Расчет и проектирование балочной клетки промышленного здания - Курсовая работа

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и одного листа чертежа (формат А-1). Эта часть проекта включает в себя: план рабочей площадки (масштаб 1:100, 1:200); поперечный разрез рабочей площадки (масштаб 1:100-1:200); половина плана главной балки (с размещением ребер жесткости) (масштаб 1:25) и поперечный разрез (масштаб 1:10); колонна в двух проекциях с указанием планок, базы и оголовка (масштаб 1:25).Расчетной схемой балки настила является однопролетная балка на шарнирных опорах с расчетным пролетом равным шагу колонн поперек здания ? = В = 7,0 м (рис.2.1). Нормативная равномерно распределенная нагрузка q (КН/м) действующая на балку настила, определяется по формуле 2.1: q = (qн )??н, (2.1) где qн - нормативная временная нагрузка, КН/м; Нормативный удельный вес стали (КН/м3), определяется по формуле 2.2: = , (2.2) где ? - плотность стали, равная 7850 кг/м3. Шаг балок настила ?н (м), определяется по формуле 2.3: ?н = , (2.3) где L - шаг колонн вдоль здания, м; Расчетная равномерно распределенная нагрузка q (КН/м), действующая на балку настила, определяется по формуле 2.4: q = (?f1?qн ??f2)??н, (2.4) где ?f1 - коэффициент надежности по нагрузке для стали (?f1=1,05);Требуемый момент сопротивления Wtp (см3), исходя из расчетного изгибающего момента, определяется по формуле 2.7: (2.7) где с1 - коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, при подборе сечения предварительно принимаем с1 = 1,1;Проверка прочности прокатных балок по нормальным напряжениям с учетом развития пластических деформаций выполняют из условия 2.8: , (2.8) Коэффициент с1 принимают по приложению В, таблица В1, в зависимости от отношения площади полки Af (см2) к площади стенки Aw (см2) принятого двутавра по формуле 2.9: , (2.9) где b - ширина полки, b = 135 мм; Условие выполняется, прочность обеспечена. Проверка прочности прокатных балок по касательным напряжениям в опорном сечении выполняются из условия по формуле 2.10: , (2.10)При числе балок настила пять и более, нагрузка на главную балку принимается равномерно распределенная, n балок настила по условию равняется восьми. Нормативная равномерно распределенная нагрузка q (КН/м) действующая на главную балку, определяется по формуле 3.1: q = (q ), (3.1) где - нормативная погонная нагрузка от собственного веса главной балки, КН/м, = 0,01?qн ? В;Главную балку изготавливают сварной, постоянного сечения, состоящей из трех листов: стенки, верхнего и нижнего поясов (рис.3.1) а) поперечное сечение главной балки; Требуемый момент сопротивления Wtp (см3) сечения балки, определяется по формуле 3.5: (3.5) где Ry - расчетное сопротивление стали при изгибе по пределу текучести для фасонного проката (приложение А таблица А1), Ry = 230 МПА;Высота главной балки hгб (м) ориентировочно принимается равной строительной высоте и определяется по формуле 3.6: hб = hctp = h - h0 (3.6) где h - возвышение верха площадки над полом, м; Оптимальная высота (м) сварной балки по минимальной массе, определяется по формуле 3.7: (3.7) где k - коэффициент для сварных балок постоянного сечения, k = 1,15;Для балок высотой 1,0 - 2,0 м рациональную толщину стенки необходимо принимать по формуле 3.9: tw = 7 3 ? hб (3.9) tw = 7 3 ? 1,33 = 10,99 м.Размеры сечения поясов определяют исходя из несущей способности балки. Требуемый момент инерции главной балки (см4), определяется по формуле 3.11: (3.11) см4. Момент инерции, приходящийся на пояса балки (см4), определяется по формуле 3.13: (3.13) см4.Площадь поперечного сечения главной балки А (см2), определяется по формуле 3.18: , (3.18) см2. Статический момент (см3) сечения пояса главной балки относительно нейтральной оси, определяется по формуле 3.19: (3.19) см3.Прочность главной балки постоянного сечения, несущей статическую нагрузку, проверяют по нормальным напряжениям с учетом развития пластических деформаций из условия: , (3.24) , Условие выполняется, прочность балки по нормальным напряжениям обеспечена.Общая устойчивость главной балки, находящейся в системе балочной клетки и закрепленной в уровне верхнего (сжатого) пояса стальным листовым настилом, обеспечена и проверке не подлежит. Для обеспечения местной устойчивости стенки в местах передачи сосредоточенных условий от балок настила устраивают поперечные ребра жесткости, в опорных сечениях - опорные ребра. При двухстороннем симметричном расположении ребер жесткости (рис3.2), ширина каждого ребра должна быть , , , принимаем b=85 мм.Пояс балки со стенкой соединяется двусторонними сварными швами (рис.3.1.б), выполненными автоматической сваркой «в лодочку». Срезывающее усилие на 1 м одного шва, определяется по формуле 3.28: (3.28) Сварные угловые швы рассчитываются на условный срез по двум сечениям: - по металлу шва ;(3.29) ?f , ?z - коэффициенты угловых сварных швов, для автоматического вида сварки при положении шва в лодочку, принимаются как 0,9 и 1,05 соответственно;Необходимо рассчитать прикрепления балок настила к главным балкам в двух вариантах: на болтах класса точности В и на высокопрочных бо

Содержание

1.Состав и объем курсового проекта

2.Расчет балки настила

2.1 Расчетная схема, нагрузки и усилия

2.2 Подбор сечения балки настила

2.3 Проверка прочности и жесткости балки настила

3.Расчет главной балки

3.1 Расчетная схема, нагрузки и усилия

3.2 Подбор сечения балки

3.2.1 Расчет высоты балки

3.2.2 Расчет толщины стенки балки

3.2.3 Расчет сечения поясов

3.2.4 Расчет геометрических характеристик поперечного сечения главной балки

3.3 Проверочные расчеты

3.4 Проверка общей и местной устойчивости главной балки

3.5 Расчет соединения пояса балки со стенкой

3.6 Расчет прикрепления балки настила к главной балке

4. Расчет колонны

4.1 Подбор сечения колонны

4.2 Расчет планок колонны

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Прочностные характеристики стали для стальных конструкций и их соединений

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Сортамент горячекатаной стали

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Коэффициенты для расчета на прочность и устойчивость элементов стальных конструкций

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Коэффициенты для расчета угловых сварных швов и прочность на высокопрочных болтах

1. Состав и объем курсового проекта балка клетка прочность колонна

1.1 Цель и состав проекта

Металлические конструкции / под ред. Е.И. Беленя. - М.:Стройиздат, 1986-559 с.

Муханов А.М. Металлические конструкции / К.К. Муханов - М.:Стройиздат, 1978-576 с.

Михайлов А.М. Металлические конструкции в примерах М.:Стройиздат, 1976-320 с.