Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра металлических конструкций

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Стальная рабочая площадка промышленного здания»

Преподаватель: Иванова О.Б.

Студент гр. 168: Игнатьев И.В.

Нижний Новгород - 2013

Содержание.

1. Таблица исходных данных и задание на курсовую работу.......................... 3

2. Выбор материалов конструкций и соединений............................................. 4

3. Расчет настила и выбор шага второстепенных балок................................... 4

4. Конструктивная схема балочной клетки и колонн балочной площадки... 6

5. Расчет второстепенных балок......................................................................... 6

5.1. Нагрузки и статический расчет балок..................................................... 6

5.2. Назначение и проверка сечений балки.................................................... 7

6. Расчет главных балок..................................................................................... 10

6.1. Нагрузки и статический расчет балки.................................................. 10

6.2. Конструирование и основные проверки сечения главной балки...... 11

6.3. Размещение ребер жесткости и проверка стенки балки на местную устойчивость.. …………………………………………………………………14

6.4. Расчет поясных швов главной сварной балки.................................... 17

6.5. Конструирование и расчет опорного узла главной балки................. 18

6.6 Расчет сварного стыка балки…………………………………………...20

7. Конструирование и расчет колонны............................................................. 21

7.1 Конструирование и расчет стержня колонны.......................................21

7.2 Расчет прикреплений соединительных планок.................................... 25

7.3 Конструирование и расчет базы сквозной колонны............................26

8. Литература .................................................................................................... 29

1. Таблица исходных данных и задание на курсовую работу.

Рассчитать и сконструировать металлические конструкции рабочей площадке производственного здания при следующих данных:

1. Схема и размеры площадки в плане

2А*3В А=12 м В=5,5 м

Рисунок 1.1 Схема площадки

2. Отметки пола первого этажа 0,000 м;

- верх настила 9,600 м

3. Временная нормативная равномерно распределенная нагрузка

28,0 кН/м², Коэффициент надёжности по нагрузке γ_f=1,2

4. Климатический район II₅

5. Здание неотапливаемое

6. Бетон фундаментов В 15 (R_b=0,85 кН/см²)

7. Здание первого класса ответственности (γ_п=1,0)

8. Материал конструкций:

Настил - сталь обычной прочности

Второстепенных и вспомогательных балок – по выбору

Главных балок – по выбору

Колонны – по выбору

9.Тип сечения – сквозное

10.Укрупнительный стык сварной балки – на высокопрочных болтах

11.Строительная высота перекрытия: не ограничена

Балочная клетка рабочей площадки – нормального типа с этажным сопряжением второстепенных и главных балок. Второстепенные балки из прокатных профилей. Главные балки – сварные постоянного сечения. Колонны проектируем сквозными из прокатных профилей и с шарнирным сопряжением с главными балками и фундаментами. Колонны и главные балки раскрепляются связями.

Величины предельных прогибов:

- настила – f_u=l/200 от временной нормативной нагрузки (пренебрегая собственным весом настила)

- второстепенных и главных балок- f_u=l/350 от 0,7 временной нормативной нагрузки (СНиП 2.01.07-85 Дополнения. Раздел 10 «Прогибы и перемещения»).

2. Выбор материалов конструкций и соединений.

Согласно п. 2.1 и таблице 50 СНиП II-23-81* для отапливаемого здания в климатическом районе II₃ принимаем:

- стальной настил: группа конструкций 3, при отсутствии сварных соединений группа 4, сталь С 235 без ограничений.

- прокатные второстепенные балки: группа конструкций 1, при отсутствии сварных соединений группа 2, , сталь С 255.

- сварные главные балки: группа 1, сталь С 255.

- колонны из прокатных профилей: группа 3, при отсутствии сварных соединений в стержнях колонн группа 4, сталь С 235.

Все стали по ГОСТ 27772-88. Прочностные характеристики сталей по п. 3.1 и таблицам 1 и 51 СНиП II-23-81*, по конкретным условиям:

Для сварных соединений согласно п. 2.2 и таблице 55 принимаем:

- В сварных главных балках для автоматической и полуавтоматической сварки группа 1; сталь С 255, флюс АН-348-А ГОСТ 9087-81*, сварочная проволока Св-08 А по ГОСТ 2246-70*.

- для ручной сварки электроды Э42А по ГОСТ 9476-75*.

- колонны и настил (группа 4, сталь С 235) для полуавтоматической сварки флюс АН-348-А ГОСТ 9087-81*, сварочная проволока Св-08 А по ГОСТ 2246-70*, для ручной сварки электроды Э42 по ГОСТ 9476-75*.

Для нерасчетных болтовых соединений согласно п. 2.4 и таблица 57 принимаем болты класса В-4,6 по ГОСТ 1759-87* диаметром 16 мм.

3. Расчет настила и выбор шага второстепенных балок.

Стальной настил рассчитывается по балочной схеме с учетом растягивающих усилий. Временная нормативная нагрузка:

28 кН/м² = 0,0028 кН/см²

Для расчетной полосы шириной 1см нагрузка на единицу ее длины _n = 0.0028 кН/см.

где: l_sh и t_sh – пролет и толщина настила;

– отношение пролета настила к величине его предельно- допустимого прогиба;

кН/см²

– цилиндрический (без учета поперечных деформаций) модуль упругости материала при коэффициенте Пуассона  = 0.3;

вычисляем предельно допустимое по условиям жесткости отношение:

Согласно табл.3.1, при временной нагрузке 28 кН/м², принимаем толщину настила t_sh =12 мм. Тогда предельный по условиям жесткости пролет настила l_sh.u  58,6*1.2 = 70,3 см. Если принять предварительно ширину поясов второстепенных балок b_fb 12 см, то предельный шаг балок a_fb^max = l_sh.u + b_fb = 70,3 +12  82,3 см. Принимаем шаг второстепенных балок a_fb =А/17 = 1300/82,3 = 76,47 см  a_fb^max, где 17 – число шагов второстепенных балок.

Принимаем шаг второстепенных балок 78 см

Рисунок 3.1 Расчетная схема настила