Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

МПС РФ

ДВГУПС

Кафедра "Строительные конструкции"

КУРСОВАЯ РАБОТА

Проектирование конструкции стальной балочной клетки

рабочей площадки промышленного здания

Выполнил: Терентьева Ю.К.

94-ПГС-583

Проверил: Тимохин А.В.

Хабаровск

2001


СОДЕРЖАНИЕ

1. Исходные данные на проектирование стальной балочной клетки.

2. Расчет стальной балочной клетки.

2.1. Разработка вариантов стальной балочной клетки.

2.1.1. Вариант 1. Балочная клетка нормального типа.

2.1.2. Вариант 2. Балочная клетка усложненного типа.

2.2. Проектирование составной сварной главной балки.

2.2.1. Подбор сечения главной балки

2.2.2. Проверка прочности главной балки

2.2.3. Проверка прогиба главной балки.

2.2.4. Определение типа сопряжения вспомогательной и главной балок.

2.2.5. Изменение сечения главной балки.

2.2.6. Расчет поясных сварных швов.

2.2.7. Проверка на устойчивость сжатой полки.

2.2.8. Проверка устойчивости стенки балки.

2.2.9. Расчет опорного ребра жесткости главной балки.

2.2.10. Расчет болтового соединения

2.3. Проектирование колонны сплошного сечения

2.3.1. Расчетная длина колонны и сбор нагрузки

2.3.2. Подбор сечения колонны

2.3.3. Проверка устойчивости полки и стенки колонны.

2.3.4. Расчет базы колонны.

2.3.5. Расчет оголовка колонны.

Литература

1. Исходные данные на проектирование стальной балочной клетки

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Рабочие площадки служат для размещения производственного оборудования на определенной высоте в помещении цеха промышленного здания. В конструкцию площадки входят колонны, балки, настил и связи (рис. 1). Система несущих балок стального покрытия называется балочной клеткой.


Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Балочные клетки могут быть упрощенного, нормального или усложненного типа (рис.2)


Исходные данные:

- временная нагрузка - qН0 = 12 кН/м2;

- толщина настила площадки нормального типа - 12 мм

- толщина настила площадки усложненного типа - 6 мм

- пролет главной балки - 17,50 м

- пролет вспомогательной балки - 7,00 м

- габарит помещения под перекрытием - h = 6,6 м

- отметка верха настила (ОВН) - Н = 8,4 м

- тип сечения колонны - сплошная

- сталь настила и прокатных балок - С235

- сталь главной балки и колонны - С375

2. Расчет стальной балочной клетки

2.1. Разработка вариантов стальной балочной клетки

2.1.1. Вариант 1. Балочная клетка нормального типа

 

Расчет настила

Сбор нагрузки на 1 м2 настила.

Таблица 1

Наименование нагрузки Нормативная нагрузка, кН/м2 gf Расчетная нагрузка, кН/м2
1 Временная нагрузка - Р 12 1,2 14,4
2 Собственный все настила gН = g´ tН = где удельный вес стали- g = r ´ g = 7850 ´ 9,81´ 10-3 0,924 1,05 0,97
Итого q = g +Р qn = 12,924 q = 15,37

Средняя величина коэффициента надежности по нагрузке

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Примем расчетную схему настила (рис.4)

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Сварные швы крепления настила к балкам не дают возможности его опорам сближаться при изгибе. Поэтому в настиле возникают растягивающие цепные усилия Н. Изгиб настила происходит по цилиндрической поверхности. Цилиндрический модуль упругости стали определяется по формуле:

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

В расчете определим наибольший пролет полосы настила единичной ширины при заданной толщине листа = 0,012 м и предельном прогибе Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания:

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

После подстановки величин qn и tН в формулу, получаем:

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Принимаем L = 1,944 м, т.е. пролет укладывается 9 раз по длине главной балки. Предельный прогиб для заданного пролета Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания. Вычисляем наибольший пролет: Lmax = 2,12 м. По расчету принимаем = 1,944 м.

Разбивка главной балки показана на рис.5

Проверка прогиба настила.

Вычислим балочный прогиб, т.е. прогиб от поперечной нагрузки в середине полосы шириной b = 1 м, имеющий цилиндрическую жесткость Е1J, без учета растягивающей силы Н:

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного зданияПрогиб настила с учетом растягивающей силы Н:

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания, коэффициент a найдем по формулам.

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Прогиб настила :Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Относительный прогиб: Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Предельный прогиб: Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания - проверка удовлетворяется

Проверка прочности настила:

Изгибающий момент с учетом приварки настила на опорах:

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Растягивающая сила

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Проверка прочности полосы настила шириной b = 1 м.

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания,

где W=(t2Н)/6 =0,0122/6 = 2,4×10-5 м3

gСRg =1,1×230 = 253 МПа, где Rg=230 МПа - расчетное сопротивление проката по табл. 51* СНиП II-23-81*

s < gСRg - условие выполняется.

Расчет сварного шва крепления настила к балке.

1. Расчет по металлу шва

- коэффициент глубины провара шва bf = 0,7 (табл. 34* СНиП II-23-81*)

- коэффициент условия работы шва gwf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*)

В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* принимаем электроды типа Э42. Расчетное сопротивление металла шва R wf = 180 МПа.

bf ×gwf  × R wf = 0,7 × 1 × 180 = 126 МПа

2. Расчет по металлу границы сплавления.

- коэффициент глубины провара шва bz = 1,0 (табл.34 СНиП II-23-81*)

- коэффициент условия работы шва gwz = 1 (п.11.2* СНиП II-23-81*)

Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления:

R wz = 0,45 Run = 0,45 × 360 = 162 МПа (по табл. 3 СНиП II-23-81*),

где Run - нормативное сопротивление фасонного проката.

bz×  gwz × R wz = 1×1×162 = 162 МПа

Минимальная из величин при расчетах по металлу шва и по металлу границы сплавления (b×  gw × R w)min = 126 МПа

Требуемый катет шва

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Принимаем Кf = Кfmin = 5 мм

Расчет балки настила

Балку рассчитываем как свободно опертую, загруженную равномерной нагрузкой. Пролет равен шагу главных балок 7 м.

Погонную нагрузку собираем с полосы шириной, равной пролету настила = 1,944 м.

а) нормативная нагрузка:

qHб = qn LH + gHб = qn LH + 0,02 qn LH = 12,924 × 1,944 + 0,02 × 12,924 × 1,944 = 25,63 кН/м, где в первом приближении вес балки принимаем равным 2% от нагрузки.

б) расчетная нагрузка:

qб = q LH + gHбgf = 15,37 × 1,944 + 0,502 × 1,05 = 30,41 кН/м

Изгибающий момент от расчетной нагрузки

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Требуемый момент сопротивления

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания,

где с1 = 1,1 - коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций в первом приближении.

Требуемый момент инерции по предельному прогибу (при Lбн = 7 м n0 = 202,78)

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Принимаем двутавр №40Б1 ГОСТ 26020-83 (Jх = 15 750 см4, Wх = 803,6 см3, А = 61,25 см2, bf = 165 мм, tf = 10,5 мм, tw = 7,0 мм, h = 39,2 см, масса mбн = 48,1 кг/м)

Уточним коэффициент с1:

площадь сечения стенки Аw = tw (h- 2tf) = 0,7(39,2 - 2 × 1,05) = 25,97 см2

площадь сечения полки Аf = (A - Aw) × 0,5 = (61,25 - 25,97) × 0,5 = 17,64 см2

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

По табл. 66 СНиП II-23-81* коэффициент с = 1,091. Принимаем с1 = с.

Уточним собственный вес балки и всю нагрузку

а) нормативная

qHб = qn LH + mбн g = 12,924 × 1,944 + 48,1 × 9,81 × 10-3 = 25,60 кН/м

б) расчетная

qб = q LH + mбн ggf  = 15,37 × 1,944 + 48,1 × 9,81 × 10-3 × 1,05 = 30,37 кН/м

Максимальный изгибающий момент

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Проверка нормальных напряжений

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Условие прочности удовлетворяется с недонапряжением (253-212,17)×100%/ 253 = 16,1 %.

Расчетная перерезывающая сила на опоре

Qmax = qб L/2 = 30,37 × 7 × 0,5 = 106,3 кН

Проверка касательных напряжений на опоре

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания,

где hw = h - 2tf = 39,2 - 2 × 1,05 = 37,1 см

t = 40,51 МПа < RS gS = 0,58 × 230 × 1,1 = 146,7 МПа

Условие прочности выполняется с большим запасом

Проверка прогиба балки

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания-проверка выполняется

Высота покрытия по главным балкам определяется как высота балки настила плюс толщина настила: h П = hбн + tн = 392 + 12 = 404 мм

Расход стали на настил и балки настила

m1 = r tн + mб/Lн = 7850 × 0,012+ 48,1/1,944 = 118,94 кг/м2.

2.1.2. Вариант 2. Балочная клетка усложненного типа

Расчет настила

Сбор нагрузки на 1 м2 настила

Таблица 2

Наименование нагрузки Нормативная нагрузка, кН/м2 gf Расчетная нагрузка, кН/м2
1 Временная нагрузка - Р 12 1,2 14,4
2 Собственный все настила gН = g´ tН = 77 × 0,006 0,462 1,05 0,485
Итого q = g +Р qn = 12,462 q = 14,885

Средний коэффициент Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Наибольший прогиб настила в зависимости от n0

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Принимаем пролет настила 0,875 м. Пролет укладывается по длине вспомогательной балки 8 раз. n0 = 120.

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Проверка прогиба.

Балочный прогиб

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: