Содержание

Исходные данные для курсового проекта…………………………………..…...…4

1 Выбор оптимального варианта балочной клетки……………………….....……..5

1.1 Расчет первого варианта балочной клетки нормального типа………..…..…..5

1.2 Расчет второго варианта балочной клетки нормального типа……….…...…..8

1.3 Расчет усложненного типа балочной клетки…………………………...…..…12

1.3.1 Расчет второстепенных балок…………………………………….....................15

1.4 Сравнение вариантов…………………………………………………….......…..17

2 Расчет сборной главной балки ……………………………………....................…17

2.1 Определение нормативных и расчетных нагрузок, действующих на главную балку……………………………………………………………….......................…....17

2.2 Определение расчетных усилий в главной балке…………………...…….….18

2.3 Определение высоты главной балки и геометрических размеров сечения………………………………………………………………..…......………..19

2.4 Определение толщины стенки………………………………………….....…....20

2.5 Определение размеров поясных листов………………………………...…..…21

2.6 Проверка прочности……………………………………………………....….…22

2.7 Проверка жесткости…………………………………………………….....……23

2.8 Изменения сечения балки по длине……………………………………....…...23

2.9 Проверка общей устойчивости балки…………………………………....……26

2.10 Проверка устойчивости сжатого пояса балки……………………….…...…27

2.11 Проверка местной устойчивости стенки балки………………………....…..28

2.12 Расчет соединений поясов со стенкой балки…………………………...…...32

2.13 Расчет опорной части балки……………………………………………....….33

3 Расчет центрально-сжатой колонны…………………………………….…...….36

3.1 Общие положения…………………………………………………….....……...36

3.2 Расчет сплошных колонн………………………………………………...….…36

3.2.1 Определение расчетной нагрузки, действующей на колонну……..…..…36

3.2.2 Определение расчетной схемы и расчетной длины колонны…….…....…36

3.2.3 Определение предварительной гибкости колонны и коэффициента продольного изгиба………………………………………………...…....………..…37

3.2.4 Определение требуемой площади сечения колонны……………..….....…..37

3.2.5 Определение требуемых радиусов инерции………………………….....…..37

3.2.6 Определение требуемой высоты и ширины сечения колонны……........…..38

3.2.7 Проверка на устойчивость принятого сечения………………………........…39

3.2.8 Проверка местной устойчивости поясов колонны………………....…...…..40

3.3 Расчет базы колонны…………………………………………………......….......41

3.3.1 Определение расчетной силы давления на фундамент с учетом веса колонны…………………………………………………………………….......…......41

3.3.2 Определение требуемой площади опорной плиты базы колонны….....…...41

3.3.3 Определение ширины и длины плиты базы……………………………........42

3.3.4 Определение толщины опорной плиты базы……………………..................42

3.3.5 Определение высоты траверсы……………………………………….....…...44

3.4 Расчет оголовка колонны……………………………………………….....……45

Список литературы……………………………………………………….…..…..…48

Исходные данные для курсового проекта

1.Здание одноэтажное, производственное.

2. Размеры площадки в плане, м² —

3. Шаг колонн в продольном направлении , м — 17

4. Шаг колонн в поперечном направлении , м — 4,5

5. Строительная высота перекрытия, м — 1,95

6. Отметка чистого пола, м — 0,000

7. Отметка верха настила, м — 6,5

8. Нормативная временная нагрузка, кН/м² — 18

9. Применяемые материалы:

– настил — С245

– балки настила — С245

– главные балки — С285

– колонны — С255

– класс бетона фундаментов — B15

1 Выбор оптимального варианта балочной клетки

Выбор оптимального варианта выполняется на основе 3 вариантов балочной клетки по расходу металла.

Рисунок 1 — Схема балочного перекрытия

1. Расчет балок настила для балочной клетки нормального типа по первому варианту.

В зависимости от величины временной нормативной нагрузки принимаем толщину стального настила .

Из условия жёсткости настила должно выполняться условие:

, где

- отношение пролёта настила к его предельному прогибу для прокатных балок. СП20.13330-2011.

кН/см² - модуль упругости с учётом пластичности.

кН/м² = кН/см² - нормативная нагрузка на единицу площади настила.

– удельный вес стали

– толщина настила первого варианта

Требуемый пролёт настила мм.

Шаг балок настила принимаем кратно 50 мм.

Расчетный пролет для толщины настила мм принимаем равным

мм.

Определяем количество шагов балок настила:

,

Принимаем n=19.

м

Рисунок 2 — Схема первого варианта балочной клетки нормального типа

Балку настила рассчитываем как разрезную однопролетную балку, загруженную равномерно распределенной нагрузкой.

Рисунок 3 — Расчетная схема балки настила первого варианта

Погонная нормативная равномерно распределенная нагрузка на балку определяется по формуле:

кН/м, где

расчетный пролет;

нормативная нагрузка от настила балку;

, где

– удельный вес стали

– толщина настила первого варианта

Погонная расчетная равномерно распределенная нагрузка на балку составит:

кН/м, где

γ_f=1,05 — коэффициент надежности по нагрузке для стали

γ_fp=1,2 — коэффициент надежности по нагрузке

Максимальный расчетный изгибающий момент равен:

кН м

Определяем требуемый момент сопротивления:

см³, где

R_y — расчетное сопротивление для стали С245 R_y=24кН/см².

По ГОСТ 8239–72* принимаем двутавр №22 с W_x=232 см³, I_x=2550 см⁴, ρ_l=24 кг/м.

Выполняем проверку подобранного сечения по первой группе предельных состояний по прочности.

Принятое сечение проверяем по второй группе предельных состояний по деформациям.

Относительный прогиб балки определяем по формуле:

, где

– нормативная нагрузка;

– расчетный пролет балки;

– модуль упругости стали;

– предельно допустимый относительный прогиб для балок настила.

По результатам проверки окончательно принимаем двутавр №22.

2. Расчет балок настила для балочной клетки нормального типа по второму варианту.

В зависимости от величины временной нормативной нагрузки принимаем толщину стального настила .

Из условия жёсткости настила должно выполняться условие:

, где

- отношение пролёта настила к его предельному прогибу для прокатных балок. СП20.13330-2011.

кН/см² - модуль упругости с учётом пластичности.

кН/м² = кН/см² - нормативная нагрузка на единицу площади настила.

– удельный вес стали

– толщина настила первого варианта

Требуемый пролёт настила мм.

Шаг балок настила принимаем кратно 50 мм.

Расчетный пролет для толщины настила мм принимаем равным

мм.

Определяем количество шагов балок настила:

Принимаем n=15.

м

Рисунок 4 — Схема второго варианта балочной клетки нормального типа

Балку настила рассчитываем как разрезную однопролетную балку, загруженную равномерно распределенной нагрузкой.

Рисунок 5 — Расчетная схема балки настила второго варианта

Погонная нормативная равномерно распределенная нагрузка на балку определяется по формуле:

кН/м, где

расчетный пролет;

нормативная нагрузка от настила балку;

, где

– удельный вес стали

– толщина настила второго варианта

Погонная расчетная равномерно распределенная нагрузка на балку составит:

кН/м, где

γ_f=1,05 — коэффициент надежности по нагрузке для стали

γ_fp=1,2 — коэффициент надежности по нагрузке

Максимальный расчетный изгибающий момент равен:

кН м

Определяем требуемый момент сопротивления:

см³, где

R_y — расчетное сопротивление для стали С245 R_y=24кН/см².

По ГОСТ 8239–72* принимаем двутавр №24 с W_x=289 см³, I_x=3460 см⁴, ρ_l=27,3 кг/м.

Выполняем проверку подобранного сечения по первой группе предельных состояний по прочности.

Принятое сечение проверяем по второй группе предельных состояний по деформациям.

Относительный прогиб балки определяем по формуле:

, где

– нормативная нагрузка;

– расчетный пролет балки;

– модуль упругости стали;

– предельно допустимый относительный прогиб для балок настила.

По результатам проверки окончательно принимаем двутавр №24.