В соответствии с программой курса дисциплины «Металлические конструкции» студенты строительного факультета выполняют курсовую работу по проектированию перекрытия балочного типа и поддерживающих колонн.

В настоящих методических указаниях изложены принципы расчета и конструирования основных конструкций проектируемого сооружения. Методические указания ориентированы на СНиП II-23-81* «Стальные конструкции» (М. : ЦИТП Госстроя СССР, 1990. -96 с).

Исходные данные для проектирования:

1. Шаг колонн в продольном направлении В= 11 м;

2. Шаг колонн в поперечном направлении А= 7 м;

3. Габариты площадки в плане 2А х 2В;

4. Отметка верха настила h_в.н.= 9 м;

5. Нормативная нагрузка на перекрытие q_н= 21 кН/м²;

6. Материал конструкций:

   1. настил, поднастильные и вспомогательные балки - 18кп;

   2. главная балка - 18сп;

   3. колонна - ВСт3сп;

   4. фундамент - В7,5;

7. Тип сечения колонны - сквозное;

8. Сопряжение балок - на одном уровне;

9. Монтажный стык.

Значение исходных данных принимают по таблице 1 согласно шифру.

Шифр :БУрьянский ВЛадислав СЕргеевич – шифр БУВЛСЕ.

Состав курсового проекта:

Исходные данные для проектирования

I. Вариантное проектирование балочного перекрытия

1. Расчет и конструирование настила

2. Расчет и конструирование под настильной балки 1-го варианта

3. Расчет и конструирование под настильной балки 2-го варианта

4. Расчет и конструирование вспомогательной балки 2-го варианта

5. Сравнение вариантов

II Расчет и конструирование главной балки балочного перекрытия

1. Подбор основного сечения балки

2. Изменение сечения балки по длине

3. Расчет местной устойчивости стенки балки

4. Расчет сварных швов, соединяющих полки со стенкой

5. Расчет опорного ребра

6. Монтажный стык балки

7. Узлы сопряжения балок

III Расчет и конструирование поддерживающих колонн

1. Подбор сечения стержня колонны

2. Расчет и конструирование оголовка колонны

3. Расчет и конструирование базы колонны

Список, использованной литературы

1. Компоновка балочной клетки.

   1. Компоновка конструкций балочной клетки.

При проектировании конструкций балочного покрытия рабочей площадки цеха необходимо выбрать систему несущих балок, называемую балочной клеткой.

Балочные клетки подразделяются на три основных типа: упрощенный, нормальный и усложненный.

В данном курсовом проекте я рассчитываю балочную клетку упрощенного и усложненного типа далее выбираю оптимальное решение. Это решение принимаю по расходу стали на 1м². В общем данной решение принимается по стоимости конструкций в деле, учитывающей стоимости конструкций, транспортирования, установки, сборки и окраски.

2. Упрощенный тип балочной клетки

1.2. 1.Расчёт стального листового настила.

Стальной настил крепится к балкам, как правило, сваркой и рассчи­тывается на прочность и жесткость.

Рисунок 1.2. Расчётная схема настила

Из расчета на жесткость определяют отношение пролета настила к его толщине(рис. 1.2):

(1.1)

где -отношение пролета настила к предельному прогибу, принимаем n₀=120;

МПа – модуль упругости;

МПа; - нормативная нагрузка на настил.

Определяю толщину настила для простой и сложной схемы задаваясь изначально шагом вспомогательных балок.

Для простой схемы:

см

Принимаю толщину настила равной 1,2 см.

Для сложной схемы:

см

Принимаю толщину настила равной 1,0 см.

1.3 Расчет прокатных балок

Расчет поднастильных балок в простой схеме

Нахожу расчетную нагрузку действующую на балку:

Где: – равномерно распределенная технологическая нагрузка;;– шаг поднастильных балок;– плотность стали;;.

Рис 1.3. Расчетная поднастильной балки.

Определяю максимальные момент и внутреннее усилие:

Определяю требуемый момент сопротивления:

Где: – расчетное сопротивление стали по пределу текучести;– коэффициент условий работы.

По сортаменту подбираю и принимаю двутавр 55Б1

Характеристики:

W_x = 2051 см³

I_x = 55680 см⁴

t = 9,5мм

q_гп = 89 кг/м

Далее выполняю проверку выбранного сечения.

1. Проверка по нормальным напряжениям.

Нахожу момент с учетом собственного веса:

В этой проверке должно выполнятся следующее условие:

2. Проверка по касательным напряжениям.

Нахожу расчетную нагрузку с учетом собственного веса

Должно выполнятся следующее условие:

Где: .

3. Проверка по прогибу от нормативной нагрузки.

Должно выполнятся следующее условие:

Где: – модуль упругости стали.

Расчет поднастильных балок в сложной схеме

ГОСТ 26020-83 Двутавры стальные горячекатанные с параллельными гранями полок. Сортамент По такому же, как и в простой схеме, принципу рассчитываются балки в сложной схеме.

Рис 1.4. Расчетная поднастильной балки в сложной схеме

По сортаменту подбираю и принимаю двутавр 23Б1

Характеристики:

W_x = 260,5 см³

I_x = 2996 см⁴

t = 5,6 мм

q_гп = 25,8 кг/м

1. Проверка по нормальным напряжениям.

2. Проверка по касательным напряжениям.

3. Проверка по прогибу от нормативной нагрузки.

Расчет вспомогательной балки в сложной схеме

Расчетной нагрузкой F является опорные реакции двух смежных поднастильных балок с учетом их веса (или увеличенной на 5%).

Принимаю двутавр 55Б1

W_x = 2051 см³

I_x = 55680 см⁴

t = 9,5мм

q_гп = 89 кг/м

1. Проверка по нормальным напряжениям.

2. Проверка по касательным напряжениям.

3. Проверка по прогибу от нормативной нагрузки.

1.3 Сравнение вариантов

Далее провожу экономическое сравнение вариантов для двух схем.

Таблица 1. Сравнение экономических показателей.Элемент	Вариант I					Вариант II
	Обозна-чение	Расход стали на 1 элемент, кг	Кол-во элементов	Расход стали, кг/м2	Обозна-чение		Расход стали на 1 элемент, кг	Кол-во элементов	Расход стали, кг/м2
1	2	3	4	5	6		7	8	9
Настил	-	-	-	94,2	-		-	-	78,5
Балки настила	БН1	623	7,00	56,64	БН2		70,95	16,00	14,74
Второсте-пенные балки	-	-	-	-	ВБ		623	5,00	40,45
Итого	-	623	7	150,84	-		693,95	21,00	133,69

Вывод: экономически выгоднее –второй вариант.