Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний технічний університет

імені Юрія Кондратюка

Кафедра конструкцій із металу, дерева та пластмас

Методичні вказівки

до виконання курсової роботи “Балкова клітка” з курсу

“Металеві конструкції”

за напрямом підготовки 6.092101 для спеціальності

“Промислове та цивільне будівництво”

Полтава 2003

Методичні вказівки до виконання курсової роботи “Балкова клітка” з курсу “Металеві конструкції” для студентів за напрямом підготовки 7.092101 спеціальності “ Промислове та цивільне будівництво”.– Полтава: ПолтНТУ, 2003. – 44 с.

Укладачі: Пічугін Сергій Федорович, докт. техн. наук, проф.; Трусов Геннадій Миколайович, канд. техн. наук, доц.; Семко Олександр Володимирович, канд. техн. наук, доц.; Чичулін Віктор Петрович, канд. техн. наук, доц.; Пенц Володимир Федорович, канд. техн. наук, доц.

Відповідальний за випуск – завідувач кафедри КМДіП Пічугін С.Ф.,

докт. техн. наук, проф.

Затверджено

радою університету

протокол № від

2003 р.

Редактор Н.В. Жигилій

Коректор Н.О. Янкевич

Дисципліна "Металеві конструкції" є однією з профілюючих при підготовці інженерів–будівельників за спеціальністю "Промислове та цивільне будівництво". Метою вивчення дисципліни є здобуття студентами теоретичних знань i практичних навиків, що дозволяють проектувати й зводити металеві конструкції будинків та споруд різного призначення. В результаті вивчення дисципліни студент повинен:

• вивчити властивості матеріалів та конструкцій;

• знати основні типи металевих конструкцій і сфери їх раціонального застосування, методи компонування, розрахунку й конструювання металевих конструкцій різного призначення;

• уміти проектувати конструкції основних видів (балки, колони, ферми, каркаси будинків i споруд) із використанням нормативної та довідкової літератури, а також засобів автоматизованого проектування.

 КУРСОВА РОБОТА  "Балкова клітка"

ЗМIСТ: вибір схеми, компонування несучих конструкцій та в`язей, конструювання i розрахунок перекриття у вигляді балкової системи й основних вузлів, розрахунок колони та її вузлів.

ОБСЯГ: креслення на двох аркушах формату (А2) та пояснювальна записка з необхідними розрахунками й ескізами ( 20 – 25 сторінок).

Зміст розрахункової частини проекту:

1. Попередні дані для проектування (завдання).

2. Компонування конструктивної схеми балкової клітки та розбивка сітки колон. Вибір оптимальної схеми розкладання балок, компонування варіанта розкладання балок.

2.1. Розрахунок настилу.

2.2. Перевірка балок прийнятого варіанта.

3. Розрахунок та конструювання головної балки.

3.1. Збирання навантажень та визначення розрахункових зусиль.

3.2. Вибір висоти й компонування перерізу головної балки.

3.3. Зміна перерізу головної балки по довжині, перевірка приведених напружень.

3.4. Перевірка загальної стійкості головної балки. Перевірка стійкості поясів та стінки балки.

3.5. Розрахунок поясних швів і підбір перерізу ребер жорсткості.

3.6. Розрахунок та конструювання опорного вузла й вузлів балок.

4. Розрахунок і конструювання центрально стиснутої колони.

4.1. Визначення розрахункових сполучень зусиль та визначення розрахункової довжини колони.

4.2. Підбір перерізу й перевірка несучої здатності колони.

4.3. Розрахунок та конструювання опорного вузла колони.

4.4. Розрахунок та конструювання бази колони.

Використана література.

1. Загальні відомості про конструкції сталевої балкової клітки

Балкові перекриття можуть бути виконані зі сталевих конструкцій у будівлях різного призначення, а також у конструкціях робочих майданчиків. На робочих майданчиках у приміщенні цеху промислової будівлі розміщується виробниче обладнання на деякій висоті. В конструкцію майданчика входять колони, балки, настил і в’язі (рис.1.1). Система несучих балок сталевого покриття має назву балкової клітки.

Рис. 1.1. Конструкції робочого майданчика: 1 – колони; 2 – головні балки; 3 – балки настилу ; 4 – настил ; 5 – в’язі

У якості покриття балкової клітки (несучого настилу) застосовуються плоскі сталеві листи, котрі у вигляді смуги вкладаються на балки настилу й кріпляться до них зварюванням.

Балкові клітки можуть бути найпростішого, нормального або ускладненого типу (рис.1.2).

Рис.1.2. Типи балкових кліток: а) – найпростіший тип; б) – нормальний тип;

в) – ускладнений тип; 1 – балки настилу; 2 –стіни; 3 – головні балки; 4 – колони; 5 – допоміжні балки

Схема розкладання балок балкової клітки визначається на основі порівняння техніко–економічних показників при проектуванні кількох варіантів.

З’єднання балок по висоті може бути поверховим або в одному рівні (для нормального типу клітки), а також пониженим (для ускладненого типу клітки) (рис.1.3).

Рис.1.3. З’єднання балок: а) поетажне; б) в одному рівні; в) понижене; Н_с – будівельна висота перекриття; 1 – головна балка; 2 – балка настилу; 3 – настил; 4 – допоміжна балка

1.1. Вихідні дані

Необхідно запроектувати балкову клітку робочого майданчика під нормативне корисне навантаження 26 кПа. Залізничні шляхи на майданчику вузькоколійні.

Крок колон у поздовжньому напрямку – 16 м, а у поперечному – 6,8 м. У завданні наводяться вертикальні відмітки підлоги та стелі.

2. Вибір оптимальної схеми розкладання балок, компонування варіанта розкладання балок

Один із варіантів розкладання балок (програма оптимізації на ПЕОМ), котрий отримує студент до завдання:

Кафедра КМДіП Програма “WESTA”		Варіантне проектування балкової клітки студент Петренко П.П.
16,00_6,80_26,00_1,2_1,0_25,0_ 24,0_ 400,_17_35_4_ 7_16_4_ 3_ 2
Варіант розкла-дання	Маса, кг/кв.м	Вартість, грив./кв.м	Настил, мм	Балки настилу		Допоміжні балки
				профіль	кроків	профіль	років
	140,7	28,8	10	45Б1	17	Нормальний тип розкладання
	124,7	26,8	8	40Б1	21
	128,7	28,3	7	40Б1	25
	132,6	29,8	6	40Б1	29
	118,1	26,7	5	35Б1	33
	146,8	28,8	10	35Б1	7	80Б1	3
	128,8	27,2	6	30Б1	11	80Б1	3
	129,4	28,5	5	26Б1	15	80Б1	3
	131,4	26,2	10	20Б1	7	60Б1	5
	109,0	23,6	6	Д.18	11	60Б1	5
	106,4	24,2	5	Д.16	15	60Б1	5
	130,3	26,3	10	Д.14	7	55Б1	7
	103,5	22,8	6	Д.12	11	55Б1	7
	103,5	23,6	5	Д.12	15	55Б1	7
	130,9	26,6	10	Д.12	7	50Б1	9
	102,9	22,8	6	Д.10	11	50Б1	9
	103,3	23,3	5	Д.10	15	50Б1	9

Результати розрахунку на ПЕОМ для цих вихідних даних показали, що мінімальна витрата сталі на покриття дорівнює 102,9 кг/м², забезпечує варіант 16 (ускладнений), який має 11 кроків балок настилу та 9 кроків допоміжних балок.

Варіант вибирається за мінімальною вартістю одного метра квадратного покриття, а якщо однакова вартість - вибирається за мінімумом маси.

Рис. 2.1. Схема розкладання балок

Кінцево прийнята схема розкладання балок ускладненого типу.

Крок балок настилу дорівнює: мм (заокруглення до 10 мм), крайні кроки а₁ =(6800 – 620*(11–2))/2 = 610 мм. Крок допоміжних балок дорівнює: мм, крайні кроки b₁ = (16000–1800* (9-2))/2 = 1700 мм.