Министерство Образования и Науки Республики Казахстан

Международная Образовательная Корпорация

Казахская Головная Архитектурно-Строительная Академия

Курсовой проект

по дисциплине: Строительные конструкции II

на тему «Балочная клетка рабочей площадки»

Выполнила ст.гр.Стр(РПЗС)08-1

Афуксениди Анна

Проверил ассоц. проф.

Бакиров К.К.

Алматы 2011

Содержание

Стр.

1.Расчет настила, балок настила и вспомогательных балок………………………..

2.Компоновка и подбор сечения главной балки……………………………………….

3.Изменение сечения балки по длине………………………………………………......

4.Проверка прочности , прогибы и устойчивости составной главной балки………..

5.Проверка и обеспечение местной устойчивости сжатого пояса и стенки балки….

6.Расчет поясного шва сварной балки…………………………………………………..

7.Расчет монтажного стыка сварной балки…………………………………………….

8.Расчет опорного ребра сварной балки…………………………………………….

9.Подбор сечения сплошной центрально- сжатой колонны………………………….

10.Расчет базы сплошной колонны………………………………………………………

Исходные данные:

- шаг колонн в продольном направлении ℓ = 18,0 м

- шаг колонн в поперечном направлении b=5,0 м

- нормативная временная нагрузка р_n =32 кПа

- материал настила С235

- материал главной балки С255

- материал балок настила С245

- класс бетона фундамента В10

-отметка верха настила 9,5 м

- строительная высота перекрытия 1,8 м

Уақытша жүктеме бойынша сенімділік коэффициент 𝛾_fp=1,2.

Төсемнің шекті салыстырмалы майысымы

Төсем арқалығының шекті майысымы

Рассмотрим два варианта компоновки балочной клетки рабочей площадки: первый – нормальный тип, второй – усложненный тип.

Вариант 1 – нормальный тип балочной клетки

Шаг балок настила а₁ определяется несущей способностью настила и обычно принимается равным 0,6 – 1,6 м при стальном настиле. Определим максимальное и минимальное количество балок

Принимаем количество шагов балок настила

n =16

Определяем шаг балок настила

Определяем пролет настила

Вычисляем соотношение пролета настила к его толщине

104

Тогда толщина настила будет равна

Принимаем по сортаменту =10 мм.

Определяем вес настила, зная что 1 м² стального листа толщиной 10 мм весит 78,5 кг

78,5·1,0=78,5 кг/м²=0,8 кН/м²

Нормативная нагрузка на балку настила

Расчетная нагрузка на балку настила

Расчетный изгибающий момент (при ℓ = b = 5 м)

М_max=qℓ²/8 = 20,47· 5²/8 = 63,96 кНм = 6396 кНсм

Требуемый момент сопротивления балки

По сортаменту принимаем двутавр №24 W_x=289см³, g=27,3кг/м , I_x=3460см⁴, b=115мм)

Проверяем только прогиб, так как W = 289 см³ > W_тр = 242,3 см³

Проверяем условие жёсткости

f= 1,96 см ˂ 2 см.

Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности и прогиба. Проверку касательных напряжений прокатных балках при отсутствии ослабления опорных сечений обычно не производят, так как она легко удовлетворяется из-за относительно большей толщины стенок балок.

Общую устойчивость балок настила проверять не надо, так как их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним настилом.

Определяем расход металла на 1 м² перекрытия

- настил 78,5·1=78,5 кг/м²

- балка настила g/a₁ = 27,3/0,824 = 33,13 кг/м²

Весь расход металла составит 78,5+33,13= 111 кг/м² = 1,11 кН/м²

Вариант 2 – усложненный тип балочной клетки

Определяем количество шагов балок настила

Принимаем n =6

Определяем шаг балок настила

Шаг вспомогательных балок рекомендуется назначать в пределах 2-5 м. Поэтому принимаем количество шагов вспомогательных балок равным 4., тогда шаг этих балок будет равен

Из соотношения определим толщину настила

)

Принимаем по сортаменту =10 мм.

Определяем вес настила, зная что 1 м² стального листа толщиной 10 мм весит 78,5 кг

78,5·1 =78,5 кг/м²=0,8 кН/м²

Нормативная нагрузка на балку настила

Расчетная нагрузка на балку настила

Расчетный изгибающий момент (при ℓ=а₂=3,5 м)

М_max=qℓ²/8 = 20,692·3,5²/8 = 31,685кН/м=3169 кН/см

Требуемый момент сопротивления балки для стали С245 R_y = 240 МПа

W_тр =

По сортаменту принимаем двутавр №20, имеющий:W_x=184см³, g=21кг/м , I_x=1840см⁴, b=100мм.

Проверяем только прогиб, так как W = 184 см³ > W_тр = 120,04 см³

<350/250=1,4см .

Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности и прогиба.

Нагрузка на вспомогательную балку от балок настила считаем равномерно распределенной, так как число балок не меньше 5. Определяем нормативную и расчётную нагрузку на вспомогательную балку

Определяем расчетный изгибающий момент и требуемый момент сопротивления

М= ql²/8=79,8·5²/8=249,375кН·м=24938 кН·см

W_тр.=М/(С_х·R_y· =24938/(1,1·24·1) =944,6см³

Выбираем по сортаменту двутавр № 40, имеющий W_x = 953 см³, I_x = 19062 см⁴, g =57 кг/м, b_f =155 мм, t_f =13 мм

Проверяем общую устойчивость вспомогательных балок в середине пролета, в сечении с наибольшими нормальными напряжениями. Их сжатый пояс закреплен от поперечных смещений балками настила, которые вместе с приваренным к ним настилом образуют жесткий диск. В этом случае за расчетный пролет принимаем расстояние между балками настила ℓ_ef = 8,33 см.

Общую устойчивость можно не проверять, если выполняется условие:

Проверим условия применения формулы:

и В сечении ℓ/2 τ = 0, следовательно

с₁ = с и δ =1- 0,7

Подставим полученные значения

т.е. общую устойчивость балки можно не проверять.

Принятое сечение удовлетворяет требованиям прочности, устойчивости и прогиба.

По варианту 2 суммарный расход металла составляет

По расходу металла вариант №1 выгоднее, так как 1,11 кН/м² < 1,21кН/м².