Проектирование рабочей площадки производственного здания. Расчет вспомогательной балки. Расчет главной балки. Расчет центрально сжатой колонны

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное  бюджетное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный

технический университет»

Факультет кадастра и строительства

Кафедра строительства и архитектуры

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине

«Металлические конструкции»

Проектирование рабочей площадки производственного здания.

Студент группы 9ЭН-1:                                                                      

Номер зачетной книжки:                                                                       №

Преподаватель:                                                                                                                                         

2010

Содержание

Исходные данные……………………………………………………….…………3

1 Расчет вспомогательной балки…………………………………………………4

2. Расчет главной балки…………………………………………………………...6

3 Расчет центрально сжатой колонны…………………………………………..18

Список используемой литературы………………………………………………26

Исходные данные:

В работе рассматривается одна средняя ячейка балочной клетки нормального типа, состоящая из главных балок, перекрывающих большой пролет и вспомогательных балок. Главные балки опираются на четыре колонны, расположенные по углам клетки, а вспомогательные балки – на главные.

На балочную клетку укладывается и приваривается листовой настил.

Шаг вспомогательных балок α зависит от типа настила, его несущей способности и устанавливается путем технико-экономического анализа.

При железобетонном настиле толщиной t=0,6….1,2 см, α=0,6….1,6 м. При этом шаг балок должен быть кратен пролету главных балок.

-  Пролет главных балок l=11, 5 м;

-. Пролет второстепенных балок  l1 = 6,4 м;

-. Временная нормативная полезная равномерно распределенная нагрузка на площадке Р0=16 кН/м2;

- Высота колонны Н=8,1 м;

- Расчетное сопротивление бетона фундамента Rs=4,5 МПа;

- класс стали несущих конструкций С38/23.

При  11 ≤ Р≤ 20 кН/м2      δн= 8…10 мм.

Вспомогательная балка рассчитывается как однопролетная разрезная балка с пролетом l1, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой q.

Нагрузки

Нормативное значение нагрузки, кН/м3

Коэффициент

надежности по

нагрузке γf

Расчетное значение нагрузки, кН/м3

Постоянная:

Стальной листовой настил δн=8 мм;

γ=78,5 кН/м3

1,05

0,758

Временная:

Полезная нагрузка на площадке Р0

ИТОГО:

16

16,72

1,2

19,2

20,06

а = 1.15 – шаг второстепенных балок;

Определим нормативное значение погонной нагрузки на второстепенную балку:

qn = (P0 + qн)×a;

qn =(16+0,72) × 1.15 = 19,12 кН/м;

Расчетное значение погонной нагрузки:

q =(P0×γp+ × γq)* a;

где γp= 1.05, γq= 1.2 – коэффициенты надежности по нагрузкам соответственно для временной и постоянной нагрузок.

q = (16*1.05 + 0.72*1.2 ) * 1.15 = 22,83 кН/м;

Определяется расчетный изгибающий момент, действующий в середине балки:

,

Mmax = (22.83*6,42) / 8 = 116,89 кН*м

Из условии прочности определяется требуемый момент сопротивления площади поперечного сечения балки:

,

С1 = 1.1 – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций;

Ry = 27 – расчетное сопротивление материала балки;

γс = 1 -  коэффициент условий работы балки;

Wтр = (11689)/(1,11*27*1)= 390,02 см3;

Подбирается по сортаменту прокатная двутавровая балка и вычисляется геометрические характеристики профиля.

Принимаем двутавр № 30.

Wx = 472 см3;  Jx = 7080см4; q = 36.5 кг/м;

Проведём проверку прочности подобранного сечения по формуле:

,

σ = (116,89)/1.1*472=22,31 кН/см2;

Ry* γс = 27*1=27 кН/см2;

σ< Ry* γс;

Проверка деформативности балок проводится от действия нормативных нагрузок по формуле:

где Е = 2.06 *104 кН/ см2 – модуль упругости стали,

Jx – момент инерции поперечного сечения балки,

fn/l – предельное значение относительного прогиба,

Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и прогиба.

Главная балка рассчитывается как однопролетная разрезная балка пролетом l, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой q.

Нормативное значение погонной нагрузки на главную балку находится по формуле:

Где 1.02 – коэффициент, учитывающий собственный вес балки;

 – нагрузка от настила;

 – нагрузка от второстепенных балок;

  кН/м;

Значение расчетной погонной нагрузки определяют следующим образом:

,

131,77 кН/м,

Определим расчетный изгибающий момент действующий в середине пролета балки:

,

  кН*м,

Максимальная поперечная сила:

,

 кН,

2.1 Подбор сечения балки с проверкой прочности и жесткости.

где С1 – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций

Ry –расчетное сопротивление стали

- коэффициент условий работы

,

Из условий жесткости минимальная высота балки:

 , где E = 2.06 ×104 – модуль упругости стали,

 – предельный относительный прогиб для главных балок,

Толщина стенки балки определяется в миллиметрах по эмпирической формуле:

;

;

Принимаем =12 мм.

Исходя из условия минимального расхода стали, определяется оптимальная высота сечения балки:

;

;

Принимаем высоту балки h = 110 см.

Определяем минимально допустимую толщину стенки из условия её прочности на срез:

где Rs – расчетное сопротивление стали срезу,

Из условия обеспечения местной устойчивости толщина стенки определяется по формуле:

Принимаем толщину стенки  из конструктивных соображений.

Для определения значений bfиtf необходимо найти требуемую площадь пояса Af, которая определяется по формуле:

С другой стороны,  тогда

Согласно требованиям ГОСТ 82-70 принимаются

где

 

Далее проводим проверку подобранного сечения. Для этого определяется момент инерции сечения относительно оси x-xпо формуле:

где

тогда момент сопротивления:

Проверка прочности проводится по формуле:

Недонапряжение составляет:

Для балок постоянного сечения проверяются максимальные касательные

Похожие материалы

Информация о работе