуальной, так как сталь, благодаря своим достоинствам широко применяется в строительстве. Стальные конструкции обладают высокой прочностью при растяжении, сжатии, изгибе, высокой надежностью, относительной легкостью. Также следует отметить высокую индустриальность, все элементы конструкции изготавливаются на заводе и легко транспортируются.


1. КОМПОНОВКА И ВЫБОР СХЕМЫ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ

1.1. Расчет настила

Требуется выбрать рациональную конструктивную схему балочной клетки на основе проработки и технико-экономического сравнения двух вариантов нормального и одного варианта усложненного ее конструктивного решения (см. рис. 1).



рис. 1, а



рис. 1, б



рис. 1, в

Рис.1 Варианты балочных клеток.

1 - главная балка, 2 - балки настила, 3 - вспомогательная балка.

В соответствии с интенсивностью заданной полезной нагрузки,  = 27 кН/м, назначается толщина листов плоского стального настила: вариант I - tн = 12 мм; вариант II - tн = 14 мм; вариант III - tн = 12 мм. Материал настила - сталь С285. Отношение пролета настила к его предельному прогибу, n0 = l / f, принимается равным 150.

Для намеченных вариантов конструктивных схем балочной клетки рассчитывается настил, балки настила, вспомогательные балки и определяются технико-экономические показатели рассмотренных вариантов из условия обеспечения наименьших затрат металла.

Нагрузки на расчетную полосу шириной 1 м:

где  = 27 кН/м2 - полезная нагрузка в соответствии с заданием; f = 1,2 - коэффициент надежности по нагрузке для временной нагрузки.

Определяется расчетный пролет настила (исходя из несущей способности намеченных вариантов настила) (плоский стальной настил и его расчётная схема изображены на рис. 2).



Рис. 2. Плоский стальной настил и его расчётная схема





где E = 2,06105 МПа - модуль упругости стали;

 = 0,3 - коэффициент поперечной деформации стали (Пуассона);

n0 - заданное отношение пролета настила к его предельному прогибу, n0 = l / f, (для стального настила n0 = 150).
варианты I и III (tн = 12 мм):



вариант II (tн = 14 мм):



Число балок настила: n=L/lн
вариант I: n = 18/1,051 = 17,127. Принимаем n = 18, шаг балок настила a = 1м < (lн+100) = 1,151 м. Схема расстановки балок настила показана на рис. 1, а;

вариант II: n = 18/1,227 = 14,67, принимаем n = 21, шаг балок настила а = 1,2 < (1,227+0,1) = 1,237. Схема расстановки балок настила показана на рис. 1, б;

вариант III: n = 4/1,051 = 3,81, принимаем n = 4, возможный шаг балок настила а = 1 м < (1,051+0,1) = 1,151 м. Схема расстановки балок настила показана на рис. 1, в.

Определяется усилие Н, на действие которого надо проверить сварные швы, прикрепляющие настил к поддерживающим его балкам:

варианты I и III (tн = 12 мм):




вариант II (tн = 14 мм):



Прикрепление настила к поддерживающим его конструкциям выполняется полуавтоматической сваркой в углекислом газе (по ГОСТ 8050-85) в нижнем положении (проволока марки Св-08Г2С d = 1,4…2 мм). Для этих условий и стали С235: Rwf = 215 МПа; Rwz= 0,45Run = 0,45360 = 162МПа.

Учитывая, что fRwf = 0,9215 = 193,5 МПа > zRwz = 1,05162 = 170,1 МПа, расчетный катет углового шва вычисляется по формуле:



где lw = 1 м - расчетная длина шва; f = 0,9 и = 1,05 - коэффициенты, определяемые по табл. 34 [3]; wz = 1 - коэффициент условий работы шва (см. п. 11.2 [3]); Rwz - расчетное сопротивление сварного шва по металлу шва, (см. табл. 56 [3]); Run - нормативное сопротивление листового проката (см. табл. 51 [3]).

Для вариантов I и III (tн = 12 мм):



в соответствии с табл. 38 [3] принимается минимально допустимый катет шва при tн =12 мм kf = 5 мм;

Для варианта II (tн = 14 мм):



принимается минимально допустимый катет шва kf = 5 мм. Результаты расчета стального настила сведены в табл. 1.

Таблица 1

Расчет стального настила

Расчетные параметры


Вариант

I

II

III

Толщина настила tн, мм

12

14

12

Расчетный пролет настила, см

105,1

122,7

105,1

Принятый пролет настила, см

100

120

100

Число балок настила n

25

21

36

Расчетные усилия H, кН

356,5

415,9

356,5

Расчетный катет углового шва, мм

2,1

2,45

2,1

Принятый катет углового шва, мм

5

5

5

Масса настила m1, кг/м2

94,2

109,9

94,2



1.2. Расчет балок настила и вспомогательных балок

Погонная равномерно распределенная нагрузка на балку настила:

для варианта I, III:

qn1 = (m1g + n)  а = (94,2  9,81 + 27  103)  1 = 27,924 кН/м ;

q1 = (m1gf + nf)  а = (94,2  9,81 1,05 + 27 103  1,2)  1 = 33,37 кН/м;

для варианта II:

qn2 = (109,9  9,81 + 27  103)  1,2 = 33,69кН/м;

q2 = (109,9  9,81  1,05 + 27  103  1,2)  1,2 = 40,24 кН/м.

Расчетные усилия M и Q в балках настила определяются известными методами строительной механики.
1.3. Технико-экономические показатели рассмотренных вариантов

Вариант I:

расчетный пролет l = B = 4 м (см. рис. 1, а);

изгибающий момент в середине пролета:



поперечная сила на опоре:



Вариант II:

расчетный пролет l = B = 4 м (см. рис. 1, б);





Вариант III:

расчетный пролет l = B = 2 м (см. рис. 1, в):





В соответствии с п. 5.18* [3] вычисляются:



,

где c1 - коэффициент, учитывающий возможность развития пластических деформаций, с1 = 1,12 - для прокатных балок при изгибе в плоскости стенки, с = 1,1 - коэффициент условий работы конструкций, принимается по табл. 6* [3], Ry - расчетное сопротивление стали, принимается табл. 51* [3]; сталь С285 Ry = 270 МПа.

Вариант I:





По сортаменту горячекатаных двутавровых балок с учетом Wxтр = 200,64 см3 и Ixтр = 2824,03 см4 для балки настила по варианту I принимается двутавр  №24: h = 240 мм; bf = 115 мм; tf = 9,5 мм; tw = 5,6 мм; Ix = 3460 см4; Wx = 289 см3; m2 = 27,3 кг/м.
Вариант II:





Для балки настила по варианту II принимается двутавр №24: h = 240 мм; bf = 115 мм; tf = 9,5 мм; tw = 5,6 мм; Ix = 3460 см4; Wx = 289 см3; m2 = 27,3 кг/м.
Вариант III:





Для балки настила по варианту III принимается двутавр №14: h = 140 мм; bf = 73 мм; tf = 7,5 мм; tw = 4,9 мм; Ix = 572 см4; Wx = 81,7 см3; m2 = 13,7 кг/м.

Погонная равномерно распределенная нагрузка на вспомогательную балку:





Изгибающий момент в середине пролета:



Поперечная сила на опоре:



Требуемый момент сопротивления сечения:



Требуемый момент инерции сечения:


Принимается двутавр №30: h = 300 мм; bf = 135 мм; tf = 10,2 мм; tw = 6,5 мм; Ix = 7080 см4; Wx = 472 см3; m3 = 36,5 кг/м.
  1   2   3   4


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации