ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе
по дисциплине «Металлические конструкции(общий курс)»
на тему «Стальная балочная клетка одноэтажного промышленного здания»
Выполнил(а) студент(ка) Тимошенко Анастасия Петровна
Группа 13-С-УС1
Допущен к защите________________________________________________
Руководитель работы______________________________________________
(подпись, дата, расшифровка подписи)
Нормоконтролер ___________________________________________________
(подпись, дата, расшифровка подписи)
Защищен____________________ Оценка__________________________
(дата)
Члены комиссии__________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
(подпись, дата, расшифровка подписи)
Краснодар
Реферат
Целями данной курсовой работы является получение знаний и опыта конструирования металлических каркасов, компоновка различных металлических элементов, расчет металлических элементов. Так же курсовое проектирование дает опыт графического представления элементов.
В данной курсовой работе выполнен расчет 1-этажной балочной клетки. Произведен расчет главных балок, балок настила, колонны.
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫИ ПОНЯТИЯ: балочная клетка, главная балка, сплошная колонна, траверса, ребра жесткости.
Курсовой проект содержит: Листов,38
Рисунков,19
К пояснительной записке прилагается 1 конструктивный чертеж формата А1
Содержание
Нормативные ссылки. 4
Введение. 4
1 Исходные данные для контрольных примеров. 4
2 Компоновочная схема балочной клетки. 5
2.1 Компоновка балочной клетки. 5
2.1.1 Первый вариант. Нормальный тип балочной клетки. 5
2.1.2 Второй вариант. Усложненный тип балочной клетки. 6
2.2 Расчет вспомогательных балок и балок настила. 7
2.2.1 Расчет балок. 7
3 Расчет и конструирование главной балки. 8
3.1 Расчетная схема. Расчетные нагрузки и усилия. 8
3.2 Определение высоты главной балки. 9
3.2.1 Определение нагрузки и расчетных усилий в главной балке, подбор высоты..... 9
3.3 Подбор сечения главной балки. 10
3.3.1 Назначение толщины стенки. 10
3.3.2 Определение требуемой площади поясов. 10
3.3.3 Компоновка сечения. 11
3.3.4 Подбор сечения главной балки. 11
3.4 Изменение сечения главной балки. 13
3.5 Проверка общей устойчивости балки. 16
3.5.1 Проверить общую устойчивость балки. 16
3.5.2 Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки. 16
3.5.3 Расстановка ребер жесткости и проверка местной устойчивости стенки. 17
3.6 Проверка прочности поясных швов. 21
3.7 Конструирование и расчет опорной части балки. 22
3.8 Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки. 25
4 Расчет и конструирование колонны.. 26
4.1 Расчетная схема. Расчетное усилие. 26
4.2 Подбор сечения колонны.. 27
4.3 Конструкция и расчет оголовка колонны.. 31
4.4 Конструкция и расчет базы колонны.. 33
4.5 Расчет траверсы на изгиб. 34
Список литературы. 35
Приложение А: Основные буквенные обозначения. 36
Введение
В настоящем курсовом проекте рассмотрен вариант конструктивного решения балочной клетки и её расчет.
Дана последовательность расчета и проектирования стального настила, главной балки и центрально сжатой колонны. Для уменьшения материалоемкости конструкций используем вариантное проектирование.
Нормативные ссылки
· СП 53-102-2004. Свод правил по проектированию и строительству. Общие правила проектирования стальных конструкций. М.:2005
· СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. – М.: ГП ЦПП, 1996.
· ГОСТ 7.9-95 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Реферат и аннотация. Общие требования
· ГОСТ 8.417-2000 Единицы величин
· ГОСТ 21.101.97 СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации
· ГОСТ 21.204-93 СПДС. Условные графические обозначения и изображения элементов генеральных планов и сооружений транспорта
Исходные данные
| Шаг колонн в продольном направлении | А = 15м | |
| Шаг колонн в поперечном направлении | В = 6м | |
| Габариты площадки в плане | 3 A × 3 B | |
| Отметка верха настила | + 9.000м | |
| Строительная высота перекрытия | hстр= м | |
| Временная равномерно распределенная нагрузка | 22 кН/м2 | |
| Допустимый относительный прогиб настила | f/l = 1/ n 0 = 1/200 | |
| Тип сечения колонны | сквозная |
Примечания.
1. Предполагается район строительства П5 с расчетной температурой 
ºС. Класс стали приниматем: для настила, прокатных балок и колонн – по группе 3, для составных балок – по группе 2.
2. Расчетные сопротивления проката Ru и Ry принимаем в соответствии с выбранным классом стали по таблице 51* СНиП II-23-81*.
3. Расчетные сопротивления стали сдвигу и смятию торцевой поверхности соответственно равны
Rs = 0.58 Ry; Rp = Ru
4. Коэффициенты условий работы во всех случаях условно принять равными γс = 1.
5. Модуль упругости стали E = 2,06·104 кН/см2 = 2,06·105 Мпа; коэффициент Пуассона ν = 0,3; удельный вес ρ = 78 кН/м3.
6. Коэффициенты для расчета сварных соединений γwf = γwz = 1 и в дальнейшем опускаются. Коэффициенты надежности по назначению в курсовой работе принят γn = 1.
Компоновочная схема балочной клетки
Составляем компоновочную схему балочной клетки. Толщина стального настила принимается 9 мм. Расстояние между балками настила назначаем 1 м, а между вспомогательными балками в пределах 3 м. Окончательно схему балочной клетки определяем путем вариантного проектирования.
На рисунке 1 показаны возможные схемы сопряжения балок, которые выбираются с учетом заданной строительной высоты.
Рисунок 1 - Виды сопряжения балок:
а - этажное; б - в одном уровне; в - пониженное
1
2
2.1 Компоновка балочной клетки
Рассмотрим два варианта компоновки балочной клетки (нормального и усложненного типа) со стальным настилом.
2.1.1 Первый вариант. Нормальный тип балочной клетки
В зависимости от заданной нагрузки pn =22 кН/м2 и относительного прогиба [ f/l ] = 1/ n 0 = 1/200 определяем наибольшее отношение пролета настила к его толщине lн/tн:
(2.1)
где n 0 = lн / f = 200 – норма прогиба;
где v = 0,3 – коэффициент Пуассона.
Задаемся расстоянием между балками настила lн = 1000 м, тогда толщина настила будет:
мм
Окончательно принимаем tн = 12 мм, поскольку пролет настила меньше шага балок настила на ширину полки балки.
Рисунок 2 - Схема балочной клетки (нормальный вариант)
Схема расстановки балок настила показана на рисунке 2, а сопряжение балок – на рисунке 1а или 1б.
2.1.2 Второй вариант. Усложненный тип балочной клетки
Принимаем шаг вспомогательных балок, а значит и пролет балок настила aвб = lбн = 3 м. Задаемся расстоянием между балками настила lн = 1000 м, тогда толщина настила будет:
мм
Окончательно принимаем tн = 9 мм, поскольку пролет настила меньше шага балок настила на ширину полки балки.
Рисунок 3 - Схема балочной клетки (усложненный вариант)
Схема компоновки второго варианта показана на рисунке 3. Схема сопряжения балок может быть принята по рисунку 1в.
2.2 Расчет вспомогательных балок и балок настила
После компоновки вариантов выполняем расчет балок по каждому из вариантов в такой последовательности:
– определение нормативных нагрузок;
– определение расчетных нагрузок с учетом коэффициентов надежности по нагрузке: для временной нагрузки γf, p = 1,2; для собственного веса стальных конструкций γf, g = 1,05. Собственный вес балок настила и вспомогательных может быть принят в размере 1-2% от нагрузки на них;
– расчет балок настила и вспомогательных на прочность и проверка их прогибов по формулам:
; 
.
Предельный относительный прогиб для балок настила и вспомогательных принимается 
.
2.2.1 Расчет балок
Расчетные формулы и результаты расчетов представлены в таблице 1, условные обозначения – в приложении А.
После расчета балок варианты сравниваются по расходу стали, как показано в таблице 1.
В рассмотренном расчете более экономичным по расходу стали является второй вариант.
Расход стали по второму варианту всего на 5,46% меньше, чем по первому варианту, поэтому окончательно принимаем первый вариант компоновки, так как он проще и менее трудоемок. Кроме того, первый вариант дает большую свободу при выборе главной балки.