Курсовая работа: Стальные конструкции рабочей площадки
Курсовая работа: Стальные конструкции рабочей площадки
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский Государственный Технический Университет им. И.И. Ползунова».
Факультет Заочный
Кафедра Строительных конструкций
Курсовой проект
По дисциплине «Металлические конструкции, включая сварку»
Тема «Стальные конструкции рабочей площадки»
Содержание
1. Исходные данные для проектирования
2. Расчетная часть
Список литературы
1. Исходные данные для проектирования
Размер рабочей площадки в плане: 9х24 м.
Сетка колонн: 4,5х12 м.
Технологическая нагрузка (равномерно распределенная): 12,5 
.
Отметка верха настила: 9,6 м.
Класс бетона фундаментов: В12,5.
Район строительства: Тюмень.
2. Расчетная часть
Город Тюмень относится к климатическому району I2 по т. 50* СНиП II-23-81* «Стальные конструкции» подбираем марку стали С345 для настила по ГОСТ 27772-88.
Расчет настила.
Рис.1 Схема опирания настила на балки настила
Соотношение между шириной и толщиной настила можно определить из следующего неравенства:
где 
- длина пролета
-
толщина настила
- цилиндрическая жесткость
настила.
- модуль упругости стали 
- коэффициент Пуассона 
- для стали.
Исходя из условий на проектирование, толщина настила принимается 10 мм.
Таким образом 
.
Так как число и шаг настилов должно быть целым числом, то
принимаем 
.
Определим величину распора:
- коэффициент надежности по
нагрузке 
Подберем катет сварного шва по формулам:
по таблице 34 СНиП «Стальные
конструкции»
-длина сварного шва.
-
R - временное сопротивление стали электродам.
Для электродов марки Э42 
принимаем катет сварного шва 4 мм.
Расчет балки настила
Рис 2. Схема расположения основной ячейки
Для балок настила в климатическом районе I2 принимается сталь
марки С345 с расчетным сопротивлением 
для толщины от 4 до 10 мм. На
балку действует технологическая нагрузка и собственный вес стального настила.
Суммарная нагрузка, действующая на одну балку настила распределена, на площади
с габаритами 
, 
- длина балки настила, 
- шаг балок
настила. Принимая плотность стали 
, величину технологической
нагрузки 
,
а также найденную нами ранее толщину листа настила найдем величину расчетной
линейнораспределенной нагрузки.
Рис 3. Расчетная схема балки настила
Нормативная нагрузка на балку:
где 
- нормативная нагрузка на балку
- технологическая нагрузка.
- плотность стали.
-
толщина настила
-
шаг балок настила.
Расчетная нагрузка на балку:
где 
- расчетная нагрузка на балку.
- коэффициент надежности по
нагрузке.
- коэффициент надежности по
нагрузке для веса стальных конструкций.
Максимальные нормальные напряжения, возникающие в балке настила, не должны превышать расчетного сопротивления стали по пределу текучести с учетом коэффициента по условию работы.
где 
- расчетное сопротивление стали по
пределу текучести 
.
- коэффициент условий работы.
- максимальный изгибающий момент.
- момент сопротивления сечения
балки относительно оси Х.
Максимальный изгибающий момент в балке настила:
По таблице сортаментов двутавров ( ГОСТ 8239-72 «Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент» ) принимаем ближайший больший по моменту сопротивления двутавр.
Наиболее подходит двутавр с номером профиля №20 
Рассчитаем прогиб балки настила.
Принятые характеристики балки настила удовлетворяют условия прогиба.
Расчет главной балки.
Сбор нагрузок и формирование расчетной схемы
Рис 4. Определение грузовой площади
Выбираем балку в середине так как она наиболее нагружена. Грузовая площадь с которой собираются все нагрузки и прикладываются как сосредоточенная сила F, показана на рис 4.
Нормативное значение сосредоточенной силы
Где 
- полезная технологическая
нагрузка 
(
объем настила , соответствующий
его площади в плане 1 
плотность стали 
-вес балки настила, равный
произведению веса 1м.п. двутавра номер 20 на длину балки настила; 
Расчетное значение сосредоточенной силы:
- коэффициент надежности по
нагрузке для равномерно распределенных нагрузок = 1,2
- коэффициент надежности по
нагрузке для веса стальных конструкций = 1,05.
- коэффициент надежности по
ответственности = 0,95.
так как сосредоточенных нагрузок более 8 допускается заменить нагрузку эквивалентной равномернораспределенной
Построим эпюры изгибающих моментов и поперечных сил.
Определяем сечение главной балки.
Марка стали принимается С345 с расчетным сопротивлением 
.
-максимальный изгибающий момент.
- требуемый момент сопротивления.
Компановка сечения начнем с назначения высоты, так как высота- это параметр от которого зависят все остальные размеры.
Назначение высоты балки.
Высота балки назначается исходя из анализа трех значений 
- оптимальная
высота балки, которая обеспечивает наименьшую площадь сечения, а следовательно,
и наименьший расход стали.
Оптимальная высота
- толщина стенки, вычисляется по
эмпирической формуле
Вычисляется
Где 
- коэффициент, принимаемый для
составных сварных балок 1,15-1,2.
Определяем минимальную высоту.
Принимаем высоту балки равной 84 см.
Строительная высота перекрытия не задана.
Назначаем толщину стенки.
Из условия прочности стенки в опорных сечениях ее толщина должна удовлетворять условию:
- высота стенки балки ,
приближенно
см.
расчетное сопротивление стали
сдвигу
-предел текучести стали.=
- коэффициент надежности по
материалу 
Принимаем 6мм кратно 2.
Для обеспечения местной устойчивости толщина стенки должна удовлетворять условию:
Исходя из условий назначаем 8мм.
Назначение размеров поясов.
Принимаем 22 см .
Необходимая ширина пояса.
Определим требуемую площадь каждого пояса составной балки:
где Afтр – требуемая площадь сечения каждого пояса, см2.
Определяем величину свеса пояса.
Уточняем высоту стенки.
Определяем геометрические характеристики главной балки:
Выполняем проверку прочности по нормальным напряжениям:
МПа
Обеспечение устойчивости верхнего сжатого пояса.
Местная устойчивость обеспечена.
Изменение сечения балки по длине.
Сечение составной балки , подобранное по максимальному изгибающему моменту, можно уменьшить в местах снижения моментов.
Ширина пояса измененного сечения 
назначается исходя из расчета и с
учетом конструктивных требований:
Определяем место изменения сечения.
см.
На расстоянии 2 м от опоры сосредоточенных сил нет.
Вычисляем изгибающий момент и поперечную силу в сечении:
Определим требуемый момент сопротивления измененного сечения:
