Министерство образования Республики Беларусь

Министерство образования и науки Российской федерации

Государственное учреждение высшего профессионального образования

«БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Строительные конструкции, здания и сооружения»

Курсовая работа

“Расчёт технологической площадки “

Выполнила: студентка гр. ПГС011

Чаплыгин А.

Проверила: преподаватель

Опанасюк Л.Г.

Могилёв, 2004

Содержание

Введение…………………………………………………………………………

1.Исходные данные к курсовой работе………………………………………...

2. Расчёт стального настила…………………………….....................................

3. Расчёт балки настила…………………………………………………………

3.1 Проверка жёсткости балки…………………………………………………

3.2 Проверка прочности балки…………………………………………………

4. Расчёт главной балки…………………………………………………………

4.1 Подбор сечения главной балки…………………………………………….

4.2 Компоновка сечения главной балки………………………………………..

4.3 Проверочные расчёты…………………………………………………………………

4.3.1 Проверка прочности балки по нормальным и касательным напряжениям………….

4.3.2 Проверка жёсткости главной балки………………………………………

4.4 Расчёт опорного ребра……………………………………………………….

4.5 Опирания и сопряжения балок……………………………………………...

4.6 Изменение сечения главной балки по длине………………………………

5. Расчёт сквозной центрально-сжатой колонны

5.1 Выбор расчётной схемы и типа сечения колонны…………………………

5.2 Подбор сечения стержня колонны…………………………………………..

5.3 Расчёт колонны относительно свободной оси……………………………..

5.4 Проверка сечения относительно свободной оси…………………………..

5.5 Расчёт соединительных планок……………………………………………..

5.6 Расчёт и конструирование базы колонны………………………………….

5.7 Расчёт и конструирование оголовка колонны……………………………...

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

Введение

Площадки предназначены для размещения технологического оборудования, организации его обслуживания и ремонта.

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 заданию на курсовую работу принято в одном уровне.

Колонны в рабочих площадках проектируем центрально-сжатые, состоящие 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.

1. Исходные данные

Исходные данные для проектирования рабочей площадки выбираются согласно шифра зачётной книжки:

Временная нормативная нагрузка Pо n=40 кН/м

сопряжение балок настила с главной балкой – в одном уровне

отметка верха настила = 7,7м

шаг колонн в продольном направлении l1 = 15,5м

шаг колонн в поперечном направлении l2 = 7,5м

Материал конструкций:

-- настил –14Г2

-- балка настила – сталь – ВСт3сп5-2

-- главная балка – 18кп

--колонна – сталь – 18Гпс

В данном курсовом проекте предложено запроектировать рабочую площадку с нормальным расположением несущих балок (балочная клетка нормального типа).

2. Расчет стального настила

Принимаем шаг балок настила a, м таким образом, чтобы в пролёте главной балки умещалось целое число равных отрезков, т.е. a=0,775м.

Полезная нагрузка настила перекрытия равномерно распределена, а предельный относительный прогиб настила принимаем равным

Для настила применяем листы толстолистовой стали по ГОСТ 19903-74.

Предварительно принимаем толщину стального настила в зависимости от временной нормативной нагрузки по [2]; t=14 мм. Шаг балок настила принимаем равным a= l_n =0,775 м; количество балок настила n_b = l1/a= 15,5/0,775=20шт.

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 [2]

(1)

где - цилиндрическая жесткость пластинки;

(2)

- коэффициент Пуассона; для стали принимается равным 0,3;

- поправка, учитывающая отсутствие в настиле поперечной линейной деформации;

E=2.06*10 ⁵Па - модуль упругости прокатной стали [4];

- расчетная ширина полосы настила; принимается равной 100 см;

Изм. Кол. Лист № док. Подпись Дата

- заданное отношение пролета настила к его предельному прогибу;

- нормативная нагрузка на 1 см полосы настила;

- собственный вес настила., =129.5кг/м²

Н/см².

МПа

мм < 14 мм

Принимаем t = 12 мм.

Силу распора Н определяем по формуле (3)

, (3)

где - коэффициент надежности по нагрузке; принимаем[5];

кН.

Расчетное значение катета шва, прикрепляющего настил к балкам при ручной сварке, определяем по одной из формул(4):

или , (4)

где - расчетная длина шва; принимаемсм;

и - коэффициенты, принимаемые при сварке элементов; принимаеми;

- коэффициент надежности по материалу шва; принимаем = 1,25;

и - расчетные сопротивления сварных соединений угловых швов при срезе соответственно по металлу шва и металлу границы сплавления [4]; принимаем;;

здесь R_wun=R_un; R_wun- нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению; R_un - временное сопротивление стали разрыву; R_wun=450МПа; тогда

МПа; МПа.

и - коэффициенты условий работы шва; принимаем;;

Изм. Кол. Лист № док. Подпись Дата

- коэффициент условий работы [5]; принимаем .

мм;

мм.

Принимаем катет шва k_f = 6 мм.

3. Расчет балки настила

3.1 Подбор сечения балки настила

Балки настила принимаем из прокатных двутавров по ГОСТ8239-72 (таблица 3.1) [7].

Расчетная погонная нагрузка на балку [1]

(5)

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 определен кг/м²;

- собственный вес 1 м балки; принимаем Н/м²) [2].

кН/м.

Расчетная схема представлена на рисунке 2

Рисунок 2 – К расчету балки настила

Максимальный изгибающий момент M находим по формуле (6):

. (6)

кНм

Наибольшая поперечная сила определяется по формуле (7):

. (7)

кН

Требуемый момент сопротивления сечения балки «нетто» для случая упругопластической работы при изгибе балки в одной из главных плоскостей можно определить по формуле (8):

(8)

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 .

см ³

По сортаменту [2] принимаем прокатный двутавр № 45, его характеристики: см³, масса 1м 66,5 кг, см⁴.

Определяем соотношения площадей пояса и стенкибалки по формуле (9):

(9)

где и- ширина и толщина пояса выбранного двутавра;мм;мм;

- толщина стенки двутавра; мм;

- высота двутавра; мм.

.

По таблице 3.3 [7] с помощью линейной интерполяции находим значения коэффициентов c(c_x), c_y и n:

Принимаем c=1,1 ;c_y=1,47; n=1,5

3.2 Проверка жесткости балки

Проверка второго предельного состояния ведем путем определения прогиба балки от действия нормативных нагрузок при допущении упругой работы материала. Для однопролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, проверка деформативности производится по формуле (10):

, (10)

где - значение нормативной нагрузки на балку; определяется по формуле с учетом значений, соответствующих выбранной балке настила;

Н/м

<, т.е. условие жесткости балки удовлетворяется. Окончательно принимаем двутавр № 45.

3.3 Проверка прочности балки

Подобранное сечение проверяем на прочность по первой группе предельных состояний от действия касательных напряжений по формуле (11)

(11)

где - наибольшая поперечная сила на опоре;

и - статический момент и момент инерции сечения;

- толщина стенки балки;

- расчетное сопротивление стали сдвигу; определяем по формуле (12)

(12)

где - предел текучести стали, принимаемый равным значению предела текучести по государственным стандартам и техническим условиям на сталь; принимаем по таблице 2.6 МПа;

- коэффициент надежности по материалу проката [5]; принимаем по таблице 3.4 .

МПа.

МПа < 155,61МПа, условие выполняется.

4. Расчет главной балки

Проектирование балок составного сечения выполняем в два этапа: на первом этапе компонуем и подбираем сечения, а на втором - проверяем балку на прочность, устойчивость и жесткость.