Федеральное агентство по образованию и науки РФ

Югорский государственный университет

Кафедра Cтроительство

Металлические конструкции

Курсовая работа

разработка конструкции стального варианта балочной клетки многоэтажного промышленного здания

Выполнил: студент группы 5170 /Локтионов И.Ю./

Проверил: /Шквыря О.С./

г.Ханты-Мансийск

2010

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Размеры балочной клетки L2 x L1 = 6,8 х 12,0 м

Нормативная нагрузка на междуэтажное перекрытие:

постоянная – 270 кгс/м²

временная – 600 кгс/м²

Расчетная нагрузка от чердачного перекрытия – 350 кгс/м²

Нормативная нагрузка от покрытия и веса кровли – 65 кгс/м²

Число этажей – 5

Высота этажа (от пола до низа главной балки) – 6,0 м

Конструктивная высота перекрытия – 1,5м

Район строительства – Омск

Материал несущих конструкций балочной клетки – сталь С235

Бетон фундамента – В12,5

Настил из железобетонных плит толщиной 0,3 м

СОСТАВ РАБОТЫ

1 Компоновка перекрытий

2 Второстепенная балка

2.1 Подбор сечения

2.2 Проверка общей устойчивости

3 Главная балка рабочей площадки

3.1 Подбор сечения балки в виде сварного двутавра

3.2 Конструирование балки переменного сечения

3.3 Проверка прочности балки

3.4 Расчет сварных швов, прикрепляющих пояса к стене балки

3.5 Проверка общей устойчивости

3.6 Местная устойчивость стенки балки

3.7 Расчет опорных ребер

3.7.1Расчет опорного ребра примыкания к колоне

3.7.2Расчет опорного ребра при опирании на стену

3.8 Расчет и конструирование монтажного стыка главной балки перекрытия

4 Центрально сжатая колонна

4.1 Подбор сечения

4.2 Расчет колонны на устойчивость

5 База колонны с траверсами

5.1 Определение размеров опорной плиты

5.2 Расчет траверс базы колонны

5.3 Определение толщины опорной плиты

1 Компоновка перекрытий

Характер компоновки угловой ячейки межэтажного перекрытия представлен на рис.1

2 Второстепенная балка

2.1 Подбор сечения

Проектируем второстепенную балку межэтажного перекрытия в виде проката двутаврового, симметричного профиля. Конструктивная и расчетная схемы представлены на рис.2 и рис.3

.

Нормативная и расчетная нагрузки на единицу длины второстепенной балки определяется по формулам

kH/м

kH/м,

где и - постоянная и временная распределенные нормативные нагрузки на межэтажное перекрытие,и - коэффициенты надежности по нагрузке, для постоянной и временной нагрузок соответственно [2].

Расчетный пролет второстепенной балки определяется по формуле

м

где L₂ – расстояние от внутренней грани стены до оси главной балки, z_вб = 200…250мм – глубина заделки второстепенной балки в стену, b_f = 300…400мм – ширина пояса главной балки.

Максимальный расчетный изгибающий момент в середине балки по длине (с ориентировочным учетом собственного веса балки)

kH*м

где - коэффициент учитывающий вес балки.

При работе на поперечный изгиб наиболее рациональны симметричные прокатные балки двутаврового профиля. Требуемый момент сопротивления поперечного сечения относительно центральной оси x (в плоскости изгиба)

cм³

где c = 1,07 – коэффициент, учитывающий возможность развития пластических деформаций в разрезной балке сплошного сечения из стали с пределом текучести R_yn до 5900 кгс/см² [1, табл.66, прил. 5]; R_y = 2300 кг/см² – расчетное сопротивление стали по пределу текучести [1, табл.51^*]; = 0,9- коэффициент надежности по назначению [1, п.4^*, табл.6^*].

По сортаменту двутавровых прокатных профилей (ГОСТ 8239-89) подбираем сечение второстепенной балки, выполняя условия:

1.

2.По конструктивным требованиям ширина пояса b≥120

двутавр № 33 имеет следующие геометрические характеристики:

h = 330мм

b = 140мм

t_w = 7мм

t_f = 11,2мм

J_x = 9840см⁴

W_x = 597см³

ρ = 0.412кг/м

Максимальный изгибающий момент в сечении второстепенной балки, с учетом собственного веса балки, будет равен

kH/м

где = 1,05- коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса стальной балки [2, табл.1]; = 0,477 – линейная плотность балки для принятого сечения.

Производим проверку прочности по нормальным напряжениям:

с*-коэф., принимаемый по таб.66[1] путем интерполяции для действительного отношения (площадь пояса и стенки по сартаменту)

Производим проверку принятого сечения второстепенной балки по касательным напряжениям (от действия расчетной поперечной силы Q_вб):

kH,

где - расчетное сопротивление материала сдвигу

2.2 Проверка общей устойчивости

Устойчивость балок не требуется проверять при раскреплении сжатого пояса из плоскости изгиба по всей длине балки, что обеспечивается в данном случае за счет раскрепления балки монолитной конструкцией плиты.

Для оценки жесткости второстепенной балки определим относительный прогиб балки от нормальных нагрузок f/L_вб и сравним с допускаемым [f/L_ef] = 1/250 [2, п.10.7, табл.19] должно выполняться условие: