Курсовой проект
по металлическим конструкциям на тему:
«Расчет и конструирование основных металлических конструкций балочной клетки многоэтажного здания»
Студентка: Андреева Я.И.
Группа: С-47023
Преподаватель: Кабаева И.К.
Екатеринбург 2011
Содержание:
Исходные данные
Компоновка балочной клетки
Сбор нагрузок
Определение внутренних усилий
Предварительный подбор сечения
Проверки подобранного сечения
Расчет главной балки
Составление расчетной схемы
Определение нагрузок
Определение внутренних усилий
Предварительный подбор сечения
Проверка подобранных сечений
Расчет узлов
Опирание балки настила на главную балку
Монтажный стык главной балки
Опирание главной балки на колонну
Расчет центрально сжатой колонны сплошного сечения
Составление расчетной схемы
Определение расчетных длин колонн
Определение нагрузки на колону
Предварительный подбор сечения
Проверки подобранного сечения
Расчет колонны сквозного сечения
Составление расчетной схемы
Определение расчетных длин колонн
Определение нагрузки на колону
Предварительный подбор сечения
Проверки подобранных сечений
Проверки подобранных сечений
Расчет базы колонны
Расчет опорной плиты
Расчет траверсы
Расчет анкерных болтов
Расчет опорного столика колонны
Список литературы
Исходные данные
1. Конструкция пола и настила: пол – кирпич на ребро по песчаной подсыпке толщиной 30 мм; настил – сборные железобетонные плиты.
2. Постоянная нормативная нагрузка на перекрытие этажа qн =4,1 кПа.
3. Полезная нормативная нагрузка на перекрытие этажа pн =22,8 кН/м2.
4. Высота этажа H = 7,4 м.
5. Пролет второстепенных балок l = 5,0 м.
6. Пролет главных балок L = 14,5 м.
7. Материал конструкций – сталь С255.
8. Коэффициенты надежности по нагрузке 
Заводские соединения сварные, монтажные соединения – сварные, болтовые.
Расчет балок настила
1. Компоновка балочной клетки
Компоновку следует производить исходя из заданных размеров балочной клетки и следующих положений:
1) Шаг балок настила (а) назначается в зависимости от типа настила и величины нагрузки – при ж/б настиле – а=1,5-3,5м;
2) Исходя из технологических требований изготовления и монтажа главной балки число шагов балок настила рекомендуется назначать так, чтобы середина главной балки была свободной;
а) четное число шагов
б) нечетное число шагов
Принимаем шаг балок настила: а) a = 1,45 м; б) a =2,9 м;
Количество балок настила: а) 
б) 
2. Нагрузки на перекрытие
2.1 Погонная нормативная нагрузка на балку настила.
а)
где 
– коэффициент надежности по назначению,
– нормативная постоянная нагрузка,
– нормативная полезная нагрузка.
б)
где – коэффициент надежности по назначению,
– нормативная постоянная нагрузка,
– нормативная полезная нагрузка.
2.2 Погонная расчетная нагрузка на балку настила.
а)
где 
– расчетная постоянная нагрузка,
– расчетная полезная нагрузка.
б)
где – расчетная постоянная нагрузка,
– расчетная полезная нагрузка.
Расчетная схема
3. Определение внутренних усилий
Расчетный изгибающий момент:
а)
б)
Нормативный изгибающий момент:
а)
б)
Расчетная поперечная сила:
а)
б)
4. Предварительный подбор сечения балки настила
Для упругой работы стали определяем требуемый осевой момент сопротивления сечения:
а)
б)
где 
– расчетное сопротивление стали по пределу текучести
(по табл. 51 СНиП II-21-81* "Стальные конструкции" для стали С-255 принимаем 
)
= 1,1 – коэффициент условий работы для прокатных балок. (табл. 6*)
а) Принимаем двутавр № 35Б1:
| 
| 
| 
|
| 8,5 | 581,7 | 328,6 |
б) Принимаем двутавр № 45Б1:
|
|
|
|
|
| 11,0 | 1125,8 | 639,5 |
Выбор варианта компоновки балочной клетки.
а) (38,9 ∙ 5,0) ∙ 10 = 1945 кг
б) (59,8 ∙ 5,0) ∙ 5 = 1495 кг
Более экономичен вариант (б) компоновки балочной клетки. Для дальнейшего расчета принимаем вариант (б).
5. Проверка подобранного сечения балки настила
I. По I группе предельных состояний
1) по нормальным напряжениям:
;
– условие выполняется.
2) по касательным напряжениям:
,
где 
– условие выполняется.
3) проверка общей устойчивости:
Так как верхний пояс балки раскреплен настилом, проверку общей устойчивости выполнять не требуется.
4) проверка местной устойчивости элементов балки:
Проверка выполняется, так как местная устойчивость элементов балки обеспечена сортаментом.