Принципы и правила проектирования металлических конструкций балочной площадки промышленного здания. Характеристика основной технологической последовательности конструирования и расчета её элементов. Компоновка и подбор сечения балки, расчет базы колонн.
В работе представлены принципы и правила проектирования металлических конструкций балочной площадки промышленного здания, отражена основная технологическая последовательность конструирования и расчета ее элементов.Рабочие площадки служат для размещения производственного оборудования на определенной высоте в помещении цеха промышленного здания. В конструкцию площадки входят колонны, балки, настил и связи. Система несущих балок стального покрытия называется балочной клеткой.Цель расчета - обеспечить заданные условия эксплуатации и необходимую прочность и устойчивость при минимальном расходе материала и минимальных затратах труда на изготовление и монтаж. Расчет проводится с использованием методов сопротивления материалов и строительной механики.Принимаем сталь С255, qн=10 КН/м2, рн=6 КН/м2, . Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. При нагрузках, не превышающих 50 КН/м?, и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закрепленного по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб). Определим наименьшую толщину настила при заданном пролете балок настила lн при lн=100 см. Настил крепится к балкам настила сплошными сварными швами.Принимаем сталь С255, qн=10 КН/м2, рн=6 КН/м2, , тн=9 мм. Рисунок 3 - Расчетная схема балок настила Определим вес 1м2 настила: , (7) Нормативная погонная нагрузка на балку настила: gн=(qн рн qн нас)?lf , (8) gн=(10 6 0,71) ?1=16,71 КН/м. По сортаменту принимаем двутавр №22а ГОСТ 8239-89 (Іх=2790 см4, Wx=254 см4, Sx=143 см3, b=120 мм, t=8,9 мм, d=5,4 мм, h=220 мм, мбн =25,4 кг/м).Собственный вес балки принимаем ориентировочно в размере 2% от нагрузки на нее.Сечение составной сварной балки состоит из трех листов: вертикального - стенки и двух горизонтальных - полок Главную балку рассчитываем с учетом развития пластической деформации. Из условия среза определяем минимальную толщину стенки (без учета работы поясов): ; (24) Так как принятая толщина стенки больше рассчитанной по формуле (25) мы обеспечили местную устойчивость стенки без укрепления продольными ребрами жесткости. Размеры горизонтальных поясных листов находим исходя из необходимой несущей способности балки, для этого вычисляем требуемый момент инерции сечения балки: , (26)Определим расчетный момент и перерезывающую силу в сечении Х по формулам: . Определим требуемый момент сопротивления и момент инерции измененного сечения по формулам, исходя из прочности сварного стыкового шва, работающего на растяжение: , (35) где gc =0,85, с1=1,1. Определяем требуемый момент инерции поясов по формуле: If1=I1-Iw, (37) Требуемая площадь сечения вычисляется по формуле: , (38) Определяем момент инерции и момент сопротивления уменьшенного сечения: , (39)Проверяем максимальное касательное напряжение в стенке на опоре балки по формуле: , (42) где: S1 - статический момент сечения балки, вычисляемый по формуле: , (43) Проверяем местные напряжения в стенке под балками настила по формуле: , (44) где: F - опорные реакции балок настила, вычисляемые по формуле: , lloc - длина передачи нагрузки на стенку балки, вычисляемая по формуле: lloc=bf1 2?tf=18 2?1,6=21,2 см.Проверяем общую устойчивость балки по формуле (46) в месте действия максимальных нормальных напряжений, принимая за расчет пролет l0 - расстояние между балками настила. , (46) где ?=1-0,7? , так как с1=с, то ?=0,3. в середине пролета балки, где учтены пластические деформации проверяем применимость формулы: , ; Проверка прогиба (второе предельное состояние) балки может не производиться, так как принятая высота балки больше минимальной.Так как балка работает с учетом пластических деформаций, то швы выполняем двухсторонние, ручной полуавтоматической сваркой в нижнем положении, сварочной проволокой Св-08А. Для этого определяем более опасное сечение шва: по металлу шва bf =0,7 (табл.34 СНИП II-23-81, для ручной полуавтоматической сварки); расчетное сопротивление металла шва Rwf = 180 МПА (по т.56 СНИП II-23-81); Rwf?bf=180?0,7=126 МПА. по металлу границы сплавления bz = 1 (табл.34 СНИП II-23-81, для ручной полуавтоматической сварки); расчетное сопротивление металла шва Rwz = 0,45Run =0,45·410=184,5 МПА (по т.56 СНИП II-23-81); Rwz?bz=184,5?1=184,5 МПА.В таких стыках каждый пояс балки желательно перекрывать тремя накладками с двух сторон, а стенку - двумя вертикальными накладками, площадь сечения которых должна быть не меньше площади сечения перекрываемого ими элемента. Болты в стыке ставят на минимальных расстояниях друг от друга: (2,5-3)d болта, чтобы уменьшить размеры и массу стыковых накладок. Расчет каждого элемента балки ведут раздельно, а изгибающий момент распределяют между поясами и стенкой пропорционально их жесткости. Стык делаем в середине пролета балки, где Стык осуществляется высокопрочными болтами из стали 40х «селект», имеющей (табл.Определяем площадь смятия торца ребра по формуле: , (52) где: Rp=3
План
Содержание
Введение
1. Исходные данные
2.Основные положения по расчету конструкций
3. Расчет настила
4. Расчет балок настила
5. Проектирование составной балки
5.1 Компоновка и подбор сечения балки
5.2 Изменение сечения балки
5.3 Проверка прочности балки
5.4 Проверка устойчивости балки
5.5 Расчет поясных швов
5.6 Расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах
5.7 Опорное ребро составной балки
6. Расчет колонн
6.1 Конструирование и расчет базы колонн
Библиографический список
Введение
В работе представлены принципы и правила проектирования металлических конструкций балочной площадки промышленного здания, отражена основная технологическая последовательность конструирования и расчета ее элементов.
В состав площадки включены следующие конструкции: стальной настил, балки настила из прокатных двутавров, главные балки составного двутаврового сечения (сварные), стальные колонны сплошного сечения.
Расчет элементов металлических конструкций производится по методу предельных состояний с использованием международной системы единиц СИ. Расчет конструкций произведено с необходимой точностью и в соответствие с положением по расчету и конструктивными требованиями СНИП 2-23-81* «Стальные конструкции».
Выполнение расчетно-графической работы производится по заданным исходным данным.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
