Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет»

Кафедра «Строительные конструкции»

Пояснительная записка к курсовому проекту №1

по дисциплине «Металлические конструкции»

по теме «Проектирование балочной клетки рабочей площадки промышленного здания»

Выполнил: ст. гр. ПГв-09-01 Разяпов И.А.

Проверил: Чуйкин А.Е.

г. Уфа 2014

Содержание

1	Исходные данные для проектирования ………………………………….........................	3
2	Расчет стального настила …………………………………………………........................	4
3	Компоновка балочной клетки и выбор варианта для детальной разработки …………	7
4	Расчет главной балки ……………………………………………………….......................	13
4.1	Подбор сечения главной балки …………..……….………………………........................	14
4.2	Изменение сечения балки по длине ………………………………………......................	17
4.3	Расчет поясных швов ………………………..…………………………….........................	19
4.4	Проверка общей устойчивости балки ……………………………………........................	20
4.5	Обеспечение местной устойчивости сжатого пояса и стенки балки …..........................	20
4.6	Расчет опорного ребра жесткости…………………...……………………........................	24
4.7	Конструкция и расчет прикрепления балок настила к главной балке ..... .....................	25
4.8	Расчет монтажного стыка главной балки..................................................... ....................	25
5	Расчет сквозной колонны ………………………………………………………………	29
5.1	Определение усилия, действующего на колонну и ее расчетной длины ……………..	29
5.2	Подбор сечения колонны ………….……………………………………………………	30
5.3	Конструирование и расчёт планок………………………………………………………..	31
5.4	Конструирование и расчет базы колонны ……………………………………………….	32
5.5 6	Конструирование и расчет оголовка колонны................................................................ Список использованной литературы……………………………………………………..	36 38

1 Исходные данные для проектирования

• Количество ячеек в плане – 4х4;

• Продольный шаг колонн – 12м;

• Поперечный шаг колонн – 5м;

• Отметка чистого пола здания – 0,000;

• Отметка верха габарита оборудования –7,2м;

• Отметка верха настила рабочей площадки –9,0м;

• Временная (полезная) нагрузка – 18 кН/м²;

• Класс стали – по указаниям СНиП;

• Марка электрода – по указаниям СНиП;

• Конструкция площадки – настил листовой;

балки настила и вспомогательные балки – прокатные;

главные балки и колонна – сварные составные;

• Монтажный стык главной балки – на болтах;

• Сопряжение вспомогательной балки с главной – шарнирное;

• Колонны сквозного сечения;

• База колонны – с траверсами;

• Марка бетона фундамента – В12,5.

2 Расчет стального настила

Определим отношение пролета настила к его толщине по приближенной формуле Телояна:

.

Примем для настила в соответствии с табл. 50* [1] сталь марки С245, предельный относительный прогиб по табл. 19 [2] [f/l]=1/150, тогда n₀=[l/f]=150;

Е – модуль упругости стали, Е=2,06·10⁵ МПа;

ν =0,3– коэффициент Пуассона;

p_n=18 кН/м – нормативная равномерно распределенная нагрузка на настил (по заданию);

.

Толщину настила t_н выбираем в зависимости от

t_н = 6 мм при < 10 кН/м²

t_н = 8..10 мм при = 10…20 кН/м²

t_н = 12..14 мм при  20 кН/м² отсюда следует t_н = 10 мм = 0,01 м

тогда l_н = 1м

а) б)

Рисунок 2.1 – а) опирание настила на балки; б) расчетная схема

Определим силу, растягивающую настил:

где – коэффициент надежности по нагрузке, по п.3.7 [2].

.

Выбираем тип электрода для выполнения углового шва, прикрепляющего настил к балкам.

В элементах из стали с пределом текучести до 295 Мпа следует применять электроды, для которых расчетные сопротивления срезу по металлу шва R_wf не менее в 1,1 раза превышают расчетные сопротивления срезу по металлу границы сплавления R_wz, но не превосходят значений

R_wz* β_n/β_f :

R_wz=0,45*R_un=0,45*370=166,5 МПа;

R_wf>=1,1*R_wz=1,1*166,5=183,15 МПа;

R_wf<= R_wz* β_n/β_f =(166,5*1)/0,7=237,9 МПа.

По табл. 55* [1] выбираем электрод Э46 с R_wf=200 МПа

Расчетную величину катета углового шва определим из расчета на срез по двум сечениям:

• по металлу шва по ф-ле 120 [1]

где β_f =0,7– коэффициент, учитывающий глубину проплавления шва, по табл. 34 [1] β_f;

l_ω – расчетная длина шва, l_ω=1см (единичная длина шва);

R_ωf – расчетное сопротивление срезу по металлу шва, по табл. 56 [1] R_ωf=200 МПа;

γ_ωf – коэффициент условий работы шва, по п.11.2 [1] γ_ωf=1;

–коэффициент условий работы, по табл. 6* [1], примечание 4 .

;

• по металлу границы сплавления по ф-ле 121 [1]

где β_z – коэффициент, учитывающий границы сплавления шва, по табл. 34 [1] β_z=1;

γ_ωz – коэффициент условий работы шва, по п.11.2 [1] γ_ωz=1.

.

В соответствии с п.12.8 [1] по табл. 38* окончательно принимаем k_f=5 мм.

По результатам расчета принимаем стальной настил со следующими характеристиками: марка стали - С245, толщина t_n=10 мм, пролет l_n=1 м, катет сварного шва прикрепления настила к балкам k_f=5 мм.