Курсовой проект Конструирование и расчёт конструкций технологической площадки - файл n2.doc

приобрести
Курсовой проект Конструирование и расчёт конструкций технологической площадки
скачать (1520.2 kb.)
Доступные файлы (2):
n1.dwg
n2.doc2610kb.06.03.2012 01:10скачать

n2.doc

  1   2   3   4




Содержание

Исходные данные

1 Расчёт стального настила

1.1 Расчёт плоского настила

1.2 Расчёт балки настила по прочности

1.3 Расчёт балки настила по жёсткости

1.4 Расчёт веса настила

2 Расчёт и конструирование главной балки

2.1 Определение расчётных усилий

2.2 Компоновка и подбор сечения балки

2.3 Проверка прочности балки

2.4 Проверка жёсткости и устойчивости балки

2.5 Проверка местной устойчивости элементов балки

2.6 Расчёт поясных швов главной балки

2.7 Конструирование и расчёт укрупнительного стыка балки

2.8 Конструирование и расчёт опорного узла балки

2.9 Расчёт и конструирование сопряжения балки настила с главной балкой

3 Конструирование и расчёт центрально сжатой колонны

3.1 Выбор расчётной схемы

3.2 Компоновка сечения сплошной колонны

3.3 Конструирование и расчёт базы

3.4 Конструирование и расчёт оголовка

Список литературы

Содержание

Введение


5

Исходные данные

6

1. Расчет и конструирование плоского настила

7

1.1.Расчет стального настила

7

1.2.Расчет балки настила по прочности

9

1.3.Расчет балки настила по жесткости

10

1.4.Рсчет веса настила

12

2.Расчет и конструирование главной балки

13

2.1.Определение расчетных усилий

13

2.2. Компоновка и подбор сечения балки

14

2.3. Проверка прочности главной балки

18

2.4.Проверка жесткости и устойчивости балки

19

2.5. Проверка местной устойчивости элементов балки

20

2.6. Расчет поясных швов главной балки

20

2.7. Изменение сечения балки по длине

22

2.8. Конструирование и расчет укрупнительного стыка

25

2.9. Конструирование и расчет опорного узла балки

29

3. Расчет и конструирование сопряжения балки настила с главной балкой

31

4. Конструирование и расчет центрально сжатой колонны

31

4.1.Компоновка сечения колонны

31

4.2. Компоновка базы колонны

33

4.3. Конструирование и расчет оголовка колонны

36

Литература

38

Введение

Металлические конструкции благодаря своим технико-экономическим качествам применяются во всех отраслях народного хозяйства. Широкое использование в строительстве металлических конструкций позволяет проектировать сборные элементы зданий и сооружений сравнительно малой массы, организовывать производство конструкций на заводах и поточно-блочный монтаж их на строительной площадке, ускоряя ввод объектов в эксплуатацию.

Проектирование экономически эффективных металлических конструкций основывается на знании особенностей их работы под нагрузкой, правильном выборе конструктивных форм, использовании типовых и унифицированных решений и соответствующем расчете.

Данный курсовой проект является примером расчета конструкций балочного перекрытия технологической площадки, его элементов и узлов.

Основным нормативным документом при расчете металлических конструкций является СНиП II-23-81 "Стальные конструкции". В нем приведены все расчетные характеристики марок сталей, порядок расчета той или иной конструкции и их параметры, условия работы.

Для подбора материалов конструкций используется СНиП 2.01.07.- 85 "Нагрузки и воздействия".

Исходные данные.

Вариант №2029.










Отметка верха покрытия 8м




№ схемы 2

1. Расчет стального настила.

1.1. Расчет балки настила по прочности.

В данном курсовом проекте будем рассматривать настил, представляющий собой гибкую пластину шарнирно закрепленную к несмещаемым опорам. (рис.1.), т.е. так называемый плоский настил.

Согласно [5.Табл.50], плоские настилы по степени ответственности являются конструкциями III группы. Согласно [6.Карта 5 и Карта 6] минимальное значение температуры для данной местности , тогда по [5.Табл.51] принимаю сталь для элементов настила марки 09Г2.

Методика расчета стального настила основана на представлении его работы как гибкой пластины, изгибаемой по цилиндрической поверхности.

П


ри нагрузках не превышающих 50 кН/м2 , и предельном относительном прогибе определяющим фактором при расчете является жесткость, поэтому расчет ведут на нормативную нагрузку.

Рис.1. Расчетная схема плоского настила.

Толщину листа настила можно определить по приближенной формуле:



(1)

где:

– пролет настила (расстояние между балками настила);

- толщина настила;

- заданное отношение прогиба к его предельному прогибу;



(2)

где:

модуль упругости при отсутствии поперечной деформации;

коэффициент Пуассона;

- модуль упругости;

;

- нормативное значение нагрузки;

Таким образом, получаю:

Расчет настила ведется для двух вариантов. В каждом из вариантов отличные от другого варианта значения 1)пролета настила , 2) толщины настила 3) размеров поперечного сечения балки (расчет приведен ниже). После расчета обеих вариантов, принимается наиболее легкая конструкция.

Т.к. значение нормативной нагрузки (постоянная + временная) равна:



т.е. она лежит в следующих пределах [5],поэтому принимаю из уравнения (1), что:



Размеры настила : по ширине 18м (), по длине 16м (). (см. Исходные данные.)

Необходимо принять для дальнейшего расчета такие значения и , чтобы при этом количество балок было целым значением. Исходя из этого нахожу, что :

- 14 балок 13пролетов и остаток (1 пролет 1050мм) всего 16000мм

- 12 балок 11 пролетов (1 пролет 1260мм) всего 16000мм

1.2. Расчет балки настила по прочности.

К


аждую балку в перекрытии рассматривают раздельно, несвязанную с другой, т.е. по разрезной схеме. Нагрузка на балку настила передается от настила с участков перекрытия, расположенных на смежных от балки пролетах. Следовательно, ширина грузовой площади для балок настила равна шагу этих балок или пролету настила. (рис.2.)

Рис.2. К определению нагрузки на балку настила.

Погонная равномерно распределенная расчетная нагрузка на балку находится из формулы:



(3)

где:

нормативная постоянная нагрузка 0,6 кН/м2;

нормативная временная нагрузка 13 кН/м2;

коэффициенты надежности по нагрузке постоянной 1,05;

коэффициенты надежности по нагрузке временной 1,2;

– пролет настила .

Таким образом:

; (см.рис.2.)

;

Подбор сечения балок настила производят по максимальному изгибающему моменту:



(4)

где:

погонная равномерно распределенная расчетная нагрузка

пролет балки, в данном случае 6м. (рис.2.).

т.о.:

;

;

Далее определяем требуемый момент сопротивления, по которому, и находим из сортамента нужную балку. Сечение балки принимаем двутавровое. Тип балки принимаем по [2.Прилож.11,табл.11.5.] – двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83.



(5)

где:

расчетное сопротивление стали по пределу текучести. Для стали 09Г2 .

Т.о.:





Таким образом, имею два варианта балок:

1). - 14 балок 13пролетов + 1 балка – 1 пролет 1050мм, балка I - №26Б1/26020-83 и линейная плотность 28кг/м.

2). - 12 балок 11 пролетов + 1 балка – 1 пролет 1260мм, балка I - №26Б2/26020-83 и линейная плотность 31,2кг/м.

1.3. Расчет балки настила по жесткости:

Подбор сечений прокатных балок по жесткости идет на основе требуемой величины предельного относительного прогиба , который определяется по [5], и предельного момента инерции сечения данной балки.

балка I - №26Б1/26020-83

балка I - №26Б2/26020-83

Проверка по жесткости осуществляется по формуле:



(6)

где:

погонная равномерно распределенная нормативная нагрузка:

;

;

- модуль упругости;

Момент инерции сечения балки:

;

;

-предельный относительный прогиб;

пролет балки, в данном случае 6м.

Тогда по условию (6)

для 1-го варианта

для 2-го варианта

Условие в обоих случаях не выполняется, поэтому необходимо принимать другие балки. Тогда для всех вариантов принимаю балку балка I - №30Б1/26020-83

для 1-го варианта

для 1-го варианта условие жесткости выполняется.

для 2-го варианта

для 2-го варианта условие жесткости вновь не выполняется, тогда для этого варианта принимаю балку I - №30Б2/26020-83

- условие выполняется!

Таким образом после проверки балок настила по жесткости имею их два варианта:

1). - 14 балок 13пролетов + 1 балка – 1 пролет 1050мм, балка I - №30Б1/26020-83 и линейная плотность 32,9кг/м.

2). - 12 балок 11 пролетов + 1 балка – 1 пролет 1260мм, балка I - №26Б2/26020-83 и линейная плотность 36,6кг/м.

1.4. Расчет веса настила.

Таблица1.

Расчет веса плоского настила




Балки

Сам настил

Вес

всего плоского

настила,

кг

Вес

кН/м2



дву

тавра

кол-во

длина

м

вес 1 п.м

кг

общий вес

кг

толщина

м

площадь

м2

вес

кг

Вариант 1

30Б1

15



32,9

8883

0,008

288

18086,4

26969,4

93,64

Вариант 1

30Б2

13



36,6

8564,4

0,01

288

22608

31172,4

108,23

Примечание: При расчете веса самого настила, принимаю плотность стали 7,85т/м3

Таким образом, принимаю настил с наименьшим весом, а именно по первому варианту. Т.е.:

- 14 балок 13пролетов + 1 балка – 1 пролет 1050мм, балка I - №30Б1/26020-83 и линейная плотность 32,9кг/м, ,толщина настила 8мм.







Рис.3. Схема полосы плоского настила в конечном виде.

2. Расчет и конструирование главной балки.

2.1. Определение расчетных усилий (Рис.4.)

При расчете усилий, при (пролет балок настила) постоянная нагрузка рассматривается как распределенная постоянная расчетная нагрузка и рассчитывается по формуле:



(7)

где:

нормативная постоянная нагрузка 0,6 кН/м2;

коэффициенты надежности по нагрузке постоянной 1,05;

пролет балки настила 6м.

А временная рассматривается как распределенная временная расчетная нагрузка и рассчитывается по формуле:



(8)

где:

нормативная постоянная нагрузка 0,6 кН/м2;

коэффициенты надежности по нагрузке постоянной 1,05;

При расчете изгибающих моментов, в межопорной части, изгибающие моменты находятся как сумма моментов, возникающих в этой части, от распределенных постоянной и временной, расчетных нагрузок. В консольной же части – только от распределенной постоянной расчетной нагрузки. Это делается для того, чтобы не учитывать уменьшение момента при нагружении консоли временной нагрузкой.

Но при расчете поперечных сил, силы рассчитываются как внутренние силовые факторы возникающие от действия тех же сил, но по всей длине балки! Т.о. нагрузка на всю балку равна (Рис.4.)

Рис.4. Расчетные усилия в балке.






2.2.Компоновака и подбор сечения балки.

Компоновку сечения начинают с установления высоты балки – основного размера, от которого зависят все остальные размеры сечения, масса балки и ее жесткость.

1). Сначала находится оптимальная высота балки:



(9)

где:

коэффициент равный для сварных балок 1,2…1,5, принимаем

- требуемый момент сопротивления сечения балки;

где:

максимальный изгибающий момент

расчетное сопротивление стали по пределу текучести. Принимаем ту же сталь 09Г2 - .

- коэффициент условий работы;

т.е.

толщина стенки, ее принимаем предварительно (в мм),



(10)

где: , -расстояние между опорами



Тогда:

2). Затем определяю минимальное значение высоты сечения главной балки по формуле:



(11)

где:

-расчетное сопротивление стали по пределу текучести;

-расстояние между опорами;

- модуль упругости;

-предельный прогиб;

нормативное значение нагрузки;

расчетное значение нагрузки;

Тогда :



Данное значение минимальной высоты сечения близко по значению с оптимальным, и отличается на 13%, а так же не превышает значение строительной высоты (по заданию).

И


сходя из этого, принимаю высоту балки . (рис.5.)

Рис.5. Обозначение размеров сечения главной балки.

3). После установления высоты балки определяю минимальное значение толщины стенки, из условия ее работы на срез:



(12)

где:

- при наличии консольных участков, и при включении в работу только стенки, без учета поясов;

максимальное значение поперечной силы ;

высота стенки, принимают: (м)

-расчетное сопротивление стали на срез;

Тогда:

Причем, минимальная толщина стенки отличается от принятой по (10), не более чем на 0,002м. (, а ).

4). Назначаю окончательную толщину стенки, при этом учитываю, что местная устойчивость стенки без дополнительного его укрепления продольными ребрами жесткости будет обеспечена, если выполнится следующее условие:



(13)

Исходя из всего сказанного выше, принимаю толщину стенки .

5). Далее определяю требуемую площадь сечения пояса по формуле:



(14)

где:



,

где:





Тогда:

Тогда:

6). Теперь подбираю по требуемой площади размеры поясов и проверяю их по условиям норм.
  1   2   3   4


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации