Металлический каркас здания

КП.docx

Задание на курсовой проект4
Выбор материалов для конструкций и соединений5
Нагрузки на рабочую площадку.6
Расчетная ячейка рабочей площадки6
Расчет балки настила7
Расчет главной балки9
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.
Задание на курсовой проект
Выбор материалов для конструкций и соединений
1. Балки настила и главные балки отнесены ко 2 группе конструкций. Для этих элементов можно принимать сталь С 245 по ГОСТ 27772-88.
Расчетные сопротивления прокатных балок:
Ry = 24 кНсм2 (240 МПа); Rs = 139 кНсм2 (139 МПа).
Для листовой стали сварных балок при толщине проката
Ry = 24 кНсм2 (240 МПа); Rs = 139 кНсм2 (139 МПа);
Rр = 36 кНсм2 (360 МПа).
2. Колонны и связи отнесены к 3 группе конструкций. Используется сталь С235 по ГОСТ 27772-88.
Расчетные сопротивления:
Ry = 23 кНсм2 (230 МПа); Rs = 133 кНсм2 (133 МПа).
3. Для ручной сварки принимаем электроды типа Э-42.
Расчетные сопротивления для сварных угловых швов
Rf= 18 кНсм2 (180 МПа) – для прокатных балок;
Rz= 164 кНсм2 (164 МПа) – для прокатных балок;
Rz = 16 кНсм2 (160 МПа) – для листового проката.
Коэффициенты учитывающие способ и положение сварки приведены в [7 табл. 34*].
Для ручной и полуавтоматической сварки f = 07; z = 10.
При полуавтоматической и ручной сварке:
f ·Rf = 07·18 = 126 f ·Rf = 10·166 = 164 кНсм2.
Расчет следует вести по металлу шва.
4. Монтажные болты грубой и нормальной точности в соответствии с [7 табл. 57] класса 4.6 по ГОСТ 15589-70* гайки по ГОСТ 5915-70*.
Расчетные сопротивления болтов:
Rbs = 15 кНсм2 (150 МПа); Rbp = 45 кНсм2 (450 МПа).
5. Коэффициент условий работы γс в соответствии с [7 табл. 6] принимаем для всех конструкций равным γс = 1; коэффициент надежности по предельной расчетной нагрузке: для переменной распределенной нагрузки γtm1 = 12; для монолитных железобетонных плит γtm2 = 11 [5 табл. 5.1]; коэффициент надежности по нагрузке для эксплуатационного расчетного значения постоянной и переменной нагрузки γfe принимаем равным 1; коэффициент надежности по назначению γn = 1 и при расчете может не учитываться.
Нагрузки на рабочую площадку.
Известна переменная характеристическая нагрузка толщина железобетонной плиты настила .
Тогда характеристический вес 1 м2 жб плиты:
Суммарное характеристическое значение нагрузки на 1 м2:
Суммарное предельное расчетное значение нагрузки на 1 м2:
Суммарное эксплуатационное расчетное значение нагрузки на 1 м2:
Эксплуатационное расчетное значение нагрузки принимается равным характеристическому.
Расчетная ячейка рабочей площадки
Расчет конструкций начинают с установления их расчетной схемы. Расчетная схема представляет собой упрощенное изображение конструкций позволяющее определить их поведение под нагрузкой и вычислить расчетные усилия.
Выделим из рабочей площадки среднюю расчетную ячейку ограниченную параметрами L и B. Для этой ячейки выполняют расчет конструкций балок Б1 и Б2 а также колонны К1 (рис. 3.1).
Рисунок 3.1. Расчетная ячейка рабочей площадки.
Расчет балки настила
Для расчетной ячейки с параметрами В = 38 м; L = 7 м; а =L n =75 =14м подобрать сечение балки Б1. Материал конструкций сталь С245 суммарное характеристическое значение нагрузки суммарное предельное расчетное значение нагрузки – ; суммарное эксплуатационное расчетное значение нагрузки – .
Расчетное сопротивление стали Rу = 240 МПа или 24 кНсм2 принимаем по прилож. 1 для толщины проката 2–20 мм. Нагрузка на 1 пог. м балки:
характеристическая:
предельная расчетная:
эксплуатационная расчетная:
Далее определяем предельные расчетные усилия в балке:
– максимальный изгибающий момент:
Требуемый момент сопротивления балки вычисляем по формуле:
Рисунок 4.1. Расчетная схема балки Б1.
Принимаем для Б1 22 Wx = 232 см3 Jx = 2550 см4 S = 54 мм. Проверяем жесткость балки:
Условие жесткости выполняется.
Выполняем проверку прочности подобранного сечения по формуле:
Условие прочности выполняется.
Расчет главной балки
Требуется подобрать сечение главной балки Б2. Ry = 240 МП = 24 кН см2.
Узловая расчетная нагрузка на балку: F = 2 Rбн = 2 · 54.9 = 1098 кН.
Расчетная схема балки приведена на рис. 5.1. Определяем усилия в балке на участках:
Эпюры M и Q для данной балки построены на рис. 5.1
Рисунок 5.1. Расчетная схема главной балки Б1
Требуемый момент сопротивления главной балки (упругая стадия работы материала):
Принимаем для Б2 60 с Wx = 2560 см3 Jx = 76806 см4 s = 12 мм.
Проверяем жесткость балки по формуле:
– фактический прогиб:
– предельный прогиб:
Требуется подобрать сечение средней колонны К1. Отметка верха площадки Н = 60 м; отметка низа колонны Н1 = – 0150 м. Колонна выполнена из стали С235 Ry = 230 мПа = 23 кНсм2. Сопряжение балок этажное.
Расчетное усилие в колонне N = 2·Rгб = 2·2745 = 549 кН.
Рисунок 6.1. Конструктивная и расчетная схемы колонны
Расчетная длина колонны
Задаемся коэффициентом продольного изгиба φ = 06.
Требуемая площадь сечения колонны
Минимальный радиус инерции из условия предельной гибкости
По имеющейся площади подбираем сечение главной колонны. По сортаменту выбираем сварные трубы из прокатных швеллеров площадь поперечного сечения которого подходит по величине . Методом подбора принимаем по сортаменту профиль № 18 по ГОСТ 8240-89. Геометрические характеристики сечения А = 414 см2 Jx = 2180 cм4 Jy = 1 232 cм4.
Радиус инерции сечения:
Рисунок 6.2. Схема составного сечения главной колонны
Определяем гибкость колонны относительно главных осей:
По максимальной гибкости λmах = 958 и расчетному сопротивлению стали Ry = 230 МПа интерполируя определяем φ = 0585 и проверяем устойчивость колонны по формуле:
Предельная гибкость:
Устойчивость колонны обеспечена.
Исходные данные: усилие в колонне N = 549 кН материал фундамента – бетон класса В10 размеры сечения стержня колонны: h = 180 мм b = 140 мм tтр =10 мм.
Расчетное сопротивление бетона сжатию Rb = 60 МПа =06 кНсм2.
Расчетное сопротивление бетона смятию :
Требуемая площадь плиты:
Назначаем размеры плиты в плане.
Рисунок 8. База колонны.
Длина плиты по расчету:
Конструктивная длина плиты:
Принимаем большую длину (с округлением) Lпл = 42 см.
Назначаем толщину плиты базы tпл = 25 мм.
Высоту траверсы вычисляем задавшись: катетом шва kf = 6 мм видом сварки – ручной при которой f = 07 типом электрода Э42 с расчетным сопротивлением шва срезу (по металлу шва) Rwf = 180 МПа =18 кНсм2 γwf =10; γc= 10.
Принимаем hтр = 20 см. Анкерные болты принимаем диаметром 30 мм.
Узлы сопряжения балок
Сопряжение главных балок и балок настила между собой выполняют на монтаже.
Положение поднастильной балки на главную фиксируется болтами нормальной точности (класс В) поставленными конструктивно. Главная балка в месте опирания поднастильных укрепляется поперечными ребрами жесткости.
Рисунок 8.1. Этажное сопряжение балок
Металлические конструкции. В 3-х т. Т.1. Элементы стальных конструкций. Учебное пособие для строит вузов В.В.Горев Б.Ю.Уваров В.В.Филиппов и др.; под ред. В.В.Горева. – М: Высшая школа 1997. – 527 с.: ил.
Металлические конструкции. Общий курс. Учебник для вузов Е.И.Беленя В.А.Балдин Г.С.Ведеников и др. – М.: Стройиздат 1986. – 560 с.
Методичні вказівки до самостійної роботи з дисципліни «Металеві конструкції» для студентів спеціальностей 6.092100 «Будівництво». Частина Укл. А.В.Сільвестров О.Ф.ванков А..Лістова Т.А.Ковтун-Горбачова .Й.Набокова. – Дніпропетровськ: ПДАБА 2005. – 168 с.: ил.
Металлические конструкции. М.М.Жербин В.А.Влади-мировский. – Киев: Вища школа 1986. - 214с.
ДБН В.1.2-2:2006. Навантаженні і впливи: Норми проектування. – Офіц. вид. – На заміну СНиП 2.01.07-85 крім розд. 10 який замінено ДСТУ Б В.1.2-3:2006. Чинний з 01.01.2007р. – К.: Мін буд України 2006. – 60с. – (Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об’єктів). – Укр. та рос. мовами.
ДСТУ Б В.1.2-3:2006. Прогини і переміщення. Вимоги проектування. – Офіц. вид. – На заміну СНиП 2.01.07-85 розд. 10. Чинний з 01.01.2007р. – К.: Мін буд України 2006. – 60с. – (Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об’єктів). – Укр. та рос. мовами.
СНИП П-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат. 1990. – 94с.
СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. М.: Стройиздат. 1985. – 98с.

КП_ГЧ.dwg

Отв. в плите ø33 Отв. в шайбе ø30
Примечания q*;1. Материал конструкции Б1
К1 по ГОСТ 27772-88 2. Швы варить электродами типа Э42 по ГОСТ 9467-75 3. Неоговоренные швы Кt=50 мм 4. Неоговоренные отверстия ø23 мм
Арматурный каркас КР1
092101 Кафедра строительства и реконструкции
Металлические конструкции
Металлический каркас здания
ИНСО ПГАСиА гр. ПГС-Цдз-09