Расчет технологической площадки

Определение прогиба настила при равномерно распределённой нагрузке и расчетной длины сварного шва, прикрепляющего настил к балкам настила. Рассмотрение и анализ процесса компоновки сечения главной балки. Расчёт сквозной центрально-сжатой колонны.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 22.03.2018
Размер файла 461,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

100 мм - минимальный необходимый зазор в свету между полками ветвей.

(мм).

Окончательно принимаем расстояние между ветвями колонны b = 480 мм.

4.4 Проверка колонны относительно свободной оси

Определяем расчётную длину ветви колонны в соответствии с формулой:

, (85)

где л1 - принятая гибкость ветви, л1 = 30;

iy1 - момент инерции двутавра № 40 относительно оси у-у, iy1 = 3,03 см.

(см).

Определяем момент инерции колонны относительно свободной оси:

, (86)

где I1 - момент инерции двутавра № 40 относительно оси у-у, I1 = 667см4;

А - площадь поперечного сечения одного двутавра № 40, А = 72,6 см2;

b - принятое расстояние между ветвями колонны, b = 48 см.

(см4).

Радиус инерции сечения стержня колонны относительно свободной оси определяется по формуле:

, (87)

где Iу - момент инерции колонны относительно свободной оси, Iу = 84969,2 см4;

А - площадь поперечного сечения одного двутавра № 40, А = 72,6 см2.

(см).

Определяем гибкость колонны относительно свободной оси:

, (88)

где lef - расчётная длина колонны, lef = 592 см;

iy - радиус инерции колонны относительно свободной оси, iy = 24,19 см.

.

Проверяем отношение погонных жесткостей ветви и планки:

, (89)

где Is - собственный момент инерции соединительных планок, определяемый по формуле:

, (90)

где ts - толщина соединительной планки, ts = 0,02 м;

hs - высота соединительной планки, hs = 0,40 м.

l1 - расстояние между центрами соседних соединительных планок, l1 = 125 см;

I1 - момент инерции ветви относительно оси у-у, для двутавра № 40 I1 = 667 см4;

b0 - расстояние между осями ветвей колонны, b0 = 32,5 см.

(см3).

.

При значении отношения погонных жесткостей ветви и планки более 5, приведенная гибкость колонны определяется в соответствии с формулой:

, (91)

где лy - гибкость колонны относительно свободной оси, определённая по формуле (88); лy = 30,67;

лy1 - принятая гибкость ветви, лy1 = 30.

.

Проверяем устойчивость принятого стержня колонны в соответствии с неравенством:

, (92)

где N - продольная сила, действующая на колонну, N = 2295414,68 Н;

А - площадь поперечного сечения одной ветви колонны, А = 72,6 см2;

цу - коэффициент продольного изгиба колонны, принимаемый в зависимости от значения гибкости колонны относительно свободной оси по таблице 72 «Коэффициент продольного изгиба для центрально-сжатых элементов» [3];

Для определения значения коэффициента цу воспользуемся методом интерполяции:

.

.

Подставляем полученное значение в формулу (91):

(Н/м2).

196507260,64 Н/м2 = 196,51 МПа,

(МПа),

196,51 МПа < 335 МПа.

Условие выполняется, устойчивость принятого стержня колонны обеспечена.

Рисунок 7 - Стержень колонны с планками

4.5 Расчёт соединительных планок

Соединительные планки в проектируемой центрально-сжатой сквозной колонне рассчитываются на условную поперечную силу, возникающую при продольном изгибе ветвей колонны при потере ими устойчивости. Условная поперечная сила распределяется поровну межу планками, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой производилась проверка устойчивости.

Расчёт планок состоит в проверке их сечения и расчёте прикрепления к ветвям колонны.

Определяем значение поперечной силы, приходящейся на систему планок, расположенных в одной плоскости:

, (93)

где Qfic - значение условной поперечной силы, принимаемое в соответствии с таблицей 5.2 методических указаний в зависимости от расчётного сопротивления материала колонны; при Ry = 290 МПа Qfic = 0,40 · А, при Ry = 380 МПа Qfic = 0,50 · А (А - площадь поперечного сечения колонны, А = 72,6 см2); для определения значения Qfic при Ry = 230 МПа воспользуемся методом интерполяции:

.

Подставляем полученное значение в формулу (93):

(кН).

Определяем изгибающий момент в месте крепления планки:

, (94)

где Qs - поперечная сила, приходящаяся на систему планок, расположенных в одной плоскости, Qs = 32670 Н;

l1 - расстояние между центрами соседних планок, l1 = 125 см = 1,25 м.

Рисунок 8 - К расчету планок

(Н м).

Определяем поперечную силу в месте крепления планки:

, (95)

где b0 - расстояние между осями ветвей, b0 = 32,5 см = 0,325 м.

(Н).

Принимаем катет сварного шва, служащего для крепления планки к колонне, равным толщине соединительной планки (kf = 12 мм). Расчётную длину шва lw принимаем равной высоте соединительной планки hs = 400 мм.

Для сварки соединительных планок и ветвей колонны, изготовленных из стали С 345, необходимо использовать покрытые электроды Э 42 ГОСТ 9467-75*([3], приложение 2, таблица 55* «Материалы для сварки, соответствующие стали»).

Расчётное сопротивление сварного соединения углового шва при срезе по металлу шва Rwf для электродов Э 42 составляет 180 МПа, нормативное сопротивление металла шва Rwun - 410 МПа ([3] приложение 2, таблица 56 «Нормативные и расчётные сопротивления металла швов сварных соединений с угловыми швами»). Расчётное сопротивление сварного соединения с угловыми швами на срез по металлу границы сплавления Rwz для стали С 255 составляет 171 МПа.

Проверку прочности сварного соединения проверяем по наименьшему из произведений (Rwf · вf) и (Rwz · вz).

Rwf · вf = 180 · 0,7 = 126 (МПа),

Rwz · вz = 162 · 1 = 162 (МПа),

Rwf · вf = 126 МПа < Rwz · вz = 162 МПа.

Проверяем прочность сварного шва на совместное действие нормальных и касательных напряжений по металлу шва:

, (96)

где Мs - изгибающий момент в месте крепления планки, рассчитанный по формуле (94); Мs = 23881,77 Н · м;

вf - коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали с пределом текучести до 530 МПа по таблице 34* [3] (предел текучести стали С 345 составляет 335 МПа); при полуавтоматической сварке вf = 0,7;

kf - катет сварного шва, kf = 0,012 м (соответствует толщине соединительной планки);

lw - расчётная длина сварного шва, lw = 0,40 м (соответствует высоте соединительной планки);

Fs - поперечная сила в месте крепления планки, рассчитанная по формуле (95); Fs = 146964,74 Н;

Rwf - расчётное сопротивление сварного соединения углового шва при срезе по металлу шва, Rwf = 180 МПа;

гwf - коэффициент условий работы шва, гwf = 1 ([3] п. 11.2*);

гс - коэффициент условий работы, гс = 1.

(Н/м2),

Н/м2 = 121,18 МПа,

(МПа),

121,18 МПа < 180 МПа.

Условие выполняется, прочность сварного шва обеспечена.

4.6 Расчёт и конструирование базы колонны

База колонны предназначена для равномерного распределения сосредоточенного усилия от стержня колонны на фундамент. В рамках настоящей курсовой работы проводится расчёт базы, обеспечивающей шарнирное сопряжение колонны с фундаментом (крепления осуществляется посредством анкерных болтов).

Проектирование базы с траверсами следует начинать с определения размеров опорной плиты в плане. Размеры опорной плиты, в соответствии с технологическими требованиями, должны быть кратными 10 мм.

Для запроектированной центрально-сжатой колонны размеры опорной плиты в плане следует определять исходя из условия прочности фундамента:

, (97)

где N - расчётное усилие в колонне на уровне базы, N = 2295414,68 Н;

- коэффициент, принимаемый при равномерном распределении напряжений под плитой равным 1,0;

fcud - расчётное сопротивление бетона смятию, определяемое в соответствии с формулой:

, (98)

б - коэффициент, для тяжёлого бетона принимаемый равным 1,0;

щu - коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии, щu = 1,2;

Рисунок 9 - К расчету базы колонны

fcd - расчётное сопротивление бетона сжатию, определяемое по формуле:

, (99)

где fck - нормативное сопротивление бетона осевому сжатию; для бетона класса С 16/20 fck = 16 МПа;

гс - частный коэффициент безопасности для бетона, гс = 1,5.

Подставляем значения в соответствующие формулы:

(МПа),

(МПа),

2).

Определяем требуемую ширину опорной плиты:

, (100)

где h - высота сечения ветви колонны, h = 400 мм = 0,4 м;

ttr - толщина траверсы, принимаем ttr = 10 мм = 0,01 м;

с - вылет консольной части опорной плиты, принимаем с = 90 мм = 0,09 м.

(м).

Определяем требуемую длину опорной плиты:

, (101)

2).

Определяем минимальную возможную длину опорной плиты:

, (102)

где bf - ширина полки профиля, использованного для ветви колонны, для двутавра № 40 bf = 155 мм = 0,155 м;

0,1 м - требуемый зазор между ветвями колонны;

с - вылет консольной часть опорной плиты, принимаем с = 90 мм = 0,09м.

(м).

По конструктивным соображениям принимаем Lpl = 0,6 м.

Фактическая площадь опорной плиты Аpl = Bpl · Lpl = 0,6 · 0,6 = 0,36 м2.

Толщина опорной плиты определяется её работой на изгиб как пластинки, опёртой на торец колонны, траверсы и рёбра. Расчётной нагрузкой на плиту является давление, равное напряжению в фундаменте при контакте с базой колонны:

, (103)

где N - расчётное усилие в колонне на уровне базы, N = 2295414,68 Н;

Аpl - фактическая площадь опорной плиты, Аpl = 0,36 м2;

fcud - расчётное сопротивление бетона смятию, fcud = 12,8 МПа.

(Н/м2),

у f = 10846927 Н/м2 = 10,85 МПа,

у f = 10,85 МПа < 12,8 МПа.

Определяем изгибающий момент на первом расчётном участке (при опирании на четыре канта):

, (104)

где a - свободная сторона рассчитываемой пластинки, a = 570 мм,

б - коэффициент, зависящий от отношения длины закреплённой стороны пластинки b к свободной стороне a:

.

При b/a = 1 б = 0,048, при b/a = 1,1 б = 0,055 (методические указания, таблица 5.4 «Коэффициенты б для расчёта на изгиб плит, опёртых на четыре канта»). Для определения значения коэффициента б при b/a = 1,51, воспользуемся методом интерполяции:

.

Подставляем полученное значение в формулу (104):

(Н · м).

Определяем изгибающий момент на втором расчётном участке (при консольном закреплении):

, (105)

где с - величина консольного свеса, с = 90 мм = 0,09 м.

(Н · м).

Участок 3 не проверяем, так как он имеет меньший консольный свес.

Определяем требуемую толщину опорной плиты:

, (106)

где Мmax - наибольший из определённых моментов, действующих на опорную плиту, Мmax = 181494,58Н · м;

Ry - расчётное сопротивление материала колонны, Ry = 335 МПа;

гс - коэффициент условий работы, гс = 1.

(м).

В соответствии с сортаментом листового проката принимаем tpl = 70 мм.

Усилие стержня колонны передаётся на траверсу через сварные швы, длина которых и определяет высоту траверсы.

Требуемая высота траверсы (при приварке каждой ветви колонны к траверсе двумя швами) определяется по формуле:

, (107)

где N - расчётное усилие в колонне на уровне базы, N = 2295414,68 Н;

kf - принятый катет сварного шва, kf = 0,016 м;

вf - коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали с пределом текучести до 530 МПа по таблице 34* [3] (предел текучести стали С 345 составляет 335 МПа); при полуавтоматической сварке вf = 0,7;

Rwf - расчётное сопротивление сварного соединения углового шва при срезе по металлу шва, Rwf = 180 МПа.

(м).

Принимаем высоту траверсы htr = 0,7 м.

Проверяем правильность расчёта высоты траверсы:

(108)

.

Условие выполняется, окончательно принимаем ht = 0,7 м.

Проверяем подобранное сечение траверсы на прочность по нормальным напряжениям:

, (109)

где М - изгибающий момент в опорном сечении траверсы, определяемый как для двухконсольной балки, загруженной равномерно распределённой нагрузкой, равной нагрузке на траверсу от реактивного давления грунта:

, (110)

где уf - давление, равное напряжению в фундаменте при контакте с базой колонны; уf = 10846927 Н/м2;

с - вылет консольной части опорной плиты, с = 0,09 м;

Bpl - принятая ширина опорной плиты, Bpl = 0,6 м;

Lpl - принятая длина опорной плиты, Lpl = 0,6 м.

ttr - принятая толщина траверсы, ttr = 0,01 м;

htr - принятая высота траверсы, htr = 0,7 м;

Ry - расчётное сопротивление материала базы колонны, Ry = 335 МПа;

гс - коэффициент условий работы, гс = 1.

Подставляем необходимые значения в соответствующие формулы:

(Н · м),

(Н/м2),

у = 22309824,9 Н/м2 = 223,09 МПа,

(МПа),

у = 223,09 МПа < Ry · гc = 335 МПа.

Условие выполняется, прочность сечения траверсы на действие нормальных напряжений обеспечена.

4.7 Расчёт и конструирование оголовка колонны

Оголовок состоит из плиты и рёбер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны.

Рисунок 10- К расчету оголовка колонны: 1 - плита оголовка; 2 - вертикальное ребро; 3 - горизонтальное ребро

Рёбра оголовка привариваются к опорной плите и стенке колонны. Сварные швы, служащие для крепления оголовка к плите, должны выдерживать полное давление на оголовок. Высота ребра оголовка определяется требуемой длиной швов, передающих нагрузку на стержень колонны, в соответствии с формулой (107):

,

где N - расчётное усилие в колонне, N = 2295414,68 Н;

kf - принятый катет сварного шва, kf = 0,016 м;

вf - коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали с пределом текучести до 530 МПа по таблице 34* [3] (предел текучести стали С 345 составляет 335 МПа); при полуавтоматической сварке вf = 0,7;

Rwf - расчётное сопротивление сварного соединения углового шва при срезе по металлу шва, Rwf = 180 МПа.

(м).

Принимаем высоту ребра оголовка hr = 0,7 м.

Проверяем правильность расчёта высоты ребра оголовка в соответствии с изменённой формулой (108):

,

.

Условие выполняется, окончательно принимаем hr = 0,7 м.

Ширина ребра оголовка принимается равной расстоянию между внутренними гранями стенок ветвей: сварной балка колонна

, (111)

где b - расстояние между осями ветвей колонны, b = 480 мм;

tw - толщина стенки профиля, использованного для ветви колонны; для двутавра № 40 tw = 8,3 мм.

(мм).

Требуемая толщина ребра оголовка определяется из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением:

, (112)

где N - расчётное усилие в колонне, N = 2295414,68 Н;

lp - ширина ребра оголовка, lp = 471,7 мм;

Rp - расчётное сопротивление стали смятию торцевой поверхности, принимаемое в зависимости от значения временного сопротивления проката Run; при Run = 380 МПа Rp = 346 МПа ([3], таблица 52* «Расчётные сопротивления проката смятию торцевой поверхности, местному смятию в цилиндрических шарнирах, диаметральному сжатию катков»).

(м).

В соответствии с сортаментом листового проката принимаем tr = 0,03 м.

Проверяем принятую толщину ребра на срез:

, (113)

где N - расчётное усилие в колонне, N = 2295414,68 Н;

hr - принятая высота ребра оголовка, hr = 0,7 м;

tr - принятая толщина ребра оголовка, tr = 0,03 м;

Rs - расчётное сопротивление стали сдвигу, Rs = 194,3 МПа.

(Н/м2),

ф = 46486831,9 Н/м2 = 46,48 МПа.

ф = 46,48 МПа < Rs = 194,3 МПа.

Условие выполняется, прочность ребра оголовка при работе на срез обеспечена.

Список использованных источников

1. СНБ 5.03.01-02. Бетонные и железобетонные конструкции. - Минск: Минстройархитектуры РБ, 2003. - 139 с.

2. СТБ 21.504-2005. Система проектной документации. Конструкции металлические. Правила выполнения чертежей марки КМ. - Минск: Минстройархитектуры РБ, 2006. - 25 с.

3. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1991. - 96 с.

4. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. - 36 с.

5. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Дополнения. Разд. 10. (Прогибы и перемещения)/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. - 8 с.

6. Металлические конструкции. Общий курс: учебник / Ю. И. Кудишин [и др.]; под общей редакцией Ю. И. Кудишина. - 9-е изд., перераб. и доп. - М.: Академия, 2007.

7. Сопротивление материалов. Учебник / А. М. Михайлов - М.: Стройиздат, 1989. - 352 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Компоновка балочной клетки. Подбор сечения балок настила. Определение массы балок настила. Проверка прочности и жесткости подобранного сечения. Расчетная схема, нагрузки, усилия. Подбор сечения центрально-сжатой колонны. Расчет поясных швов главной балки.

    курсовая работа [912,0 K], добавлен 06.05.2012

  • Расчет соединения листа настила с балкой настила. Подбор поперечного сечения балок. Проверка общей и местной устойчивости. Расчет соединения поясов со стенкой балки, опорного ребра главной балки, центрально сжатой колонны и соединительных планок.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 15.12.2011

  • Методы расчёта стального настила и балки настила. Сбор нагрузок на главную балку и изменение ее сечения. Расчет соединения поясов со стенкой. Проверки местной устойчивости элементов балки. Расчет центрально сжатой колонны: сплошного и сквозного сечения.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 04.10.2010

  • Технико-экономическое сравнение вариантов различных типов балочной клетки: толщина настила, сечение балок настила и второстепенных балок. Проектирование сварной главной балки составного симметричного сечения. Расчет центрально-сжатой сквозной колонны.

    курсовая работа [1016,9 K], добавлен 21.03.2011

  • Расчетная схема настила, его толщина и действующая нагрузка. Нагрузки, действующие на второстепенную и главную балки. Изменение сечения, фрикционный стык главной балки. Расчёт центральной сжатой колонны, ее базы. Снижение материалоёмкости главной балки.

    курсовая работа [643,4 K], добавлен 07.08.2013

  • Компоновка в балочной клетке. Расчёт и конструирование главной балки. Определение отношения пролёта настила к его толщине из условия обеспечения допустимого относительного прогиба. Расчёт и конструирование центрально-сжатой колонны, компоновка сечения.

    курсовая работа [681,2 K], добавлен 22.06.2009

  • Расчёт пролётов балки, настила балочной площадки нормального и усложнённого типов. Проверка общей устойчивости вспомогательной балки. Определение расхода стали при различных вариантах компоновки площадки. Подбор и конструирование стержня сквозной колонны.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.09.2017

  • Проектирование рабочей площадки внутри здания для размещения технологического оборудования, материалов и обслуживающего персонала. Выделение средней расчетной ячейки и нагрузки площадки. Расчет главной балки, балки железобетонного настила и базы колонны.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 06.05.2011

  • Рассмотрение монтажной схемы балочной площадки. Расчет балок настила с применением схемы балочной клетки нормального типа и расчетной схемой. Показ расчета центрально сжатой колонны и технические характеристики двутавров стальных горячекатаных полок.

    контрольная работа [491,9 K], добавлен 09.02.2011

  • Расчет и конструирование балочной клетки: компоновка и выбор варианта, определение крепления настила. Подбор и проверка сечения главной балки, изменение сечения поясов. Расчет параметров и конструирование колонны, ее базы и оголовки, расчетной длины.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.08.2013

  • Нормальный тип балочной клетки. Определение нагрузки на балки настила. Проектирование главной балки, компоновка и подбор ее сечения. Расстановка поперечных ребер. Проверка прочности главной балки. Проектирование стержня центрально-сжатой колонны.

    курсовая работа [859,1 K], добавлен 09.02.2015

  • Особенности и порядок компоновки рабочей площадки, ее предназначение и исходные данные. Выбор материалов для конструкций и соединений. Расчет балки, настила, главной балки и колонны. Сопряжение главных балок и балок настила между собой и их монтаж.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 31.05.2010

  • Сравнение вариантов балочной клетки. Проверка общей устойчивости балки. Проектировании центрально-сжатых колонн. Определение расчетной силы давления на фундамент с учетом веса колонны. Подбор сечения балки. Расчет сварной главной балки балочной клетки.

    курсовая работа [569,4 K], добавлен 10.10.2013

  • Компоновка балочной клетки и выбор стали. Расчет железобетонного настила. Проектирование монтажного стыка главной балки. Расчет соединения пояса со стенкой. Подбор сечения сквозной колонны. Определение высоты траверсы. Конструирование базы колонны.

    курсовая работа [663,6 K], добавлен 08.12.2013

  • Подбор сечения балок: настила, главной, составной. Проверка их прочности, жесткости, общей и местной устойчивости. Расчет и конструирование узлов, соединений. Проектирование центрально-сжатой колонны и ее нижней опорной части. Выбор стали для конструкций.

    курсовая работа [221,5 K], добавлен 27.11.2015

  • Расчет стального настила. Компоновка балочной клетки и выбор варианта для детальной разработки. Подбор сечения главной балки, изменение ее сечения по длине. Проверка общей устойчивости балки. Конструирование и расчет планок, базы и оголовка колонны.

    курсовая работа [410,6 K], добавлен 28.04.2011

  • Проектирование металлических конструкций для производственного здания. Расчеты стального настила и его балок, подбор сечения главной балки. Проверка прочности, общей устойчивости и прогиба сварной балки. Расчёт соединения поясов балки со стенкой.

    контрольная работа [1,3 M], добавлен 14.12.2010

  • Расчет и конструирование балки настила. Подбор, компоновка основного сечения главной балки. Составление расчетной схемы и определение расчетных длин колонны. Монтажный узел главной балки, компоновка соединительных элементов. Проверки подобранного сечения.

    курсовая работа [2,9 M], добавлен 18.04.2018

  • Расчет несущего настила балочной клетки. Расчет балочных клеток. Компоновка нормального типа балочной клетки. Учет развития пластических деформаций. Расчет балки настила и вспомогательной балки. Подбор сечения главной балки. Изменение сечения балки.

    курсовая работа [336,5 K], добавлен 08.01.2016

  • Компоновка и выбор схемы балочной клетки. Подбор сечения балок, расчет стального листового настила. Расчетная схема, нагрузки и усилия главной балки, соединение поясных листов со стенкой. Расчет и конструирование колонны, компоновка и подбор сечения.

    курсовая работа [343,9 K], добавлен 08.07.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.