Проектирование и расчёт конструкции балочной клетки

Задание.doc

Владимирский Государственный Университет
Задание на контрольную работу
по курсу «Металлические конструкции»
«Расчёт элементов балочной клетки»
Сконструировать и рассчитать основные элементы конструкции балочной клетки представленной на схеме:
Шаг колонн в продольном направлении А м – 15;
Шаг колонн в поперечном направлении В м – 48;
Размеры площадки в плане 3А х 3В;
Отметка верха настила Н м – 8;
Нормативная временная нагрузка qн кНм2 – 20;
Строительная высота перекрытия hстр м – 2;
Материал конструкций:
настил – железобетон сталь С235;
балок настила и вспомогательных – сталь марки С235;
главные балки – сталь С255;
колонны – сталь С235;
фундаментов – бетон класса В125.
Относительный прогиб настила – 1150;
Тип колонны – сквозная.
Район строительства с t>-30° что по [3] соответствует району II5. В соответствии с этим принят следующий материал конструкций: для настила прокатных балок и колонн – по группе 3 для составных балок – по группе 2. Коэффициенты условий работы во всех случаях равны γс=1 кроме проверки общей устойчивости балок когда следует принимать γс=095.
Коэффициенты для расчета сварных соединений γwf=γwx=1 и в дальнейшем опускаются. Коэффициент надежности по назначению в курсовой работе принят γn=1.

Титул.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
по дисциплине: «Металлические конструкции»
Тема: «Проектирование и расчёт конструкции балочной клетки».

Записка.doc

Основные положения по расчёту конструкций
Выбор схемы балочной клетки
Расчет балок настила
Расчет вспомогательных балок
Сравнение вариантов балочной клетки
Расчет и конструирование главной балки
Расчетная схема. Расчетные нагрузки и усилия
Определение высоты главной балки
Подбор сечения главной балки
Изменение сечения главной балки
Проверка обеспеченности общей устойчивости балки
Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки
Проверка прочности поясных швов
Конструирование и расчет опорной части балки
Конструирование и расчет укрупненного стыка балки
Расчет и конструирование колонн
Расчетная схема. Расчетное усилие
Подбор сечения колонны
Расчет планок сквозной колонны
Конструкция и расчет оголовка колонны
Конструкция и расчет базы колонны
Список используемой литературы
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 2-23-81* «Стальные конструкции».
Выполнение контрольной работы производится в соответствии с выданным заданием.
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.
Выбор схемы 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 составить 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 1 м² 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.
Главные балки располагаются в продольном направлении с шагом 15 м и опираются на колонны. Шаг балок настила определяется из условия:
По [1] табл. 2 прил. 2 принимаем:
Толщина плиты Lпл=12 см
Расчетный пролёт плиты b=15 м
1.2 Расчет балок настила
Асфальтовое покрытие
Полезная нагрузка по зданию
Погонная нагрузка на балку настила:
qнр=qр·b=28625·15=429375 кНм
Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки:
Требуемый момент сопротивления при С1=11:
По сортаменту принимаем двутавр №30 ГОСТ 8239-89
(Iх=7080 см4 Wх=472 см3 Sх=268 см3 b=135 мм t=102 мм d=65 мм h=300 мм mн=365 кгм).
8230 – условие прочности не выполняется
Принимаем двутавр №30а ГОСТ 8239-89 (Iх=7780 см4 Wх=518 см3 Sх=292 см3 b=145 мм t=107 мм d=65 мм h=300 мм mн=392 кгм).
4230 – условие прочности выполняется
Уточним коэффициент С1=C по [2] табл. 66
Аf=b·t=0145·00107=00015515 м2;
Аw=(h-2t)·d=(03-2·00107)·00065=00018109 м2
6230 – условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре:
Проверка касательных напряжений.
1133 условие выполняется.
qн=q·b=24225·15=363375 кНм;
03260006667 жесткость балки обеспечена.
Окончательно принимаем:
жб плиты настила толщиной – Lпл=12 см
сечение балок настила – двутавр №30а ГОСТ 8239-89
Главные балки располагаются в продольном направлении с шагом 15 м и опираются на колонны. Шаг балок настила принимаем равным lн=1 м.
слоя рубероида на мастике
Собственный вес настила
В зависимости от заданной нагрузки qн =20 кНм2 и относительного прогиба [f]=1150 определяем наибольшее отношение пролета настила к его толщине нtн в соответствии с [5].
Учитывая что шаг балок настила принят равным lн=1 м получаем:
Принимаем толщину металлического настила tн=10 мм.
Настил крепится к балкам настила сплошными сварными швами.
Определим растягивающее усилие Н действующее на 1 п.м. длины шва:
где γf- коэффициент надежности по нагрузке (γf=12).
Определим расчётную толщину сварного шва выполненного ручной сваркой.
Расчет по металлу шва
гдекоэффициент глубины провара шва bf=07 (по [2] табл. 34*);
коэффициент условия работы шва gwf=1 (по [2] п.11.2);
расчетное сопротивление срезу по металлу шва Rwf=180 МПа (по [2] табл.56).
В соответствии с [2] табл. 55* принимаем электроды типа Э42 для стали С235.
Расчет по металлу границы сплавления.
гдекоэффициент глубины провара шва bz=1 (по [2] табл. 34*);
коэффициент условия работы шва gwz=1(по [2] п.11.2);
расчетное сопротивление срезу по металлу границы сплавления Rwz=045Run. По [2] табл.51* для стали С235 Run=360 МПа. Rwz=0.45·360=162 МПа
Принимаем требуемый катет шва kf=5 мм (в соответствии с [2] табл.38)
2.2 Расчет балок настила
qнр=qр·lн=2756·1=2756 кНм
По сортаменту принимаем двутавр №24а ГОСТ 8239-89
(Iх=3800 см4 Wх=317 см3 Sх=178 см3 b=125 мм t=98 мм d=56 мм h=240 мм mн=294 кгм).
7230 – условие прочности выполняется
Аf=b·t=0125·00098=0001225 м2;
Аw=(h-2t)·d=(024-2·00098)·00056= 000123424 м2
6133 условие выполняется.
04290006667 жесткость балки обеспечена.
металлический настил толщиной – tн=10 мм
сечение балок настила – двутавр №24а ГОСТ 8239-89
Главные балки располагаются в продольном направлении с шагом 15 м и опираются на колонны. Шаг балок настила принимаем равным lн=06 м шаг вспомогательных балок – lнв=30 м
Учитывая что шаг балок настила принят равным lн=06 м получаем:
Принимаем толщину металлического настила tн=6 мм.
3.2 Расчет балок настила
qнр=qр·lн=27223·06=16334 кНм
По сортаменту принимаем двутавр №14 ГОСТ 8239-89
(Iх=632 см4 Wх=903 см3 Sх=515 см3 b=82 мм t=75 мм d=50 мм h=140 мм mн=148 кгм).
5230 – условие прочности выполняется
Аf=b·t=0082·00075=0000615 м2;
Аw=(h-2t)·d=(014-2·00075)·0005=0000625 м2
2230 – условие прочности выполняется
03720006667 жесткость балки обеспечена.
3.2 Расчет вспомогательных балок
вспомогательной балки
Нагрузка с балок настила передаётся на вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил.
По сортаменту принимаем двутавр №40 ГОСТ 8239-89
(Iх=18930 см4 Wх=947 см3 Sх=540 см3 b=155 мм t=13 мм d=8 мм h=400 мм mн=561 кгм).
Аf=b·t=0155·0013=0002015 м2;
Аw=(h-2t)·d=(04-2·0013)·0008=0002992 м2
9230 – условие прочности выполняется
8133 условие выполняется.
006250006667 жесткость балки обеспечена.
При приложении сосредоточенной нагрузи через полку вспомогательной балки в месте не укрепленном поперечным ребром стенка балки должна быть проверена на прочность от местного давления по формуле:
где – расчетная сосредоточенная нагрузка;
lef=b+2tef=0082+2·0019=012 м – условная длина распределения нагрузки
гдеb=0082 м – ширина полки балки настила;
tef=t+r=0013+0006=0019 м – расстояние от нагруженной грани полки до начала внутреннего закругления стенки.
6230- условие выполнено стенка балки обладает прочностью от местного давления.
Проверка общей устойчивости балки
– расчет на общую устойчивость не требуется.
металлический настил толщиной – tн=6 мм
сечение балок настила – двутавр №14 ГОСТ 8239-89
сечение вспомогательных балок – двутавр №40 ГОСТ 8239-89
4 Сравнение вариантов балочной клетки
жб перекрытие – Lпл=012
Sобщ=А·Б=15·48=72 м2;
Vобщ=Lпл·Sобщ=012·72=864 м3
балки настила – двутавр №30а
Мобщ=l·mн·n=48·392·11=207 т
Затраты на материал составят:
З=120·Vобщ+200·Мобщ=120·864+200·207=14508 руб
металлический настил – tн=10
Мобщ=tн·Sобщ·ρст=001·72·7850=5652 т
балки настила – двутавр №24а
Мобщ=l·mн·n=48·00294·16=2258 т
З=200·ΣМобщ=200·(5652+2258)=1582 руб
металлический настил – tн=6
Мобщ=tн·Sобщ·ρст=0006·72·7850=3391 т
балки настила – двутавр №14
Мобщ=l·mн·n=15·00148·7=1554 т
вспомогательные балки – двутавр №40
Мобщ=l·mн·n=48·00561·6=1617 т
З=200·ΣМобщ=200·(3391+1554+1617)=13124 руб
Вывод: по расходу материалов наиболее экономичен вариант №3 но он более трудоёмкий в своём изготовлении поэтому окончательно принимаем вариант №1.
Т.к. прокатные балки не удовлетворяют требуемым условиям принимаем балку составного сечения. Сечение балки состоит из трёх листов: вертикального (стенки) и двух горизонтальных (полок) которые свариваются на заводе автоматической сваркой.
1. Расчетная схема. Расчетные нагрузки и усилия
Постоянная нагрузка передаётся на главную балку через одиннадцать балок настила. Исходя и этого можно считать нагрузку равномерно распределенной.
В качестве расчетной схемы принимается однопролётная шарнирно опёртая балка загруженная равномерно распределённой нагрузкой.
Постоянная нагрузка (вес настила балок настила и вспомогательных) найдена при сравнении вариантов. Собственный вес главной балки может приниматься приближенно в размере 2-3% от нагрузки на нее. Подбор сечений главной балки следует выполнять с учетом развития пластических деформаций в наиболее нагруженном сечении (в середине пролета).
Определим удельный вес балок настила.
2. Определение высоты главной балки
Высоту главной балки hгб при соблюдении условия hmin≤hгб≤hгбmax целесообразно назначать близкой к оптимальной и кратной 100 мм. Минимальная высота определяется из условий обеспечения предельного прогиба [f] не более 1400 при полном использовании расчетного сопротивления материала по формуле.
Определим минимально допустимую высоту балки: при этажном сопряжении балок настила (см. [1] рис. 1.2.а)
hгбmax=hстр–hбн–Lн–Δ=2–030–012–001=157 м
Определим минимально допустимую высоту балки
Определим оптимальную высоту балки без учета развития пластических деформаций по формуле
qнр=qр·B=28903·5=144515 кНм
Задаем гибкость стенки λw=150.
Принимаем h=15 м что больше hmin меньше hmax и близко к hопт
3. Подбор сечения главной балки
Из условия среза определяем минимальную толщину стенки (без учёта работы поясов)
Принимаем толщину стенки 10 мм.
Чтобы обеспечить местную устойчивость стенки без укрепления продольными рёбрами жёсткости необходимо чтобы т.е. должно выполняться условие:
01>000906 не требуется укрепление стенки дополнительными ребрами.
С учётом опыта проектирования вычисляем толщину стенки tw по эмпирической формуле:
Окончательно принимаем толщину стенки tw=12 мм
Требуемый момент инерции сечения
Момент инерции стенки:
Требуемый момент инерции полок:
Jf тр=Jтр–Jf тр=1154775–3112136=8435614 см4;
Требуемая площадь сечения полки:
tf=Afbf=00077050016 мм
Принимаем толщину полки tf=002 мм
Уточним площадь сечения полки:
Af=bf·tf=05·002=001 см2.
Для обеспечения устойчивости сжатого пояса балки необходимо выполнение условия:
bef=(bf–tw)2=(05-0012)2= 0244;
214649 устойчивость сжатого пояса обеспечена.
Момент сопротивления:
1240 – условие прочности выполняется.
Недонапряжение 375%5%
Проверка прогиба балки не требуется так как принятая высота h=150 м больше hmin=1234 м.
Выбираем листовой прокат для поясов 500х20 для стенки 1460х12.
4. Изменение сечения главной балки
Изменение сечения в соответствие с [2] п. 5. 19 выполняется без учета пластических деформаций за счет уменьшения ширины поясных листов на расстоянии около 16 пролета от опоры. При этом следует учитывать следующие требования:
уменьшенная ширина пояса b1 должна быть не менее 05bf и не менее 180 мм;
должна быть обеспечена прочность растянутого станкового сварного шва причем расчетное сопротивление швов сжатию и растяжению при физических методах контроля принимается Rwy=Ry а при отсутствии физического контроля качества швов расчетное сопротивление растяжению понижается Rwy=085 Ry
Принимаем место изменения сечения на расстоянии 25 м от опор 16L.
Находим расчетные усилия:
Определим требуемый момент сопротивления и момент инерции измененного сечения исходя из прочности сварного стыкового шва работающего на растяжение.
Принимаем пояс шириной 300 мм.
Af1=bf1 tf=03·002=0006 м2.
Выбираем листовой прокат для поясов 300х20
Геометрические характеристики сечения балки
Момент сопротивления
5204 условие прочности выполняется.
Максимальное касательное напряжения в балке
RS gс=1358·1=1358 МПа
21358 проверка выполняется.
5. Проверка обеспеченности общей устойчивости балки
В соответствии с [2] п.5.16 устойчивость балок проверять не требуется если выполняются условия:
нагрузка передается через сплошной жесткий настил непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный в частности железобетонные плиты или стальной лист;
при отношении расчетной длины балки ef (расстояние между точками закрепления сжатого пояса от поперечных смещений) к ширине сжатого пояса b не более
Нагрузка на балку передается через балки настила закрепляющие главную балку в горизонтальном направлении и установленные с шагом 15 м.
Коэффициент принимается равным =03 при учете пластических деформаций.
194 устойчивость балки проверять не требуется.
6. Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки
Проверим устойчивость стенки и определим необходимость постановки ребер жесткости. Условная гибкость стенки определяется по формуле
5>32 необходимо укрепление стенки ребрами жесткости.
Выполняем постановку рёбер жёсткости в местах передачи нагрузки от балки настила на главную балку.
В средней части балки рассчитанной с учетом пластических деформаций ставим ребра жесткости под каждой балкой настила с шагом 15 м.
Ребра жесткости принимаем односторонние.
Принимаем bh=115 мм.
Проверку устойчивости в отсеке № 1 2 выполняем с учетом пластических деформаций по формуле
В отсеке № 3 стенка работает в упругой стадии и проверка устойчивости выполняется по формуле:
Расчетные усилия приближенно принимаем по сечению х3=3 м под балкой настила.
Нормальные и касательные напряжения
где – расчетное значение нагрузки (силы);
гдеtf – толщина верхнего пояса балки
Критические нормальные напряжения
По [2] табл. 21 при
гдеbf и tf - соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки;
- коэффициент принимаемый по [2] табл. 22;
Критические касательные напряжения
Проверка устойчивости стенки
проверка во втором отсеке выполняется.
Устойчивость стенки отсека № 4 можно не проверять так как касательные напряжения в крайнем отсеке невелики (max=05 Rs) нормальные напряжения значительно меньше чем в отсеке № 3 а критические напряжения выше так как длина отсека «а» меньше.
7 Проверка прочности поясных швов
Полки составных сварных балок соединяют со стенкой на заводе автоматической сваркой. Сдвигающая сила на единицу длины
Сварка автоматическая выполняется в положении в лодочку сварочной проволокой СВ-С8Га. Определим требуемую высоту катета Кf поясного шва.
Расчет по металлу шва.
Коэффициент глубины провара шва bf=09 ([2] табл.34)
Коэффициент условия работы gwf=1 ([2] п.п. 11.2)
Расчетное сопротивление металла Rwf=180 МПа ([2] табл.56)
bfgwfRwf=09·1·180=160 МПа
Коэффициент глубины провара шва bz=105 ([2] табл.34)
Коэффициент условия работы gwz=1 ([2] пп. 11.2)
Расчетное сопротивление металла Rwz=045 Run=045·370=1665 МПа
bzgwzRwz=105·1·1665=1748 МПа
Сравнивания полученные величины находим
Высота катета поясного шва должна быть не менее
По толщине наиболее толстого из свариваемых элементов (tf=20мм) по [2] табл. 38 принимаем kf=6 мм.
8. Конструирование и расчет опорной части балки
Принимаем сопряжение балки с колонной примыканием сбоку. Конец балки укрепляем опорными ребрами. Опорное ребро жесткости крепится сварными швами к стенке балки. Нижний торец опорного ребра балки остроган для непосредственной передачи давления на колонну.
Определим площадь сечения ребра на смятие торцевой поверхности:
Ширина ребра bр=Ар·tр=0003001=03 м
Уточним площадь сечения ребра:
Выступающую часть ребра принимаем a=15 мм.
Проверка ребра на устойчивость.
Ширина участка стенки включенной в работу опорной стойки:
Aw=Aр+twb1=0003+0012·0188=00053 м2;
Радиус инерции сечения ребра
Проверка опорного ребра на устойчивость:
Ребро крепится к стенке полуавтоматической сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св08Г2С.
Подбираем размер катета швов:
ρf=09;ρz=105;Rwf=215 МПа;Rwz=1665 МПа
Проверку по металлу границы оплавления делать не нужно так как
9. Конструирование и расчет укрупненного стыка балки
Для избежания сварки при монтаже монтажные стыки сварных балок иногда выполняют на высокопрочных болтах. 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: (25-3)d болта (при d=24 мм удобно иметь шаг 80 мм) 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 ; обработка поверхности газопламенная.
- площадь сечения болта по не нарезной части;
- площадь сечения болта нетто (по нарезке).
Несущая способность болта имеющего две плоскости трения рассчитывается по формуле:
Стык поясов перекрываем накладками из стали 18Гпо сечением 12х500х640 с наружной и 12х240х640 с внутренней стороны поясов. При этом суммарная площадь сечения накладок Аh=120 см2 что несколько больше площади сечения поясов.
Определим усилие в поясе:
Количество болтов крепления накладок рассчитывается по формуле:
Стенку перекрывают двумя вертикальными накладками сечением 10х1360х300 мм.
Момент действующий на стенку:
Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:
Отсюда количество рядов болтов к=14.
Принимаем 14 рядов с шагом 100мм.
Проверяем стык стенки:
Расчет колонны начинается с определения нагрузки. Продольная сила определяется по формуле: N=gLB
гдеg – полная расчетная нагрузка на 1м2 перекрытия;
L и B – шаги по сетке колонн.
Выбирается расчетная схема колонны которая устанавливается исходя из предполагаемой конструкции базы и оголовка.
В соответствии с принятой расчётной схемой определяется расчётная длина колонны:
Центрально-сжатые колонны и стойки рассчитываются на прочность и устойчивость.
Прочность проверяют по формуле
а устойчивость по формуле
1 Расчетная схема. Расчетное усилие
Принимаем шарнирное закрепление концов колонн
Отметка верха колонны за вычетом толщина настила высоты балок настила и главной с учетом выступающей части опорного ребра
Расчетная длина колонны (=1 по [2] табл. 71а):
Выбираем сталь С235 Ry=230МПа.
N=qр·L·B=28955·15·5=229975 кН
С учётом собственного веса калонны:
N=2299.75+5=230475 кН
2 Подбор сечения колонны
Подбор сечения сквозной колонны начинается с расчета на устойчивость относительно материальной оси Х.
Принимаем гибкость ;
По [1] табл. 16 прил. 2
Определяем требуемые площадь сечения ветви и радиус инерции сечения относительно оси Х.
По найденным значениям подбираем соответствующий им профиль швеллера по сортаменту.
Выбираем швеллер №40
Проверяем общую устойчивость:
Принимаем подобранное сечение.
Из условия равноустойчивости находим требуемую гибкость относительно свободной оси задавшись гибкостью ветви λ1=30.
Проверяется устойчивость колонны относительно свободной оси Y по приведенной гибкости учитывающей деформативность решетки.
Требуемая ширина сечения bz из 2 швеллеров в соответствии с табл. 3.1.
Принимаем bz=50 см что обеспечивает необходимый зазор b1 между полками
Проверяем сечение относительно свободной оси Y.
Принимаем планки сечением 8х370х370 мм.
λefλx следовательно проверку относительно свободной оси можно не делать
3 Расчет планок сквозной колонны
Элементы соединительной решетки (планки) и их прикрепление к ветвям рассчитывают на усилие возникающие в них от условной поперечной силы:
где – коэффициент принимаемый равным меньшему из двух значений или
– меньший из коэффициентов φ
φ – коэффициент продольного изгиба в плоскости планок (относительно оси Y);
– напряжение сжатия в элементе.
Условная поперечная сила распределяется поровну между элементами решетки лежащими в двух плоскостях.
Сила срезывающая планку:
Момент изгибающий планку в ее плоскости:
Сварные угловые швы рассчитывают на совместное действие усилий в планке.
Сварка полуавтоматическая в среде углекислого газа.(СВ-08Г2С Э 42)
4 Конструкция и расчет оголовка колонны
Определим размеры столика привариваемого к колонне для крепления главной балки сбоку.
Определим требуемую высоту катета кf.
Катет шва принимаем k=8 мм ([2] табл.38)
Примем ширину столика 300 мм из конструктивных соображений. Найдем длину шва:
Принимаем высоту столика 400 мм.
5 Конструкция и расчет базы колонны
Конструкция базы должна обеспечивать: равномерную передачу нагрузки от колонны на фундамент; принятое в расчетной схеме соединение колонн с фундаментами; простоту монтажа.
Была принята база – с траверсами.
Диаметры анкерных болтов при жестком сопряжении принимают равным 24-36мм.
После того как выбран тип базы определяют размеры опорной плиты в плане. Для простоты расчета принимаем расчетное усилие в колонне N распределяется равномерно базой колонны по всей площади контакта с фундаментом.
Определяем вес колонны:
Требуемая площадь плиты
Ширина базы с траверсами:
Втр=400ммtтр=10ммc=40мм
Принимаем длину 650 мм
Принимаем размеры плиты 500×650 мм.
В зависимости от конструкции базы опорная плита может иметь участки с опиранием на четыре или три канта на два канта и консольные.
Изгибающие моменты для участков с опиранием на четыре канта определяем по формуле
q=NAпл – давление на 1см2 плиты;
а – короткая сторона участка плиты;
– коэффициент зависящий от отношения более длинной стороны к более короткой.
Для участка опирающегося на три канта
Изгибающий момент на консольном участке плиты определяется по формуле
По наибольшему из найденных для различных участков плиты изгибающих моментов определяют требуемую толщину плиты по формуле
Принимаем толщину 34 мм
Усилие стержня колонны передается на траверсу через сварные швы длина которых и определяет высоту траверсы.
Траверсы приваривают к полкам колонны наружными швами
Швы между опорной плитой сварной колонны и траверсой рассчитывается на полное усилие действующее в колонне.
Крепление базы к фундаменту.
При жестком сопряжении колонны с фундаментом необходимы анкерные болты для фиксации проектного положения колонны и закрепления ее в процессе монтажа. Принимаем четыре анкерных болта диаметром d = 24 мм.
Список используемой литературы.
Методические указания к курсовому проекту «Расчет балочной клетки» Владим. гос. ун-т; Сост.: М.В. Попова Н.Г. Гоньшаков А.Г. В.А. Репин. – Владимир 2006. – 60с.;
СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. - М.: ЦИТП ГОССТРОЯ СССР 1988. – 96с.;
СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. – М.: ЦИТП ГОССТРОЯ СССР 2004. – 35с.;
Учебное пособие. Конструирование и расчёт балочной площадки промышленного здания. – Шагивалеев К. Ф. Айгумов М.М. – Саратов: СГТУ 2004. – 51с.;
Металлические конструкции. Общий курс.: Учебник для вузов Е.И.Беленя В.А. Балдин и др. ; Под общей ред. Е. И. Беленя. – 6-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1986. – 560с. ил.;
Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций: Учебное пособие для техникумов. – М.: Стройиздат. 1991. – 431 с..

КР.dwg

План средней ячейки балочной площадки
Все катеты сварных швов k
Все сварные швы выполнять полуавтоматической сваркой
в среде углекислого газа
в случае перехода на ручную
производить электродами типа Э42 по ГОСТ 9457-75
Защита от коррозии: грунтовка-ХВ 050
;Металлические конструкции
;Проектирование и расчёт конструкции балочной клетки
узлы. Главная балка. Колонна