Проектирование рабочей площадки (продольный шаг колонны – 16 м, строительная высота перекрытия не более 1,7 м, отметка настила на уровне пола – 14,8 м)

1. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ.

1.1 Расчет плоского настила.

Исходные данные на курсовую работу запишем в табличной форме.

Таблица 1. Исходные данные

Продольный шаг колонн, м	16
Строительная высота перекрытия не более, м	1,7
Отметка настила на уровне пола, м	14,8
Поперечный шаг колонн, м	4,5
Нормативная нагрузка на площадку, кПа	18,5
Сталь	С285
Толщина настила из стали С235, мм	12
Коэффициент надёжности по нагрузке	1,3
Предельный прогиб настила	1/200
Шаг второстепенных балок, м	4

Сталь настила С235 по ГОСТ 27772-88 с расчетным сопротивлением  МПа.

Пролёт настила определяем по формуле для прогиба 1/200 :

    см

Принимаем  см.

Вычисляем цилиндрическую жёсткость по формуле:

, где      - модуль упругости стали,  МПа;

- коэффициент Пуассона, ;

кПа·м²;

Балочный прогиб и момент при q_n=18,5·1=18,5кН/м;  находим по формулам:

см

        кН · м

Из уравнения      

Изгибающий момент и прогиб с учётом распора:

 кН · м                     см

Относительный прогиб:

Распор на единицу ширины настила определяем по формуле:

 Н/см

Напряжения в настиле:

 МПа < 280 МПа.

Предельным состоянием плоского настила является жесткость, а не прочность.

Толщина одностороннего сварного шва, прикрепляющего настил к балкам, рассчитывается на распор  Н/см.

Для полуавтоматической сварки по таблице 34 [1] коэффициенты формы

. Расчетное сопротивление по металлу шва рассчитываем по формуле табл. 3 [1]

, где      - нормативное сопротивление металла шва, табл. 4 [1];

- коэффициент надежности по материалу шва, табл. 3 [1]

 МПа.

Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления рассчитаем по формуле, табл. 3 [1]

, где      - нормативное сопротивление стали (временное сопротивление), табл. 51 [1]

 МПа.

Так как  (176 > 138,6), то расчет ведем по сечению металла шва.

Катет шва

 мм.

Принимаем мм, табл. 38 [1].

Определение оптимального шага балок.

подбор сечения балок настила, определение массы стали площадки в кг/м²,

количества сварных швов, м/м² и узлов сопряжения на секцию.

Шаг балок для усложненной балочной клетки при плоском настиле определим по формулам:

Шаг вспомогательных балок:

, где      - пролёт настила;

- зазор для размещения сварных швов и удобства монтажа листов настила, принимаемый 2 – 5 см.

см.

Шаг второстепенных балок:

 м.

Вычисленные величины шагов должны быть увязаны с пролетом и шагом главных балок, а так же со стандартной шириной настила.

Окончательно принимаем: мм, мм.

Расчет балки настила

Вычисляем расчетную нагрузку на балку настила (ширина грузовой полосы – 0,92 м.):

 кН/м.

 кН·м;

а)         Расчет в упругой стадии работы:

 см³

По сортаменту принят 18 ( см³;  см⁴ ;  кг/м.)

б)        Расчет в пластической стадии работы:

Предварительно принимаем

 см³

По сортаменту принят 18.

Соотношение площадей пояса и стенки для двутавра:

,

По таблице 66 [1], с помощью линейной интерполяции определяем :

Прочность балки обеспечена:

 МПа < 280 МПа.

Расчет второстепенной балки

Вычисляем расчетную нагрузку на второстепенную балку (ширина грузовой полосы – 4,0 м.):

 кН/м.

 кН·м;

а)         Расчет в упругой стадии работы:

 см³

По сортаменту принят 36 ( см³;  см⁴ ;  кг/м.)

б)        Расчет в пластической стадии работы:

Предварительно принимаем

 см³

По сортаменту принят 36

Соотношение площадей пояса и стенки для двутавра:

По таблице 66 [1], с помощью линейной интерполяции определяем :

Прочность балки обеспечена:

 МПа < 280 МПа.

Тип сопряжения

Высоту главной балки определим по формуле:

 см, где      , , - пролёт главной балки; - расчётная равномерно распределенная погонная нагрузка на балку; , - шаг главных балок.

 кН/м;  кН·м;  см³

см.

125+36+18=179 см.< 210 см.   принимаем тип сопряжения, в пониженном уровне.

Определение массы стали площадки в кг/м²,

количества сварных швов, м/м² и узлов сопряжения на секцию.

Расход стали:

Балки настила:  кг/м²;     

Второстепенные балки:  кг/м²;

Всего:  кг/м².

Количество сварных швов для крепления настила к балкам двумя швами:

м/м².

1 – настил; 2 – балка настила;

3 – второстепенная балка; 4 – главная балка;

Проверочные расчеты.

Нагрузку для каждого элемента подсчитываем в табличной форме.

Нагрузка	Нормативная нагрузка, кН/м².		Расчетная нагрузка, кН/м².
Постоянная:
Собственный вес настила  ( кН/м³)	0,867	1,05	0,910
Собственный вес балок настила 18	0,180	1,05	0,189
Собственный вес второстепенных балок 36	0,476	1,05	0,500
Временная:
Полезная	18,5	1,3	24,05
Итого:	19,55 / 20,023		25,149 / 25,65