Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
пояснилка.doc
Скачиваний:
31
Добавлен:
11.02.2015
Размер:
1.89 Mб
Скачать

ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ.

1. Углубление теоретических знаний компоновочных и конструктив­ных решений балочных клеток.

2. Приобретение навыков в работе с нормативной , технической и справочной литературой.

3. Познание основ технико-экономического анализа при проектировании.

4. Освоение методики расчета и правил конструирования составных балок и центрально сжатых колонн .

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ.

1. Разработка вариантов и их сравнение. Выбор варианта для дальнейшей разработки .

2. Расчет настила и второстепенных (вспомогательных) балок.

3. Расчет и конструирование главной балки (включая стык на высоко­прочных болтах).

4. Расчет и конструирование центрально-сжатой колонны.

5. Выполнение рабочих чертежей, отправочных элементов главной и вспомогательной балок и колонны, вычерчивание монтажной схе­мы балочной клетки , отдельных узлов и сопряжении.

Объем работы: графическая часть работы состоит из 1 листа ватмана (А1) и пояснительная записка с необходимыми расчетами и эскизами.

Курсовая работа №1

Задание

на выполнение проектно-графической работы

по металлическим конструкциям

«Балочная клетка»

Студент: Селдушев Д.В курс 5 группа 502 специальность ПГС

Дата выдачи задания: 23.11.13 г. Дата сдачи: 28.11.13

Руководитель: Коротин А.И.

Исходные данные:

1. Шаг колонн в продольном направлении: А = 6 м.

2. Шаг колонн в поперечном направлении: В = 6 м.

3. Габариты площадки в плане: 3А x 3В.

4. Отметка верха настила: 2м.

5. Строительная высота перекрытия: hстр.= 9.2 м.

6. Временная равномерно распределенная нагрузка: p=21 кН/м2.

7. Материал конструкции:

а) настила: 10Г2С1

б) балок: сталь С285;

в) колонн: сталь С275 ;

д) фундаментов: бетон класса В15;

8. Допустимый относительный прогиб настила: 1/150.

9. Тип сечения колонны – сплошная.

Все соединения металлоконструкций (кроме стыков главных балок) - сварные.

Примечание: расчетные сопротивления материалов принимаются по

СНиП II-23-81* 1990 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание работы

1. Расчет стального настила . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2. Расчет балок настила. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Вариант I. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

Вариант II. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Вариант ΙΙΙ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3. Расчет и конструирование главной балки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.1. Расчетная схема. Определение расчетных нагрузок и усилий

на главную балку. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.2. Определение высоты главной балки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.3. Подбор сечения главной балки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

3.4. Изменение сечения главной балки по длине. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

3.5. Проверка обеспеченности общей устойчивости балки. . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.6. Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки

главной балки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

3.7. Проверка прочности поясных швов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.8. Расчетное конструирование. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3.9. Конструирование и расчет укрупнительного стыка

главной балки (стык на высокопрочных болтах) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4. Подбор сечения центрально сжатой колонны. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5. Расчет и конструирование оголовка колонны. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

6. Расчет и конструирование базы колонны. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Список литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

1. Расчет настила.

Для заданной нагрузки Р= 21 кН/м принимаем пролет пролёт а=2 м, толщину настила принимаем 12 мм.

А=15.6

2. Расчет балок настила.

Требуется запроектировать конструкцию балочной площадки размером

15.6x7.5 м; размер ячейки 14x6 м. Материал балок настила и вспомогательных балок – сталь С285 (Ry = 210 МПа = 21,0 кН/см2); коэффициент условий работы  = 1; предельные прогибы балок [f/l]<=1/250; временная нормативная, равномерно распределенная по площади нагрузка pн = 21кН/см2.

Рассмотрим три варианта компоновки балочной площадки: первый – нормальный тип с железобетонным настилом, второй – нормальный тип с металлическим настилом, и третий – усложненный тип.

Вариант I: Нормальный тип балочной клетки с железобетонным настилом.

1 .а

А=15.6м

Вес 1 м2 железобетонного настила толщиной 12 см:

Qн = 0,12.21 = 3 кН/м2;

Нормативная нагрузка на балку настила:

;

Расчетная нагрузка на балку настила:

;

n1 – коэффициент перегрузки для собственной массы настила; n1=1,05;

n2 – коэффициент перегрузки для временной нагрузки; n2=1,2;

Расчетный изгибающий момент (длина балки 6.0м)

Требуемый момент сопротивления балки определяем по следующей формуле:

Принимаем двутавр №45 (по ГОСТ 8239-89), имеющий Wx = 1231см3; Ix = 27696 см4; вес g =66,5 кг/м2.

Проверим прогиб принятой балки с учетом собственного веса.

;

см;

см;

2,2см < 2,4см

Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности и прогиба. Общую устойчивость балок настила проверять не надо, т.к. их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним настилом.

Определяем расход металла на 1 м2 перекрытия:

настил: Qн =78. 5 кг/м2;

балки настила: g/a = 66,5 / 2 =33,25 кг/м2;

Весь расход металла составит:

78,5+ 33,25 = 111,75 кг/м2.

Вариант ΙΙ: Нормальный тип балочной клетки с металлическим настилом.

1н /tH =(4*n0 /15)*(1+ (72*Е1)/(n4()н);

где Е1= 2,06*104/(1-0,33) = 2,26*108 кН/м2

1н /tH = (4*150/15)*(1+72*2,26*108/1504*25) = 91,43;

Следовательно 1н=91,43*12=1097,16 мм. Приближенно пролёт настила 1н= 1,1 м.

Qн= 78,5*1,1*0,01*1 кг/м2 = 0,864 кН/м;

Нормативная нагрузка на балку настила:

;

Расчетная нагрузка на балку настила:

;

Расчетный изгибающий момент (длина балки 7.5м)

Требуемый момент сопротивления балки определяем по следующей формуле:

Принимаем двутавр №30 (по ГОСТ 8239-89), имеющий Wx = 472 см3;

Ix = 7080 см4; вес g = 36,5 кг/м2.

Проверим прогиб принятой балки с учетом собственного веса.

;

см;

Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности и прогиба. Общую устойчивость балок настила проверять не надо, т.к. их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним настилом.

Определяем расход металла на 1 м2 перекрытия:

настил: Qн = 0,864 кг/м2;

балки настила: g/a = 36,5 / 1,1 = 33.18 кг/м;

Весь расход металла составит:

86,4+33.18= 119,58 кг/м2.

Вариант IIΙ: Усложнённый тип балочной клетки.

здесь

А=15.6м

3.1 Расчет настила

Пролёт настила 1н = 91,43•8 =731,44 мм, приближенно 1н = 800 мм. Шаг вспомогательных балок .

Qн = 0,8•0,864 = 0,69 кН/м2

Нормативная нагрузка на балку настила:

;

Расчетная нагрузка на балку настила:

;

Расчетный изгибающий момент (длина балки настила 3 м)

Требуемый момент сопротивления балки определяем по следующей формуле:

Принимаем двутавр №16 (по ГОСТ 8239-89), имеющий Wx = 109 см3; Ix = 873 см4; вес g = 15,9 кг/м.

Проверим прогиб принятой балки с учетом собственного веса.

;

см;

см;

1,089 см < 1, 2 см

3.2 Рассчитываем вспомогательную балку:

;

;

Определяем расчетный изгибающий момент:

Требуемый момент сопротивления балки определяем по следующей формуле:

Принимаем двутавр №50 (по ГОСТ 8239-89), имеющий Wx = 1589 см3; Ix = 39727 см4; вес g =78,5 кг/м.

Проверим прогиб принятой балки по следующей формуле:

;

см;

см;

2.2 см < 3см;

По этому варианту расход материала составляет:

Вывод: по расходу материала третий вариант оказался более экономичен, но в целях простоты монтажа мы принимаем второй вариант и будем вести расчет по упрощенному типу балочной системы.

Здесь пока оставлю