Министерство сельского хозяйства Российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Пермская государственная сельскохозяйственная

академия имени академика Д.Н.Прянишникова

Кафедра строительного производства

и материаловедения

Курсовая работа

По дисциплине "Металлические конструкции"

на тему "Проектирование металлической балочной клетки"

Студент:

Генералова Дарья Николаевна С-41

Преподаватель:

Кочепанова Мария Николаевна

Пермь, 2012 год

Содержание

1. Исходные данные на проектирование металлической балочной клетки 3

2. КОМПОНОВКА БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ 4

3. РАСЧЕТ СТАЛЬНОГО НАСТИЛА 6

4. РАСЧЕТ БАЛКИ НАСТИЛА. 7

5. РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ БАЛКИ Г2 13

6. ИЗМЕНЕНИЕ СЕЧЕНИЯ ГЛАВНОЙ БАЛКИ 20

7. РАСЧЕТ ПОЯСНЫХ СВАРНЫХ ШВОВ ГЛАВНОЙ БАЛКИ. 28

8. СОПРЯЖЕНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ С БАЛКОЙ НАСТИЛА 28

9. РАСЧЕТ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ 31

10. РАСЧЕТ МОНТАЖНОГО СТЫКА ГЛАВНОЙ БАЛКИ 31

11. РАСЧЕТ ОПОРНОЙ ЧАСТИ ГЛАВНОЙ БАЛКИ 34

12. РАСЧЕТ КОЛОННЫ К3 37

13. РАСЧЕТ КОЛОННЫ СКВОЗНОГО СЕЧЕНИЯ 41

14. РАСЧЕТ БАЗЫ КОЛОННЫ СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ. 45

15. РАСЧЕТ БАЗЫ КОЛОННЫ СКВОЗНОГО СЕЧЕНИЯ. 48

16. РАСЧЕТ ОГОЛОВКА КОЛОННЫ. 51

Список использованной литературы. 53

1. Исходные данные на проектирование металлической балочной клетки

Табл.1. Исходные данные

№ п/п	Исходные данные	Условные обозначения	Един. измер.	Размер, величина, сталь
1	Шаг балок настила	а	м	0,9
2	Пролет балок настила		м	4,5
3	Пролет главных балок		м	11,7
4	Нормативная постоянная нагрузка		кН/м	19,0
5	Нормативная временная нагрузка		кН/м	11,0
6	Отметка верха настила		м	6,3
7	Сталь настила			С245
8	Сталь балок настила			С255
9	Сталь главной балки			С345
10	Сталь колонн			С245
11	Класс бетона фундамента			В12,5
12	Коэффициент надежности по нагрузке (постоянной)			1,1
13	Коэффициент надежности по нагрузке (временной)			1,2

2. Компоновка балочной клетки

Балочная клетка нормального типа. Балочная клетка – это система пересекающихся балок: главных балок и балок настила, на которые опирается плоский стальной настил. Сопряжение главных балок и балок настила в одном уровне верхних поясов.

Главные балки будут состоять из двух абсолютно одинаковых симметрично расположенных отправочных элементов, соединенных в монтажном стыке.

Балки настила необходимо располагать таким образом, чтобы они не попадали на монтажный стык главной балки, и были симметричны относительно него.

Число шагов балок настила b:

Рис1. Схема расположения элементов балочной клетки с грузовыми площадями

3. Расчет стального настила

Настил проектируем из листового проката по ГОСТ 19903-74* или по ГОСТ 82-70.

Нормативная нагрузка на настил:

>

Вывод: толщину настила принимаем

4. Расчет балки настила.

1. Статический расчет.

Табл.2. Сбор нагрузок на балку настила.

№ п/п	Вид нагрузки	Условное обознач-е		Ед-ца измер-я		Норматив. нагр-ка		К-нт нагр-ки		Расчет. нагр-ка
1	Совств. вес настила					1,177		1,05		1,236
2	Собств. вес балки настила					0,4		1,05		0,42
3	Пост. нагрузка					19		1,1		20,9
4	Врем. нагрузка					11		1,2		13,2
Итого:							31,577				35,756

1. Собственный вес настила:

2. Собственный вес БН: =>

3. Постоянную и временную нагрузку берем из индивидуального задания.

Рис. 2. Расчетная схема балки настила.

Погонные нагрузки на балку настила:

• нормативная

• расчетная

Расчетные усилия:

• максимальный изгибающий момент:

• максимальная поперечная сила

2. Конструктивный расчет.

Определяем требуемый момент сопротивления с учетом развития пластических деформаций:

где - расчетное сопротивление проката, принимаем по табл. В5 СП16.

;

- коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, принимаем по табл. Е1 СП16. ;

- коэффициент условий работы конструкции в целом, принимаем по табл. 1 СП16. .

По требуемому моменту сопротивления по сортаменту необходимо подобрать два двутавра (ГОСТ 26020-83):

Ι26Б1

Геометрические характеристики:

Уточняем: - принимаем по табл. В5 СП16;

- по табл. Е1 СП16:

Интерполяция:

Уточняем погонные нагрузки:

• нормативная '

• расчетная

Пересчитываем расчетные усилия:

1. Проверка прочности по нормальным напряжениям:

Прочность настила по нормальным напряжениям обеспечена.

2. Проверка прочности по касательным напряжениям:

где .

Прочность по касательным напряжениям обеспечена.

3. Проверка жесткости или относительного прогиба:

где - принимаем по табл. Е1 СП20, интерполируем

Жесткость настила обеспечена.

4. Проверка общей устойчивости:

Общая устойчивость обеспечена, т. к. выполняется требование по п.8.4.4а СП16: Если на сжатый пояс балки опирается жесткий настил, приваренный непрерывными сварными швами, то общая устойчивость балки обеспечена.

5. Проверка местной устойчивости элементов балки:

Местная устойчивость полки и стенки обеспечена из условий проката.

Рис. 3. Сечение балки настила.

По ГОСТ 26020-83 подбираем второй двутавр:

Ι23Ш1

Геометрические характеристики:

Уточняем: - принимаем по табл. В5 СП16;

- по табл. Е1 СП16:

Интерполяция:

Уточняем погонные нагрузки:

• нормативная '

• расчетная

Пересчитываем расчетные усилия:

1. Проверка прочности по нормальным напряжениям:

Запас более 10%.

Прочность настила по нормальным напряжениям обеспечена.

2. Проверка прочности по касательным напряжениям:

где .

Прочность по касательным напряжениям обеспечена.

3. Проверка жесткости или относительного прогиба:

где - принимаем по табл. Е1 СП20, интерполируем

Жесткость настила обеспечена.

4. Проверка общей устойчивости:

Общая устойчивость обеспечена, т. к. выполняется требование по п.8.4.4а СП16: Если на сжатый пояс балки опирается жесткий настил, приваренный непрерывными сварными швами, то общая устойчивость балки обеспечена.

5. Проверка местной устойчивости элементов балки:

Местная устойчивость полки и стенки обеспечена из условий проката.

Далее расчет ведем по Ι23Ш1.