- •Исходные данные:
- •1.1 Расчёт стального настила
- •Проверим принятую толщину листов настила, для чего определим отношение пролета настила к его толщине
- •2.Расчёт балки настила
- •2.1.Подбор сечения балки настила
- •2.2.Проверка жесткости балки
- •2.3 Проверка прочности балки
- •31,675 МПа 183,9 мПа, условие выполняется.
- •3.2 Компоновка сечения главной балки
- •3.3 Проверочные расчеты
- •3.3.3 Проверка общей и местной устойчивости главной балки.
- •3.4 Расчет опорного ребра
- •3.5 Опирания и сопряжения балок
- •3.6 Изменение сечения главной балки по длине
- •4. Расчет сквозной центрально-сжатой колонны
- •4.1 Выбор расчетной схемы и типа сечения колоны
- •4.2 Подбор сечения стержня колонны
- •4.3 Расчет колонны относительно свободной оси
- •4.4 Проверка сечения относительно свободной оси
- •4.5 Расчет соединительных планок
- •4.6 Расчет и конструирование базы колонны
- •4.7 Расчет и конструирование оголовка колонны
Введение
В курсовой работе выполнены расчеты колонны, главной балки, балки настила и настила технологической площадки. Расчет конструкций проведен по методу предельных состояний: настил, балки настила и главная балка рассчитаны по первой и второй, а колонна - по первой группе предельных состояний. К технологической площадке приложены нагрузка от собственного веса конструкций и временная нормативная нагрузка. Нагрузка, воспринимаемая настилом, передается на балки настила, которые в свою очередь передают ее на главные балки, опирающиеся на колонны и далее на фундамент. Стержни центрально сжатых колонн состоят из двух ветвей, связанных между собой по высоте планками, приваренными к ветвям колонны. Для повышения сопротивления закручиванию и сохранения ее контура устанавливаем диафрагмы, которые располагаем у торцов отправочных элементов. Балки настила проектируем из прокатных профилей – двутавров, а главные балки - составными. Настил приварен к балкам настила, что делает невозможным сближение балок настила при его прогибе под нагрузкой. Кроме того, путем приварки настила к поясам балок создается частичное защемление настила, появляются опорные моменты, снижающие моменты и прогиб в пролете.
Взаимное расположение балок в балочной клетке согласно задания на курсовую работу принято в одном уровне.
Колонны в рабочих площадках проектируем центрально-сжатыми, состоящими из оголовка, стержня и базы. Стержень колонны выполняем из двух двутавров. Передача давления от стержня колонны на фундамент осуществляется через базу. Для соединения базы с фундаментом используем анкерные болты, диаметр которых из условий коррозии принимаем не менее 20 мм. Для обеспечения геометрической неизменяемости технологической площадки между колоннами устраиваем связи.
Исходные данные:
Временная нормативная нагрузка кН/м2. Размеры балочной клетки: м;м. Отметка верха настилам. Сопряжение балок настила с главной балкой – в одном уровне. Материал конструкций: настил – ВСт3кп2; балка настила – 14Г2; главная балка – 09Г2гр2; колонна – 18Гпс.
1.1 Расчёт стального настила
Предельный относительный прогиб настила принимаем равным [6].
Для настила применяем листы рифленой стали по ГОСТ 8568-77.
Предварительно принимаем толщину стального настила в зависимости от временной нормативной нагрузки по [2]; t =12 мм. Шаг балок настила принимаем равным а = 0,68 м; количество балок настила nb = 17 : 0,68 = 25.
Проверим принятую толщину листов настила, для чего определим отношение пролета настила к его толщине
При жестком закреплении тонкого настила (40 300), его рассчитываем на изгиб с распором (рисунок 1).
Рисунок 1 - К расчету плоского стального настила
Толщину листа при работе настила на изгиб с распором определяем по формуле [1]
, (1.1)
где - цилиндрическая жесткость пластинки;
;
- коэффициент Пуассона; для стали принимается равным 0,3 [4];
- поправка, учитывающая отсутствие в настиле поперечной линейной деформации;
МПа - модуль упругости прокатной стали [4];
- расчетная ширина полосы настила; принимается равной 1 м;
- заданное отношение пролета настила к его предельному прогибу;
- нормативная нагрузка на 1 м полосы настила;
- собственный вес настила. По таблице 2.2 [7] для ромбической стали толщиной 12 мм масса 1 м2 = 99,3 кг.
Н/м=35,933 кН/м.
Па.
м=8,97 мм < t =12 мм.
Принимаем t = 12 мм с массой на 1 м2 =99,3кг.
Прогиб настила при равномерно распределенной нагрузке определяется по формуле ( 1.2):
(1.2)
где t- толщина листа
Силу распора определяем по формуле [3]
, (1.3)
где - коэффициент надежности по нагрузке; принимаем[5];
Н/м= кН/м.
Расчетное значение катета шва, прикрепляющего настил к балкам при ручной сварке определяем по одной из формул:
или , (1.4)
где - расчетная длина шва; принимаемсм;
и - коэффициенты, принимаемые при сварке элементов; принимаеми;
и - расчетные сопротивления сварных соединений угловых швов при срезе соответственно по металлу шва и металлу границы сплавления [4]; принимаем;;
здесь Rwun = Run ; Rwun – нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению; Run – временное сопротивление стали разрыву; Run=490 МПа; тогда МПа;МПа.
- коэффициент надежности по материалу шва; принимаем = 1,25;
и - коэффициенты условий работы шва; принимаем,;
- коэффициент условий работы [5]; принимаем .
см; см.
Принимаем катет шва kf = 8 мм.
2.Расчёт балки настила
2.1.Подбор сечения балки настила
Балки настила принимаем из прокатных двутавров по ГОСТ8239-72 (таблица 3.1) [7].
Расчетная погонная нагрузка на балку [1]
, (2.1)
где - коэффициент надежности по нагрузке для равномерно распределенной нагрузки; при полном нормативном значении равномерно распределенной нагрузки 2,0 кПа[5];
- коэффициент надежности по нагрузке; для металлических конструкций [5];
- собственный вес настила; ранее определенН/м2;
- собственный вес 1 м балки; принимаем Н/м [2].
Н/м=29,794 кН/м.
Расчетная схема представлена на рисунке 2.1.
Максимальный изгибающий момент M находим по формуле
. (2.2)
Н·м=308,405кН·м
Рисунок 2.1 - К расчету балки настила
Наибольшая поперечная сила определяется по формуле
. (2.3)
Н=135,563 кН.
Требуемый момент сопротивления сечения балки «нетто» для случая упругопластической работы при изгибе балки в одной из главных плоскостей можно определить по формуле [4]
, (2.4)
где - коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций по сечению; предварительно принимаем[1];
- расчетное сопротивление материала; принимаем по [1] в зависимости от марки стали (таблицы 2.5 и 2.6)МПа;
- коэффициент условий работы; предварительно принимаем .
м3=890 см3
По сортаменту [2] принимаем прокатный двутавр № 50, имеющий см3, масса 1 метра 78,5 кг, см4.
Определяем соотношения площадей пояса и стенкибалки по формуле
, (2.5)
где и- ширина и толщина пояса выбранного двутавра;мм;мм;
- толщина стенки двутавра; мм;
- высота двутавра; мм.
.
По таблице 3.3 [7] принимаем значение .