Проектирование балочной клетки - Курсовая работа

Курсовая работа на тему "Рабочая площадка промышленного здания" состоит из следующих разделов: Выбор рациональной схемы балочной клетки. Выбор рациональной схемы балочной клетки производится путем проработки и сравнения нескольких (в курсовой работе - трех) вариантов. Подбираются толщина настила, двутавры балок настила и второстепенных балок, после чего варианты сравниваются по материалоемкости на 1 м2площади и для дальнейшей проработки выбирается наименее материалоемкое решение. Конструирование и расчет главной балки включает компоновку сечения, изменение сечения балки по длине, проверку прочности, общей и местной устойчивости элементов. Расчет центрально сжатой колонны сводится к подбору сечения стержня, конструированию и расчету оголовка и базы колонны.Исходные данные: Размер рабочей площадки - 3Ах3В. Шаг колонн в продольном направлении А=16 м. Шаг колонн в поперечном направлении В=6,5 м.Принимаем: 1 вариант - а1=1 м, n1=16 балок. Таким образом, расчетной схемой настила будет балка на двух шарнирно-неподвижных опорах, вследствие чего возникнет растягивающее настил усилие Н. Общая нагрузка на настил с учетом полезной нагрузки: Нагрузка на 1 погонный сантиметр: При заданном пролете настила а1 = 1 м определяем его требуемую толщину: По сортаменту [5] принимаем тн1 = 7 мм. Растягивающее усилие Н в настиле определяем по формуле: где gf = 1,2 - коэффициент надежности по нагрузке для временной нагрузки; fu / l = 1/120 - предельный относительный прогиб настила. Определяем нормативную и расчетную погонную нагрузку на балку: где 1,02 - коэффициент, учитывающий собственный вес балки настила; gf1 = 1,2, gf2 = 1,05 - коэффициенты надежности по нагрузке соответственно для временной нагрузки и нагрузки от собственного веса металлических конструкций.Требуется запроектировать составную сварную балку пролетом 16 м.Грузовая площадь и расчетная схема главной балки представлены на рисунке 5. Подсчитываем нагрузку на главную балку: Максимальные изгибающий момент и перерезывающая сила в главной балке: Рисунок 6 Сечение главной балкиа) Оптимальная высота балки, определяемая из условия наименьшей материалоемкости, вычисляется по формуле К.К. Муханова: где lw - гибкость стенки, принимается предварительно в пределах 120...150. б) Минимальная высота главной балки определяется из условия ее жесткости (наименьшая рекомендуемая высота): где l / fu = 228 - интерполируемая величина, обратная предельному прогибу главной балки при ее пролете 16 м по [3]. в) Высота главной балки, определяемая из условия ограничения строительной высоты перекрытия при поэтажной схеме сопряжения балок (рисунок 7, а): г) Высота главной балки, определяемая из условия ограничения строительной высоты перекрытия при схеме сопряжения балок в одном уровне (рисунок 7, б): Рисунок 7 Схемы сопряжения балок настила с главной балкой: а - поэтажная; б - в одном уровне Представим результаты вычислений в табличной форме (таблица 3).Толщина стенки вычисляется исходя из трех условий: Прочности стенки на срез в опорном сечении по формуле: Местной устойчивости (без укрепления продольными ребрами жесткости) по формуле: Опыта проектирования: Толщина стенки должна быть: tw ? tw1; tw ? tw2; tw » tw3.Вычисляем требуемый момент инерции сечения: Момент инерции стенки: Требуемый момент инерции поясов: Требуемая площадь одной полки: где h0 = h - tf = 163 см - расстояние между центрами тяжести поясов. Принимаем в соответствии с сортаментом [7] поясной лист сечением 340х30 мм. Для сечений с неокаймленным поясом при учете развития пластических деформаций: где bef - свес пояса: Определяем значение: . Определяем геометрические характеристики сечения (рисунок 6): Определяем соотношение площади пояса к площади стенки: и по таблице 66 [1] для двутаврового сечения принимаем с1 = 1,12.7.5 [1] необходимо проверить устойчивость стенки в зоне развития пластических деформаций. Должно выполняться условие: где коэффициент a определяется по формуле: где .Так как сечение составной балки подобрано по максимальному моменту, то в местах снижения моментов у опор сечение можно уменьшить. При равномерно распределенной нагрузке для составных балок место изменения сечения принимают на расстоянии примерно 1/6·l от опоры (рис. Определяем место изменения сечения: Расчетные усилия в месте изменения сечения вычисляем по формулам: Подбираем сечение исходя из прочности стыкового шва на растяжение при отсутствии физического контроля качества шва, при этом расчетное сопротивление шва равно Rwy = 0,85Ry.Проверяем стенку на срез по максимальным касательным напряжениям: где S1 - статический момент половины опорного сечения относительно нейтральной оси: Поскольку изменение сечения осуществляется вблизи опор, в месте фактического перехода от более мощного сечения к облегченному в стенке развиваются не только значительные нормальные, но и касательные напряжения.

Содержание

Введение

1. Конструирование и расчет балочной клетки

1.1 Задание на курсовую работу

1.2 Вариантное проектирование настилов и балок настила

1.3 Проектирование балочной клетки

1.3.1 Вариант 1

1.3.2 Вариант 2

1.3.3 Вариант 3

2. Проектирование главной балки

2.1 Конструирование и расчет главной балки

2.1.1 Нагрузки на главную балку

2.1.2 Определение высоты главной балки

2.1.3 Определение толщины стенки

2.1.4 Определение размеров поясов главной балки

2.1.5 Проверка местной устойчивости стенки в зоне развития пластических деформаций

2.1.6 Изменение сечения главной балки

2.1.7 Проверка принятого сечения балки

2.1.8 Проверка общей устойчивости балки

2.1.9 Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки

2.1.10 Расчет поясных соединений (сварных швов)

2.1.11 Конструирование и расчет опорной части балки

2.1.12 Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки

3. Конструирование и расчет центрально сжатой колонны

3.1 Выбор типа сечения стержня колонны

3.2 Проектирование сквозной центрально сжатой колонны

3.2.1 Конструирование и расчет стержня колонны

3.2.2 Расчет планок сквозной колонны

3.3 Конструирование и расчет оголовка колонны

3.4 Конструирование и расчет базы сквозной колонны

Литература балка колонна настил проектирование