Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра "Металлические и деревянные конструкции"

Инженерно педагогический факультет

Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту на тему:

"Стальной каркас двухэтажного производственного здания"

Руководитель: Лагун Ю.И.

Консультант: Лагун Ю.И.

Исполнитель

студент гр.309349:

Минск 2012

РЕФЕРАТ

Стр. 47; рис. 16; табл. 19; библ. наимен. 8

БАЛОЧНАЯ ПЛОЩАДКА, БАЛКА, КОЛОННА, РАСЧЕТ, НАГРУЗКА, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ, СОПРЯЖЕНИЕ

Цель работы – изучить и овладеть методамы расчета и конструирования металлических конструкций.

В курсовом проекте произведен расчет стальных конструкций балочной площадки. Определены расчетные и нормативные нагрузки на перекрытие. Подобрано сечение второстепенной балки. Скомпоновано сечение главной балки, которое обеспечивает прочность, общую устойчивость и местную устойчивость элементов сечения. Определено место изменения сечения и выполнен расчет монтажного стыка балки. Скомпоновано сечение колонны, которое обеспечивает прочность колонны, общую устойчивость, а также местную устойчивость элементов сечения. Осуществлены расчет и компоновка базы колонны. Выбраны конструктивные решения и рассчитаны сопряжения балок и колонн.

СОДЕРЖАНИЕ

Реферат . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Содержание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1 Компоновка балочной площадки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5

1.1 Определение нагрузок на перекрытие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.2 Выбор оптимальной схемы балочной площадки (на основе результатов

расчета для трех вариантов размещения вспомогательных балок) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

2 Расчет главной балки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.1 Определение нагрузок и усилий (M, Q) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

2.2 Компоновка сечения составной сварной балки с проверкой на прочность,

общую устойчивость и жесткость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

2.3 Определение места изменения сечения балки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

2.4 Расчет соединения поясов балки со стенкой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.5 Установление размеров опорной части балки с проверкой на устойчивость . . . . . . . . 17

2.6 Проверка местной устойчивости балки с обоснованием размещения и

определением размеров ребер жесткости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

3 Расчет колонны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

3.1 Определение нагрузок и подбор сечения сплошной колонны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.2 Компоновка и расчет базы сплошной колонны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

3.3 Выбор конструктивного решения и расчет сопряжения вспомогательной

балки с главной балкой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.4 Выбор конструктивного решения и расчет сопряжения

главной балки со сплошной колонной . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4 Расчет стропильной фермы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.1 Определение нагрузок действующих на ферму . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

4.2 Определение усилий в элементах фермы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

4.3 Подбор сечений стержней фермы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

4.4 Расчет узлов фермы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

Введение

Овладевание методами расчета и конструирования балочных конструкций является в изучении курса "Металлические конструкции", так как балки являются основным конструктивным элементом в инженерной деятельности проектировщика. Шарнирно опертые балки широко применяются в мостостроении, а жестко связанные со стойками балки являются ригелям поперечных рам промышленных и гражданских зданий. Это определяется простотой изготовления и надежностью работы балок.

У металлических балок типовым сечением является двутавровое, которое наиболее эффективно при работе балки на изгиб, так как распределение материала по сечению соответствует распределению нормальных напряжений в поперечном сечении балки. Кроме этого, при использовании двутаврового сечения имеется возможность сделать стенку довольно тонкой вследствие хорошей работы металла на касательные напряжения. Чаще всего применяют однопролетные разрезные балки, которые наи6олее просты в изготовлении и удобны для монтажа.

Система несущих балок, используемая при проектировании конструкций балочного покрытия рабочей площадки, называется балочной площадкой. В данном проекте производится расчет балочной площадки нормального типа. Нагрузка с настила перелается через балки настила на главные балки, опирающиеся на колонны. При этом принято сопряжение балок в одном уровне, что позволяет увеличить высоту главной балки при заданной строительной высоте перекрытия. При проектировании балочной площадки разрабатывают, как правило, несколько возможных вариантов компоновки и на основании сравнения ТЭП этих вариантов выбирают оптимальный. При компоновке и конструировании сечений несущих элементов исходят из условия обеспечения прочности, общей и местной устойчивости, а также максимальной экономичности сечения, что достигается за счет полного использования несущей способности материала сечения, и выбора варианта, имеющего; минимальную суммарную стоимость. Кроме того, все принятые конструктивные решения для элементов и узлов сопряжения должны быть осуществимы с точки зрения технологии производства работ при изготовлении и монтаже конструкций.

1 Компоновка балочной площадки

При компоновке балочной площадки и следует учитывать следующие требования:

1. Шаг между балками должен быть одинаковым. В середине пролета не должна располагаться балка.

2. Шаг между второстепенными балками настила должен быть не больше расчетного пролета железобетонной плиты при данной временной нормативной нагрузке.

3. Расстояние между балками кратно 10мм.

Найдем максимальное и минимальное количество пролетов второстепенных балок при максимальном Nmax и минимальном Nmin расчетном пролетах железобетонной плиты и длине L =27000 мм главной балки:

Следовательно, перечисленным условиям соответствует размещение в пролете главной балки второстепенных балок с количеством пролетов

n1= 11; n2= 9; n3= 7.

Воспользуемся табл. 1.1[4] найдем толщину железобетонной плиты в зависимости от нагрузки и ее ширины и результаты занесем в табл. 1.2.

Таблица 1.1

Расчетный пролет плиты, м	Толщина плиты, см при временной нормативной нагрузке, кПа
	15-20	20-25	25-30	30-35
1.2…1.8	10	12	12	14
1.8…2.6	12	12	14	16
2.6…3.6	14	14	15	18

Таблица 1.2

N варианта	Колличество шагов	Ширина сраднего шага, мм	Ширина крайнего шага, мм	Толщина ж/б плиты, мм
1	11	1300	900	100
2	9	1500	1500	100
3	7	2000	1750	120

Рис.1.1. Схемы размещения второстепенных балок