Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

РАБОЧАЯ ПЛОЩАДКА ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ

Методические указания к выполнению расчётно-графическкой работы по курсу “Металлические конструкции” для студентов дневного обучения специальности 290300- “Промышленное и гражданское строительство”

Киров 2011 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ЦЕЛЬ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ………………………………………………...
СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ……………………………………..
1.	КОМПАНОВКА РАБОЧЕЙ ПЛОЩАДКИ……………………………………………….
	1.1	Выбор схем балочных клеток………………………………………………………….
	1.2	Подбор сечения второстепенных и вспомогательных балок………………………..
2.	РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ…………………………………..
	2.1		Компоновка и подбор сечения главной балки……………………………………….
	2.2		Изменение сечения балки по длине…………………………………………………....
	2.3		Проверка местной устойчивости элементов балки…………………………………
	2.4		Расчет поясных швов…………………………………………………………………..
	2.5		Расчет укрупнительного монтажного стыка балки…………………………………...
	2.6		Расчет опорного узла балки…………………………………………………………….
3.	РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНО – СЖАТЫХ КОЛОНН…………..
	3.1		Определение расчетной длины колонны и действующих нагрузок…………………
	3.2		Расчет сплошной колонны……………………………………………………………...
	3.3		Расчет сквозной колонны…………………………………………………………….
			3.3.1	Порядок подбора сечения относительно материальной оси…………………
			3.3.2	Расчет колонны относительно свободной оси………………………………...
			3.3.3	Проверка соединительной решетки……………………………………………
	3.4		Расчет базы колонны……………………………………………………………………
	3.5		Расчет оголовка колонны……………………………………………………………….
ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………………………………....
Приложение 1……………………………………………………………………………………..
Приложение 2……………………………………………………………………………………..

Цель курсовой расчетно-графической работы: приобретение навыков в решении основных вопросов проектирования металлических конструкций рабочей площадки производственного здания. При этом необходимо решить следующие вопросы:

• освоить методику компоновки простейших сооружений;

• определить нагрузки на отдельные несущие элементы рабочей площадки;

• выбрать расчетные схемы несущих элементов;

• произвести расчет и конструирование несущих балок балочной клетки и их узлов;

• произвести расчет и конструирование центрально-сжатых колонн рабочей площадки и их узлов.

СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Расчетно-графическая работа состоит из трех частей: компоновочной, расчетной и графической.

В компоновочной части выбирается тип балочной клетки на основе технико-экономического анализа нескольких вариантов.

В расчетной части определяются размеры сечений всех несущих элементов рабочей площадки и рассчитываются узлы. Расчету подлежат: настил, второстепенная балка (балка настила), вспомогательная балка, главная балка, узлы главной балки, колонна, узлы колонны.

В графической части разрабатываются чертежи КМ (конструкции металлические) для монтажа конструкций и КМД (конструкции металлические деталировочные) для изготовления конструкций рабочей площадки.

1. Компоновка рабочей площадки

Требуется выполнить компоновку рабочей площадки при следующих данных:

• шаг колонн в продольном направлении - 14 м – L;

• шаг колонн в поперечном направлении - 5 м – B;

• габариты площадки в плане 42х15 м;

• временная (полезная) нормативная равномерно распределенная нагрузка на площадке Pn=20kH/M²;

• отметка верхней поверхности настила Н=7м;

• материал настила, второстепенных и вспомогательных балок, колонн - малоуглеродистая сталь обычной прочности, главных балок - сталь повышенной прочности;

• сечение колонны сплошное (сквозное);

• относительный прогиб по [1, таблица 19]:

для настила: [f/ℓ] = 1/120 при l<1 м;

[f/ℓ] = 1/150 при 1<l≤3 м;

[f/ℓ] = 1/200 при 3<l≤6 м;

для вспомогательной балки: [f/ℓ] = 1/150 при 1<l≤3 м;

[f/ℓ] = 1/200 при 3<l≤6 м;

Для главной балки [f/ℓ] = 1/350.

1.1.Выбор схем балочных клеток

В расчетно-графической работе необходимо рассмотреть два варианта балочных клеток нормального типа с разной толщиной настила (разница в 2мм) (рис. 1.1).

ВАРИАНТ 1

Принимаем нормальный тип балочной клетки. Толщину стального настила принимаем по табл.1.1, в зависимости от величины действующей нагрузки.

Таблица 1.1

Полезная нагрузка kH/м	Толщина листа, мм
	6-8	8-10	10-12	12-14	14-16
До 10	+	-	-	-	-
11-20	-	+	-	-	-
21-25	-	-	+	-	-
26-30	-	-	-	+	-
≥31	-	-	-	-	+

Рис. 1.1 Тип балочной клетки (нормальный)

При q = 20 кН/ м ² принимаем толщину настила t₁= 10мм.

Возможное отношение пролета настила к его толщине находим по приближенной формуле (7.2) [2] при [f/l] = 1/150.

n₀ = l/f = 150;  = 0,3 – коэффициент Пуассона для стали;

E1 = E/(1-²)=2.0610⁸/(1-0.3²)=2.2610⁸;

Е=2.0610⁴ кН/см²=2.0610⁶ МПа – модуль упругости стали;

Таким образом, предельный пролет настила равен

l₁= t₁104.28 = 1.0104.28=104.28.

Определяем теперь шаг второстепенных балок (балок настила). Для этого пролет главной балки делим на предельный пролет настила. В результате получим число шагов между балками.

которое может быть только целым числом, большим или равным полученному.

Принимая число шагов, n₁=14, и, разделив на него длину пролета главной балки, получим шаг второстепенных балок (рис.1.1а).

(т.к. n₁ четное, то второстепенная балка попадает в центре балки на монтажный стык, поэтому их смещаем на ½ шага второстепенных балок от опоры (рис 2.2).

ВАРИАНТ 2

В балочной клетке нормального типа принимаем толщину настила

t₂= t₁ + 2 = 10 + 2 = 12мм,

где t₁= 10мм - толщина настила в первом варианте.

Предельный пролет настила для этого варианта будет равен

l₂ = t₂ 104.28 = 1.2 104.28 = 125.14 см.

Число шагов будет равно

Принимая число шагов n₁₂=12 , получим шаг второстепенных балок

.