МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


Кафедра ПГС


Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине «Металлические конструкции»

Выполнил:

Принял:

Саратов 2006


Содержание
Введение 2

1.Исходные данные 2

2.Конструктивная схема балочной клетки 2

3.Основные положения по расчету конструкций 3

4.Составление вариантов балочной клетки 4

4.1.Вариант №1 6

4.1.1.Расчет настила 6

4.1.2.Расчет балок настила 8

4.1.3.Расчет вспомогательных балок 11

4.2.Вариант №2 14

4.2.1.Расчет настила 14

4.2.2.Расчет балок настила 16

4.2.3.Расчет вспомогательных балок 19

4.3.Вариант №3 22

4.3.1.Расчет настила 22

4.3.2.Расчет балок настила 24

4.3.3.Расчет вспомогательных балок 26

5.Сравнение вариантов 29

6.Проектирование составной балки 30

6.1.Компоновка и подбор сечения балки 30

6.2.Проверка прочности балки 33

6.3.Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов

сечения главной балки 35

6.4.Расчет соединения поясов балки со стенкой 40

6.5.Конструирование и расчет опорной части балки 41

6.6.Конструкция и расчет сопряжения вспомогательной балки с главной

балкой 43

6.7.Конструирование монтажного стыка главной балки…………………43

7.Конструкция и расчет колонны 45

7.1.Общие сведения…………………………………………………………45

7.2.Конструирование и расчет стержня колонны…………………………46

7.3. Конструирование и расчет планки колонны 49

7.4.Конструирование и расчет базы колонны 49

7.5.Конструирование и расчет оголовка колонны 51

Список литературы 53

ВВЕДЕНИЕ

В работе представлены принципы и правила проектирования металлических конструкций балочной площадки промышленного здания, отражена основная технологическая последовательность конструирования и расчета её элементов.

В состав площадки включены следующие конструкции: стальной настил, балки настила и вспомогательные балки из прокатных двутавров, главные балки составного двутаврового сечения (сварные), стальные колонны сквозного 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 расчёту и конструктивными требованиями СНиП -23-81* «Стальные конструкции».

---

Выполнение расчётно-графической работы производится по заданным исходным данным.

1. 
   Исходные данные
   

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.

Исходные данные:

• 
  полезная нагрузка - = 28кН/м²;
  
• 
  пролет - L=14 м
  
• 
  шаг колонн – l = 5 м
  
• 
  высота колонны - H = 6 м
  
• 
  колонны – сквозные с планками.
  
• 
  тип пола - I
  
• 
  класс бетона фундамента В12,5.
  

2. Конструктивная схема балочной клетки.

Балочная клетка состоит из следующих элементов: стального настила (Н), укладываемого по балкам настила (БН), вспомогательных балок (ВБ), и главных балок (ГБ), располагаемых обычно параллельно большей стороне перекрытия. Таким образом, балки настила воспринимают полезную нагрузку от массы настила и пола. Вспомогательные балки передают всю нагрузку от балок настила на главные балки, а главные балки – на колонны или стены.

3.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЁТУ КОНСТРУКЦИЙ

Цель расчёта – обеспечить заданные условия эксплуатации и необходимую прочность и устойчивость при минимальном расходе материала и минимальных затратах труда на изготовление и монтаж. Расчёт проводится с использованием методов сопротивления материалов и строительной механики. Основной задачей этих методов является определение внутренних усилий, которые возникают в конструкциях под воздействием приложенных нагрузок.

Расчёт начинают с составления расчётных схем сооружения в целом и его отдельных элементов. Составлению расчётных схем должна предшествовать работа по компоновке отдельных конструкций с предварительной эскизной проработкой чертежей элементов и их сопряжений.

Определив по принятой расчётной схеме усилия в конструкции или её элементах (статический расчет), производят подбор их сечений (конструктивный расчёт), проверяют несущую способность и жесткость конструкций. Если хотя бы одна из проверок не удовлетворяется, уточняют размеры сечений.

---

4. Составление вариантов балочной клетки.

При проектировании балочной клетки задача сводится к тому, чтобы путём технико-экономического сравнения различных вариантов найти наиболее экономичную конструкцию балочной клетки по расходу материала на 1 м² площади перекрытия.

С этой целью следует составим 3 варианта расположения вспомогательных балок и балок настила. После статического и конструктивного расчётов настила и балок для всех вариантов произведем их сравнение по расходу стали на 1м² площади перекрытия балочной клетки и количеству монтажных единиц.

После этого выберем наиболее выгодный вариант балочной клетки по расходу стали и количеству монтажных единиц. В случае одинакового расхода стали, предпочтение следует отдавать варианту с наименьшим количеством монтажных единиц.




Рис. 2

4.1.Вариант № 1

4.1.1. Расчет настила

Принимаем сталь С245(т.к II гр.)


Р ис. 3

Вид нагрузки
Металло-цементный раствор t=30мм	0,75	1,3	0,975
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике	0,1	1,3	0,13
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм	0,48	1,3	0,624
Полезная нагрузка	28	1,05	29,4
Итого:	29,33		31,129

Сбор нагрузок:

---

Таблица 1
Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. Для удобства сварки ширина листа должна быть на 15-20 мм меньше шага балок настила (см. раб. чертёж). При нагрузках, не превышающих 50 кН/м², и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закреплённого по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб).

Определим наименьшую толщину настила при заданном пролёте балок настила l_н при l_н=100 см.



где ;

q_н –нормативная нагрузка на настил;

;


;

;

t_н=1,16 см. По сортаменту принимаем t_н=12 мм.
Настил крепится к балкам настила сплошными сварными швами.

Определим растягивающее усилие Н, действующее на 1 погонный длины шва:



где γ_f- коэффициент надежности по нагрузке (γ_f=1,05).
;

1. Расчет по металлу шва

• 
  коэффициент глубины провара шва _f = 0,9 (табл. 34^* СНиП II-23-81^*)
  
• 
  коэффициент условия работы шва _wf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81^*)
  

В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81^* принимаем электроды типа Э42 для стали С245.

Расчетное сопротивление металла шва R _wf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81^*).



2.Расчет по металлу границы сплавления.

---

• 
  коэффициент глубины провара шва _z = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81^*)
  
• 
  коэффициент условия работы шва = 0,45R_un. По т.51^* СНиП II-23-81^*
  

для стали С245 R_un =370 МПа.R_wz=0.45·370=166.5 МПа=16,65кН/см².

_wz=1(по п.11.2 СНиП II-23-81^*);



Принимаем требуемый катет шва k_f=5 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81^*)

4.1.2.Расчет балок настила

Сбор нагрузки: Таблица 2

	Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка,	f	Расчетная нагрузка,
1	Металло-цементный раствор t=30мм	0,75	1,3	0,975
2	Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике	0,1	1,3	0,13
3	Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм	0,48	1,3	0,624
4	Стальной настил t=12мм	0,942	1,05	0,9891
5	Полезная нагрузка	28	1,05	29,4
	Итого:	30,272		32,1181

Определение удельного веса настила.


Р ис.4

Погонная нагрузка на балку настила:



32,1181*1=32,1181 ;

Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки:

---

Смотрите также файлы

• Заведение находится на главной улице Нижнего Новгорода. В историческом центре города, на ул. Большая Покровская 42.pptx

• Российский государственный социальный университет Итоговый контроль по дисциплине.docx

• Приложение 7 Виды сделок по законности содержания.docx

• Инструкция "Вам будут предложены вопросы об особенностях вашего поведения в различных условиях и ситуациях. Это не испытание ума или способностей, поэтому нет ответов плохих или хороших..docx

• Упражнение 1Заполните недостающие места в таблице.odt