Проект рабочей площадки

курсовая моя.dwg

Спецификация металла С-285
Вес наплавленного металла (1%)
Проект рабочей площадки
Монтажная схема рабочей площадки
Металлические конструкции
Усилие для прикрепления
Наименование или марка металла
Сварку производить электродами типа Э-42 по ГОСТ 9467-75 2. Настил условно не обозначен 3. Все неоговорённые болты М20 4.Прокладку изготовить на монтаже
План рабочей площадки на отметке +15.000
Торец ребра строгать
Спецификация на отправочный элемент Б-1
Марка или наименование стали
Требуется изготовить
Спецификация на отправочный элемент К-1
Сварку производить электродами типа Э-42 по ГОСТ 9467-75
Поясные швы варить автоматической сваркой под флюсом АН-348-А по ГОСТ 9087-81* сварочной проволокой Св-08А d=3мм по ГОСТ 2246-70*. 2. Катет поясных швов равен 7 мм. Ребра жесткости и опорное ребро варить полуавтоматической сваркой в среде защитных газов проволокой Св-08ГА d=2 по ГОСТ 2246-70*. 3. Катеты шва ребер жесткости 5 мм. 4. Катет шва опорного ребра 7 мм. 5. Монтаж балки производится при помощи болтов М20. 6. Все отверстия
ø25 мм. 7. Сварку производить электродами типа Э-42 по ГОСТ 9467-75 8. Катет монтажных швов равен 5 мм. 9. Прокладку между главными балками в узле 2 изготовить на площадке. 10. Работать с листом 1.
Сварные швы выполнять полуавтоматической сваркой в среде защитных газов сварочной проволокой Св-08ГА d=2 по ГОСТ 2246-70*. 2. Все отверстия ø23 мм. 3. Работать с листами 1
Поясные швы варить автоматической сваркой под флюсом АН-348-А по ГОСТ 9087-81* сварочной проволокой Св-08А по ГОСТ 2246-70*. 2.Ребра жесткости и опорное ребро варить полуавтоматической сваркой в среде защитных газов проволокой Св-08ГА по ГОСТ 2246-70*. 3. Все отверстия
ø25 мм. 4. Сварку производить электродами типа Э-42 по ГОСТ 9467-75 5. Работать с листом 1.
Спецификация на отправочный элемент К
Сварные швы выполнять полуавтоматической сваркой в среде защитных газов сварочной проволокой Св-08ГА по ГОСТ 2246-70*. 2. Все отверстия ø23 мм. 3. Работать с листами 1
Сварные швы выполнять полуавтоматической сваркой в среде защитных газов сварочной проволокой Св-08ГА по ГОСТ 2246-70*. 2. Все отверстия ø22 мм. 3. Работать с листами 1
Сварку производить электродами типа Э-46 по ГОСТ 9467-75 2. Настил условно не обозначен 3. Все неоговорённые болты М20 4.Прокладку изготовить на монтаже
План рабочей площадки

MK.docx

Липецкий государственный технический университет
Кафедра металлических конструкций
по «Металлическим конструкциям»
Студент Доровских В.Ю.
Руководитель Зверев В.В.
Сравнение вариантов балочной клетки.3
1 Расчет балочной клетки в 3-х вариантах.3
2 Выбор варианта балочной клетки .9
Расчет главной балки.10
2 Определение расчетных усилий в сечениях балки.10
3 Назначение высоты сечения балки.11
4. Назначение размеров сечения стенки.11
5. Определение размеров сечения поясов.12
6 Изменение сечения полки.13
7 Расчет поясных швов16
8 Проверка общей устойчивости балки17
9 Проверка местной устойчивости элементов балки17
10 Расчет опорного ребра20
Расчет центрально-сжатых сквозных колонн.21
1 Подбор типа сечения и сечения стержня сквозной колонны.21
1.1. Расчет относительно материальной оси.22
1.2. Расчет относительно свободной оси Y.22
3. Расчет базы колонны.26
3.2 Расчет траверсы28
4 Расчет оголовка.30
Библиографический список:32
Сравнение вариантов балочной клетки.
В курсовом проекте рассмотрены два варианта нормального и один вариант усложненного типа балочной клетки.
1 Расчет балочной клетки в 3-х вариантах.
Временная нагрузка на настил: p н = 20 кНм2;
Коэффициент надежности по нагрузке: f.р.=12;
Коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса конструкций: f.g.=105;
Коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций: Сх = 112;
Коэффициент условия работы: с = 11;
Отношение пролета настила к предельному прогибу: n0 = = 104;
Собственный шаг балок настила и второстепенных балок:
Е1= Е ( 1- 2) = 226*104 кНсм2;
Материал настила – Сталь С285.
Расчетное сопротивление стали по пределу текучести: Ry=27 кНсм2;
Схема нормального типа балочной клетки.
Находим отношение толщины настила к пролету:
т.к. ln =100 см тогда tп = ln 104 = 096 см
Назначаем tп = 10 мм.
Масса настила составляет gнп = 078 кНм2.
Расчет балки настила.
Погонная нагрузка на балку составляет:
qн1 = (рн + gнп) * а =(20+078) * 1 = 2078 кНм = 0208 кНсм;
q1 = (рн *f.р.+ gнп * f.g)*а =(20*12+078*105)*1= 248 кНм ;
Расчетный изгибающий момент :
М мах = = =1192 кН*м = 1192* 102 кН*см
Требуемый момент сопротивления:
Принимаем 27; Wх =3710 см3 J х = 5010 см4;
Проверяем прогиб подобранной балки:
= > т.е. прогиб недопустим.
Принимаем 30; Wх =4720 см3 J х = 7080 см4;
= т.е. прогиб допустим.
Масса балки настила на 1 м2 площадки составляет:
где 1 м - шаг балок настила.
Расчетная схема загружения настила.
т.к. ln = 140 см тогда tп = ln 104= 134 см=14 мм
Назначаем tп = 14 мм.
Масса настила составляет gнп = 11 кНм2.
Расчет балки настила
qн1 =(рн + gнп ) * а =(20 + 11)*14=295 кНм = 0295 кНсм;
q1 =(рн*f.р.+gнп *f.g) * а =(20*12+11*105)*14= 352 кНм;
Расчетный изгибающий момент:
М мах = = = 1691 кН*м = 1691*102 кН*см
Wтреб== = = 5084 см3
Принимаем 36; Wх =743 см3 Jх =13380 см4;
где 0486 кНм – масса 1 метра балки 14 - шаг балок настила.
Схема усложненного типа балочной клетки.
т.к. ln = 124 см тогда tп = ln 104 = 1192 см=12 мм
Назначаем tп = 12 мм.
Масса настила составляет gнп = 094 кНм2.
qн1 =(рн + gнп ) * а =(20 + 094)*124=259 кНм = 0259 кНсм;
q1 =(рн*f.р.+gнп *f.g) * а =(20*12+094*105)*124 = 3098 кНм;
М мах = = = 474 кН*м = 474 *102 кН*см
Принимаем 20; Wх =184 см3 Jх =1840 см4;
где 0210 кНм – масса 1 метра балки 124- шаг балок настила.
Расчет второстепенной балки.
qн2 = (рн + gнп + qн1) * в = (20 + 094+ 0169 )*35= 73 9 кНм = 0739 кНсм;
q2 = ( рн *f.р. + ( gнп + qн1 ) * f.g ) * в = (20 * 12 +( 094 + 0169 ) * 105 )*35 = 881 кНм
где gнп qн1 – нормативные значения собственной массы соответственно настила и балок настила кНм2;
М мах = = =1349 кН*м = 1349*102 кН*см
Принимаем 30; Wх =472 см3 J х =7080 см4;
Масса второстепенной балки на 1 м2 площадки составляет:
где 0365 кНм – масса 1 метра балки 325 - шаг второстепенных балок.
2 Выбор варианта балочной клетки .
В курсовом проекте условно за наиболее экономичный принимаем вариант балочной клетки в котором суммарная масса второстепенных балок и настила будет наименьшая.
Показатели рассмотренных вариантов занесены в табл.1.
Расход стали по вариантам (на 1 м2 площадки ).
вариант оказался наиболее экономичным.
Расчет главной балки.
Отметка верха настила: 10 м;
Отметка габарита под площадку: 81 м;
Коэффициент учитывающий собственную массу балки: = 103;
Пролет главной балки: А =14 м
Шаг главных балок В = 62 м;
Распределенная нагрузка на балку:
qн = (рн + gнр + qн1 )* В = (20+0780+0208)* 62 = 1146 кНм;
q1 = (рн *f.р. + (gнр + qн1) * f.g) *В = (20 * 12 +(0780+0208)*105)*62 = 1552кНм
2 Определение расчетных усилий в сечениях балки.
Мн мах == =3281 кН*м;
Ммах = = = 3917 кН*м;
3 Назначение высоты сечения балки.
Нормальные напряжения:
Минимальная высота балки:
Ориентировочная толщина стенки:
Оптимальная высота балки:
Высота балки из условия габарита: h = 1000-810-30-1=159 см;
Где 1000см – отметка верха настила; 810 см –отметка верха габарита;
см - соответственно высота балок 1 см - толщина настила;
Назначаем высоту стенки hw = 1400мм.
4. Назначение размеров сечения стенки.
Толщина стенки из условия среза:
Для обеспечения местной устойчивости стенки без дополнительного укрепления ее продольным ребром толщина стенки должна быть:
Окончательно назначаем сечение стенки 1400 х 10 мм.
5. Определение размеров сечения поясов.
Задавшись толщиной пояса tf = 18 мм Вычисляем момент инерции сечения балки:
Момент инерции стенки:
Требуемые момент инерции и площадь сечения поясов:
Jf = J – J w =949608-228667=720941cм4;
Учитывая что bf = h = ( 560 340) мм
bf= 284tf назначаем сечение пояса 380х20мм
Проверяем прочность назначенного сечения.
Момент инерции сечения:
Наибольшее нормальное напряжение:
При этом перенапряжение не допускается а недонапряжение должно составлять не более 5%.
Недонапряжение составляет:
6 Изменение сечения балки.
Сечение балки назначается по максимальному изгибающему моменту действующему в середине пролета. Ближе к опорам этот момент значительно уменьшается и поэтому для балок пролетом более 10м с целью экономии стали целесообразно изменять сечение. Наиболее удобно изменять сечение поясов уменьшив только ширину.
Длина пролёта 14м что больше 10м.
Изменение сечения балки по длине производится на расстоянии:
Установив место изменения сечения определяем:
Изгибающий момент в этом сечении:
Опорную реакцию в этом сечении:
Требуемый момент сопротивления в этом сечении:
Далее производим назначение ширины пояса аналогично подбору его ширины в неизмененном сечении:
1152-228667=402485 cм4
назначаем сечение пояса 280 х 20 мм с А’f = 402 см2;
При этом перенапряжение не допускается а недонапряжение приемлемо разное.
Следует иметь в виду что в месте изменения сечения на уровне поясных швов действуют большие нормальные и касательные напряжения поэтому необходимо проверить прочность стенки по приведенным напряжениям.
Кроме этого необходима проверка прочности по максимальным касательным напряжениям на опоре:
где см3 статический момент полусечения.
7 Расчет поясных швов
Поясные швы воспринимают сдвигающие усилия между полкой и стенкой. Сварные соединения с угловыми швами рассчитываются на срез по двум сечениям: по металлу шва и по металлу границы оплавления. В курсовой работе допускается производить расчет только по металлу шва.
Требуемый катет поясных швов:
где S’f –статический момент полки (в измененном сечении)
f – коэффициент зависящий от способа сварки; при автоматической сварке f=11;
Rwf – расчетное сопротивление металла шва;
wf –коэффициент условий работы шва равный 1.
8 Проверка общей устойчивости балки
Устойчивость главных балок не требуется проверять при отношении расчетной длины балки (шаг второстепенных балок опирающихся на главную балку) l*ef к ширине сжатого пояса bf’ не превышающем значения:
Дополнительная проверка не требуется.
9 Проверка местной устойчивости элементов балки
Стенки балок для обеспечения их устойчивости укрепляются ребрами жесткости. В сварных двутаврах балочных клеток применяются как правило односторонние поперечные ребра жесткости расположенные с одной стороны балки.
Поперечные ребра жесткости ставятся если -условная гибкость стенки определяемая по формуле:
>32 необходима установка ребер жесткости.
Размеры ребер принимается:
Расстояние между ребрами жесткости не должно превышать
Поскольку loc=0 проверяем устойчивость по формуле:
Находим коэффициент :
; Ccr=333; принимаемый по табл 2.2
Критические напряжения:
Проверим устойчивость отсека стенки:
Устойчивость балки обеспечена.
10 Расчет опорного ребра
Площадь сечения опорного ребра определяется из условия проверки его на смятие от опорной реакции балки (Qmax)
Определяем толщину ребра:
Принимаем th = 12 мм.
Кроме того необходим расчет опорного ребра на продольный изгиб из плоскости стенки. При этом в расчетное сечение ребра следует включать часть стенки длиной
Расчет на устойчивость производится по формуле:
По табл. 72 5 коэффициент h=0985;
Необходимо также определить катет угловых швов прикрепляющих ребро к стенке:
f –коэффициент зависящий от способа сварки при автоматической и полуавтоматической сварке f=11;
Rwf-расчетное сопротивление металла шва равный 20кНсм2;
По конструктивным требованиям принимаем 6мм .
Расчет центрально-сжатых сквозных колонн.
Материал колонны – сталь С285 ( Ry=26 кНсм2 )
Материал фундамента – бетон В15 (Rф= 085 кН см2 ).
Определяем геометрическую
высоту (l) колонны :
Продольная сила ( N ) равна сумме опорных реакций
от двух главных балок опирающихся на колонну .
N = 2 * Qmax = 2*1119= 2238 кН.
1 Подбор типа сечения и сечения стержня сквозной колонны.
Задаемся значением коэффициента φ(07 09) φ=085
Определяем требуемую площадь сечения:
Принимаем 2 [ 30 для которых А = 2*405= 81см2 ix =12 см
Находим φх : λх =729 φх = 0666
Принимаем 2 [ 40 для которых А = 2*615= 123см2 ix =157см
Находим φх : λх =55 φх = 0799
Недопряжение составляет:
Условие устойчивости выполнено.
1.2. Расчет относительно свободной оси Y.
Задаёмся λ1 = 40 тогда λу =
где λеf = λх = 55 – из условия равноустойчивости.
Определяем требуемый радиус инерции:
Приближённое расстояние между швеллерами:
где α 2 = 044 – коэффициент учитывающий приближенное значение радиусов инерций сечений
Принимаем b = 475 см.
b1 = b +2* z0 = 475+ 2*275 = 53см.;
Вычисляем характеристики назначенного сечения :
Jу = = = 70664 см4 ;
Вычисляем приведенную гибкость стержня:
Проверяем условие устойчивости:
Принимаем b = 295 см.
b1 = b +2* z0 = 30+ 2*275 = 355см.;
Jу = = = 28044 см4 ;
Предварительно назначаем размеры планок:
Ширина ls = ( 05 075 ) b =075b=22см.
Толщина ts = ( 110 125 )ls . Назначаем ts=11см.
Расстояние между планками в свету lm = λ1 * iу1 = 40 * 323=129 см.
Условная поперечная сила приходящаяся на планку одной грани:
Перерезывающая сила в планке:
Изгибающий момент в планке:
Момент сопротивления сечения планки:
Проверяем прочность планки:
; Проверяем прочность сварных швов прикрепляющих планку к ветвям:
Задаемся катетом швов kf = 8 мм = 08 см;
Полуавтоматическая сварка f = 07;
Для стали С285 тип электрода Э46 Rwf =20 кНсм2
Аwf== 123 см2; Wwf = = =452см3;
= 317 кНсм2 >20 кНсм2
Прочность не обеспечена
Назначаем ls=32 см тогда
Аwf== 179 см2; Wwf = = =96см3;
= 159 кНсм2 20 кНсм2
прочность сварных швов обеспечена.
Рис. Конструктивная схема сквозного решения на планках
3. Расчет базы колонны.
Рис. Конструкция базы колонны
Собственная масса колонны :
G =2*qветви * l * 12 = 2 * 0483* 875* 12 = 101 кН
где qветви –масса 1п. м. швеллера №40;
– коэффициент учитывающий массу планок оголовка и базы;
Полная продольная сила в колонне на уровне обреза фундамента:
N’= N + G = 2238 +101= 22481 кН;
Требуемая площадь опирания плиты на фундамент:
Свес с= (80..120 ) мм назначаем с =100 мм;
Толщина траверс tt = (8..12 ) мм назначаем tt = 10 мм тогда размер плиты В =62 см а размер = 43 см.
Принимаем Lp = 48 cм тогда b2 =625 мм
Напряжение в бетоне фундамента будет:
Определим изгибающие моменты на участках плиты:
Плита работает как консольная балка:
Плита работает как пластинка опертая на 3 стороны. Максимальный момент на этом участке:
где 2 – коэффициент для расчета пластинки опертой на 3 стороны принимается по табл. 2.
Плита работает как пластинка опертая на 4 стороны. Максимальный момент на этом участке:
где 3 – коэффициент для расчета пластинки опертой на 4 стороны
d – меньшая из сторон участка.
По максимальному моменту М = 768 кН*см определяем толщину плиты:
Принимаем tp = 40 мм. (Табл. П4)
Высоту траверсы определяем исходя из длины сварных швов прикрепляющих траверсу к ветвям колонны задавшись катетом сварных швов kf = 8 мм = 08 см (полуавтоматическая сварка f = 09):
принимаем ht=450 мм.
Определяем расчетный катет швов прикрепляющих траверсы и ветви к плите:
Принимаем kf = 9 мм. (Табл. 2.1)
Проверяем траверсу на изгиб от реактивного давления фундамента:
Погонная нагрузка на траверсу:
M t = M t2 - Mt1 = 3798-524=3274кН*см;
Момент сопротивления сечения траверсы:
т.е. прочность траверсы обеспечена.
Определяем высоту диафрагмы задавшись катетом сварных швов 9 мм:
принимаем hh = 40 см.
принимаем th = 40 мм
где bh = b1 –2 *tw = 35-2 *08 =334 см;
tw = 8 мм по табл. П2
Проверяем прочность диафрагмы на срез:
прочность диафрагмы обеспечена.
Библиографический список:
Металлические конструкции. В 3 т. Т1. Элементы стальных конструкций Под ред. В.В. Горева. –М.: Высшая школа 1997.-527 с.
Строительные нормы и правила. Часть II. Нормы проектирования. Гл.23. Стальные конструкции (СниП II-23-81*). –М.: Стройиздат 1988.-
Расчет конструкций балочной клетки: методические указания к курсовой работе по металлическим конструкциям Липецкий государственный технический университет; Сост. В.М. Путилин Н.В. Капырин. Липецк 1999. 27с.
Расчет центрально-сжатых сквозных колонн: методические указания к курсовой работе по металлическим конструкциям Липецкий государственный технический университет; Сост. В.М. Путилин Н.В. Капырин. Липецк 1999. 19с.