Санкт–Петербургский государственный политехнический университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра «Строительные конструкции и материалы»

Пояснительная записка

к курсовому проекту

по дисциплине «Металлические конструкции»

«Рабочая площадка промышленного здания»

Выполнил: Зырянов П.С.

группа 3019/3

Проверил: Бучнев А.Н.

Санкт-Петербург

2010 г

Оглавление

Исходные данные……………………………………………………………………………………………………………………………………………….3

1. Разработка конструктивной схемы рабочей площадки……………………………………………………………4

2. Назначение толщины настила………………………………………………………………………………………………………………4

3. Проектирование балки настила…………………………………………………………………………………………………………..4

3.1. Статический расчет…………………………………………………………………………………………………………………………5

3.2. Назначение поперечного сечения………………………………………………………………………………………………6

3.3. Проверка принятого сечения по I и II группам предельных состояний………………….5

4. Проектирование главной балки……………………………………………………………………………………………………………7

4.1. Статический расчет…………………………………………………………………………………………………………………………7

4.2. Компоновка поперечного сечения………………………………………………………………………………………………8

4.3. Определение характеристик принятого сечения……………………………………………………………….8

4.4. Проверка принятого сечения по I и II группам ПС……………………………………………………………9

4.5. Определение характеристик нового сечения……………………………………………………………………….9

4.6. Проверка нового принятого сечения по I и II группам ПС…………………………………………….9

4.7. Изменение сечения главной балки по длине……………………………………………………………………….10

4.8. Проверка общей устойчивости главной балки…………………………………………………………………..12

4.9. Расстановка ребер жесткости……………………………………………………………………………………………………12

4.10. Расчет поясных швов……………………………………………………………………………………………………………………..13

4.11. Проектирование укрепительного стыка на высокопрочных болтах……………………….13

4.12. Проектирование узла опирания балки настила на главную балку……………………….16

4.13. Проектирование опорного узла главной балки………………………………………………………………..16

5. Расчет центрально-сжатой колонны…………………………………………………………………………………………………18

5.1. Компоновка сечения колонны………………………………………………………………………………………………………..18

5.2. Расчет элементов решетки и их прикрепления к ветвям колонны …………………………19

5.3. Расчет базы колонны………………………………………………………………………………………………………………………20

5.4. Проектирование оголовка колонны………………………………………………………………………………………….22

Исходные данные

Исходные данные для проектирования следующие:

- нормативная полезная нагрузка на рабочий настил – 1700 кгс/м²;

- размеры площадки в плане в осях – 60х32 м*м;

- материалы: БН – С245, ГБ – С245, Колонны – С345;

- характер опирания главной балки на колонну – верхнее с внутренним расположением опорного ребра;

- отметка рабочего настила – 8,4 м;

- класс сооружения по степени ответственности – II.

Площадка предназначена для размещения, обслуживания и ремонта производственного оборудования с полезной нагрузкой >20 кН/м². Площадки такого типа представляют собой самостоятельные сооружения, встроенные в здание.

1. Разработка конструктивной схемы рабочей площадки

Пролет главных балок L = 15 м, пролет балок настила l_бн = 4м, шаг балок настила l_p –1500 мм (см. рис. 1.1).

Рис. 1.1. Конструктивная схема рабочей площадки

2. Назначение толщины настила

При нагрузках, не превышающих 50 кН/м² прочность шарнирно-закрепленного настила всегда обеспечена. Необходимо проверить настил на жесткость. Определить толщину настила, удовлетворяющую условие жесткости [l_n/f] ≤ 150, можно по графику «Предельная нагрузка настила по условию прогиба». Для нормативной полезной нагрузки на рабочий настил равной 1700 кгс/м²:

l_н/t_н =120,

где l_н – пролет настила (шаг балок настила l_p);

t_н – толщина настила.

Таким образом, толщина настила при пролете настила l_н=1500 мм - t_н=14 мм.

3. Проектирование балки настила

3.1 Статический расчет

Балка настила рассчитывается, как однопролетная шарнирная балка. Расчетная схема представлена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Расчетная схема балки настила

Определение нагрузок, действующих на балку настила:

q_бн^н = p ^н + q_н^н + q_бн^св;

где p ^н – нормативная нагрузка на балку настила;

q_н^н – нагрузка от настила;

q_бн^св – нагрузка балки настила (предварительно назначается равной 30 кгс/м).

p ^н = p * l_н = 1700 * 1,5 = 2550 кгс/м

где p – полезная нагрузка на балку настила;

l_н – шаг балок настила.

q_н^н = t_н * γ * l_н = 0,014 * 7850 * 1,5 = 164,85 кгс/м

где t_н – толщина настила;

γ – плотность стали (7850 кгс/м³);

l_н – шаг балок настила.

q_бн^н = 2550 + 164,85 + 30 = 2744,85 кгс/м;

q_бн = 1,1 * p ^н + 1,05 * (q_н^н + q_бн^св) = 2550*1,1 + 1,05*(164,85 + 30) = 3009,59 кгс/м;

где q_бн – расчетная нагрузка на балку настила;

1,1 и 1,05 – коэффициенты надежности.

Максимальный момент M_max и максимальная поперечная сила Q_max:

M_max = q_бн * l_бн² / 8 = 3009,59 * 4² / 8 = 6019.18 кгс*м;

Q_max = q_бн * l_бн / 2 = 3009,59 * 4 / 2 = 6019.18 кгс.