Курсовая работа
«Конструирование и расчет балочной клетки и колонны при проектировании рабочей площадки производственного здания»
Содержание
1. Компоновка балочной клетки и выбор стали 3
2. Нормальный тип балочной клетки 4
2.1 Расчет стального настила 4
2.2 Расчет балки настила 5
3. Усложненный тип балочной клетки 7
3.1 Расчет стального настила 7
3.2 Расчет балки настила 8
3.2 Расчет вспомогательной балки 10
4. Выбор оптимального варианта балочной клетки 12
5.1 Определение усилий 13
5.2Компоновка сечения 14
5.3 Проверка прочности принятого сечения балки 16
5.4 Изменение сечения балки по длине 17
5.5 Проверка общей устойчивости балки 20
5.6 Проверка местной устойчивости элементов балки 20
5.7 Проверка жесткости главной балки 23
5.8 Расчет соединения пояса со стенкой 24
5.9 Конструирование и расчет опорной части главной балки 25
5.10 Проектирование монтажного стыка главной балки 27
6. Расчет колонн 29
6.1 Расчет колонны на устойчивость 32
6.2 Конструирование и расчет оголовка колонны 32
6.3 Конструирование и расчет базы колонны 34
Список литературы 38
1. Компоновка балочной клетки и выбор стали
Исходные данные приняты по заданию.
В рабочих площадках применяют нормальный и усложненный тип балочных клеток. Нормальный тип включает главные балки и опирающиеся на них балки настила, непосредственно поддерживающие настил. В усложненном типе добавляются вспомогательные балки, укладываемые на главные, на них опираются балки настила и настил. В качестве настила используются листовой настил из стали С235.
Для основных конструкций в задании дана сталь С255, с расчетным сопротивлением Ry = 240 МПа.
2. Нормальный тип балочной клетки
Настил - стальной.
Балки настила с шагом а1 = 1,76 м.
Рис. 1. Нормальный тип балочной клетки
2.1 Расчет стального настила
Подбор толщины настила производится из расчета его жесткости.
По
заданной нагрузке P и значению
для настила определяем предельное
отношение пролета настила к его толщине
;
Е1 –
приведенный модуль упругости;
.
Здесь - нормируемое минимальное отношение пролета балки к ее прогибу
L, м |
≤1 |
3 |
24 |
≥36 |
|
120 |
150 |
250 |
300 |
Вес
стального настила:
2.2 Расчет балки настила
Определяем нормативные и расчетные нагрузки.
Нормативная нагрузка на балку принимается равномерно распределенной
Расчетная нагрузка
где g = 1,05 - коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки от стального настила; g=1,2 – коэффициент надежности по нагрузке для временной нагрузки.
Рис. 2. Расчетная схема балки настила
Нормативный изгибающий момент
Расчетный изгибающий момент
Максимальная поперечная сила
Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки при работе с учетом упругопластических деформаций
По
сортаменту принимаем I 40Б1, имеющий
ближайший больший момент сопротивления
статический
момент полусечения Sx
= 564 см3; момент инерции сечения Ix
= 20019,998 см4; площадь сечения А = 72,16 см2;
Уточняем M и Q c учетом собственного веса балки настила
Равномерно распределенная нагрузка от собственного веса балки настила длиной 1 м P=56,6кг=0,555кН
Нормативная нагрузка на балку настила с учетом собственного веса
.
Расчетная нагрузка с учетом собственного веса
Нормативный изгибающий момент с учетом собственного веса
Расчетный изгибающий момент с учетом собственного веса
.
Проверяем принятое сечение.
Проверка прочности
Проверка жесткости
где
fu
= l/167
=3,9 см при пролете l
= 6,2 м.
Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости.
Определяем вес балки настила на 1м2 рабочей площадки
3. Усложненный тип балочной клетки
Настил - стальной.
Балки настила с шагом а1 = 1,24 м.
Вспомогательные балки с шагом а2 = 4,4 м.
Рис. 3. Усложненный тип балочной клетки
3.1 Расчет стального настила
Подбор толщины настила производится из расчета его жесткости.
По заданной нагрузке P и значению для настила определяем предельное отношение пролета настила к его толщине
; Е1 – приведенный модуль упругости; .
Здесь - нормируемое минимальное отношение пролета балки к ее прогибу
L, м |
≤1 |
3 |
24 |
≥36 |
|
120 |
150 |
250 |
300 |
Вес
стального настила:
