МИНОБР НАУКИ РФ
ФГБОУ ВПО «ЮГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра: «Строительство»
Курсовая работа по дисциплине «Металлические конструкции, включая сварку» расчёт и конструирование балочной клетки перекрытия и колонны
Вариант 2-5-5
Преподаватель: ______________ /Ищенко А.Е./
Студент группы 5c11б _______________ /Фаттахова А.Р./
Ханты-Мансийск
2013 г.
Состав работы:
1. Компоновка перекрытий…………………………………………………………..……3
2. Второстепенная балка………………………………………………………………..….4
2.1. Подбор сечения……………………………………………………………………...…4
2.2. Проверка жесткости балки …..…………………………………………….……….....6
3. Главная балка рабочей площадки…………………………………….………..……....7
3.1. Подбор сечения балки в виде сварного двотавра……………………………………7
3.2. Конструирование балки переменного сечения………………………………………8
3.3. Проверка прочности балки……………………………………………………………9
3.4. Расчет сварных швов, прикрепляющих пояса к стене балки………………….…..11
3.5. Проверка общей устойчивости………………………………………………….…...12
3.6. Местная устойчивость стенки балки……………………………………………...…12
3.7. Расчет опорных ребер главной балки……..………………………………………...13
3.8. Расчет и конструирование монтажного стыка главной балки перекрытия…….....14
4. Центрально сжатая колонна…………………………………………………………...16
4.1. Подбор сечения………………………………………………………………….....…16
4.2. Расчет колонны на устойчивость…………………………………………...…….....17
5. База колонны ………………………………………………………...………………….19
5.1. Определение размеров опорной плиты…………………………………….………..19
5.2. Расчет траверс базы колонны…………………………………………………......…19
5.3. Определение толщины опорной плиты………………………………………….….19
Исходные данные:
Размеры балочной клетки L2 x L1 = 7 х 14,4м
Нормативная нагрузка на междуэтажное перекрытие:
постоянная – 2,7 кН/м2
временная – 4 кН/м2
Расчетная нагрузка от чердачного перекрытия – 2,9 кН/м2
Нормативная нагрузка от покрытия и веса кровли – 0,5 кН/м2
Число этажей – 4
Высота этажа (от пола до низа главной балки) – 4,4 м
Конструктивная высота перекрытия – 1,2 м
Район строительства – Ханты-Мансийск
Материал несущих конструкций балочной клетки – сталь С235
Бетон фундамента – В12,5
Настил из сборных железобетонных плит толщиной 0,3 м.
1. Компоновка перекрытий
Характер компоновки угловой ячейки межэтажного перекрытия представлен на рисунке.
L1=14.4м. (вдоль главной балки) и L2=7м. (вдоль второстепенной балки) принимаются согласно шифру задания. Шаг второстепенных балок следует принять в пределах а=2000-5000мм, и он должен в целое число n раз укладываться по длине L1(L1=n∙a=4·3,6=14,4м).
2. Второстепенная балка
2.1. Подбор сечения
Проектируем второстепенную балку межэтажного перекрытия в виде проката двутаврового, симметричного профиля. Конструктивная и расчетная схемы представлены на рисунке.
Нормативная и расчетная нагрузки на единицу длины второстепенной балки определяется по формулам:
кН/м,
кН/м,
где
и
-
постоянная и временная распределенные
нормативные нагрузки на межэтажное
перекрытие,
и
-
коэффициенты надежности по нагрузке,
для постоянной и временной нагрузок
соответственно [2].
Расчетный пролет второстепенной балки определяется по формуле
м
где L2 – расстояние от внутренней грани стены до оси главной балки, Lz = 200…250мм – глубина заделки второстепенной балки в стену, bf..1. = 300…400мм – ширина пояса главной балки.
Максимальный расчетный изгибающий момент в середине балки по длине (с ориентировочным учетом собственного веса балки)
кН·м
-
коэффициент учитывающий вес балки.
При работе на поперечный изгиб наиболее рациональны симметричные прокатные балки двутаврового профиля. Требуемый момент сопротивления поперечного сечения относительно центральной оси x (в плоскости изгиба)
см3,
где c
= 1,07 – коэффициент, учитывающий возможность
развития пластических деформаций в
разрезной балке сплошного сечения из
стали с пределом текучести Ry
до 5800 кгс/см2
[1, табл.66, прил. 5]; Ry
= 23 кН/см2
– расчетное сопротивление
стали по пределу текучести [1, табл.51*];
=
1,1- коэффициент условия работы [1, п.4*,
табл.6*].
По
сортаменту двутавровых прокатных
профилей (ГОСТ 8239-89) подбираем сечение
второстепенной балки, выполняя условие
,
двутавр № 36
имеет следующие геометрические
характеристики:
h = 360 мм
b = 145 мм
t = 12,3 мм
s = 7,5 мм
A = 61,9 см2
Jx =13380 см4
Wx = 743 см3
ix = 14,7см
Sx = 423 см3
Jy = 516 см4
Wy = 71,10см3
iy = 2,89 см
Максимальный изгибающий момент в сечении второстепенной балки, с учетом собственного веса балки, будет равен
кН·м,
где
=
1,05- коэффициент надежности по нагрузке
для собственного веса стальной балки
[1, п.2.2, табл.];
qg
=0.486 Кн/м – вес погонного метра балки
для принятого сечения.
Производим проверку прочности по нормальным напряжениям:
Запас прочности [ (25,3-22,749)/25,3 ]*100=10,08%
Производим проверку принятого сечения второстепенной балки по касательным напряжениям (от действия расчетной поперечной силы Qвб):
кН,
где
-
расчетное сопротивление материала
сдвигу,
-
коэффициент надежности по материалу
[1, п.4.1*,
табл.1*];
кН/см2=130,1
МПа
