Курсовая работа (т): Компоновка балочной клетки рабочей площадки производственного здания

Радиус инерции составного сечения

i _yс = Ö J _yс / A = Ö 29301,25 / ( 2*46,5 ) = 17,75 см

Гибкости: l _y = l _lg / i _yc = 1007 / 17,75 = 56,73

l _lf = Ö l _y² - l ₁² = Ö 56,73 ² - 40² = 40,23 значит j _y = 0.893

Проверка устойчивости колонны относительно свободной оси :

s =N / (j _y * A )=141475,73 / ( 0.893 * 93) = 17,76 кН / см ² £ 24.5 кН / см ²

Устойчивость колонны обеспечена.

4.2 Расчет планок

Условная поперечная сила

Q _fic = 7.15 * 10 ^{- 6} *А *Е *b * ( 2330 * E / R_y -1)

b = j _мин / j  j _мин = j _x =0,707 j ₌ j _y =0,893

b =0,707 / 0,893 =0,792

b =s / ( j * R_y )

s = N / A =1475,73 / 93 =15,87 кН / см ²

b =15,87 / ( 0,893 *24,5 ) =0,7253_fic =7.15 * 10 ^{- 6}*9 * 20600 *0,7253* ( 2330 * 24,5 / 20600 -1 ) = 17,6 кН

Изгибающий момент в прикреплении планки

М _пл = Q _fic * b _пл / ( n *2 ) = 17.6 *31 / ( 2 *2 ) = 136,4кН cм

Поперечная сила в прикреплении планки

 _пл = Q _fic * d _пл / n / b =17,6*17,5 / 2 /31 = 4,97кН

Равнодействующее напряжение s _w ^р = Ö s _w² + t _w² £ R _wf g _wf g _c

Нормальные напряжения от изгиба шва

s _w = 6 * М _пл / k _f / b _f / d _пл ² = 6 * 136,4 / 0.4 / 0,7 / 17,5 ² = 9,54

Касательные напряжения от среза шва

t _w = F / k _f / b _{f /} d _пл = 4,97 / 0.4 / 0,7 / 17,5= 1,01 кН / см ²

Равнодействующие напряжения

s _w ^р =Ö 9,54² + 1,01 ² = 9,49 £ 15,33 кН / см ² - прочность сварных швов обеспечена

4.3 Расчет оголовка колонны

Рис. 7. Траверса оголовка сквозной колонны

Ширина опорного ребра оголовка b _s = (18 +2*2 -1.2 ) /2 =10,4 см

Требуемая площадь опорных ребер

A _{s тр} = F / R _p , где F =2 * Q =2 *734,19 =1468,38 кН

A _{s тр} = 1468,38 / 34 = 43,19 см ²

_s = A / 2 / b _s =43,19 / 2*10,4 =2,08=2,1 см

Длина опорного ребра оголовка

l _s = F / 2 / t _w / R _s = 1468,38 / 2 / 1.2 / 14.21 = 43,06 см

Определим высоту катета швов прикрепления ребер к траверсе и траверсы к стенке

k _f = F / (4 * l _ef * b _f * R _{w f} *g _{w f} * g _c )

_ef = 43,06 -1 =42,06 см_f = 1468,38 / ( 4 *42,06 * 0.7 * 15.3 * 1 ) = 0,81 см = 10 мм

Высота траверсы h _тр ³ F / ( 4 * t _w * R _s * g _c ) = 1468,38/(4*1,2*14,21)=21,53=22 см

Толщина траверсы t _s ³ F / ( 4 * h _тр * R _s * g _c ) =1468,38/(4*22*14,21)=1,17=1,2 см

Ширина ребра 2 b _s + t _тр = 2*10,4+1,2=22см

Толщина ребра 2 b _s Ö 24.5 / 2.06 x 10 ⁴ = 2*104Ö 24.5 / 2.06 x 10 ⁴ =7,07 принимаем толщину ребра равной 8 мм.

4.4 Расчет базы колонны

Базу колонны проектируем с траверсами для шарнирного закрепления колонны в плоскости поперечной рамы и шарнирного - в другой плоскости.

Требуемая площадь опорной плиты базы определяется по формуле :

А тр = N / R _см ^б , где R _см ^б = g * R _пр ,

g =1,2 R _пр =4,5 МПа для бетона B 7,5

_см ^б = 1.2 * 4,5 = 0.54 кН / см ²

А тр = 1475,73 / 0.54 = 2732,83 см ²

B =2*C+2 *t _m +b =2 *8 +2 *1,6 +33=52,2см, B =54 см

L=А тр/B =2732,83/54 =52,09 см, L =54 см

A = B * L = 2916 см ²

s _ф= N / A = 1475,73 / 2916 = 0.51 кН / см ²

Рис. 8. База колонны

Изгибающий момент на консольном участке : M ₁ = s _ф * С ² / 2 =20,2 кН см

Изгибающий момент на участке, опертом по трем сторонам :( a/b < 0.5 )

M ₂ = s _ф * a ² / 2 =0.5 1* 6,91 ² / 2 = 12,18 кН см,

где a - длина кор.ст.отсека, а / b = 6,91/33 = 0,21

Изгибающий момент на участке, опертом по четырем сторонам М ₃ = b * s _ф* b ₁ ² ,

Для выравнивания величин моментов, вводится дополнительное ребро, b ₁ = 40,18 / 2 -2*2,59= 14,91см - длина короткой стороны отсека

а ₁ = 33 см а ₁ / b ₁ = 2,21>2, значит b =0,125

М ₃ = 0.125*0,51 * 14,91 ² = 14,17 кН см

Толщина опорной плиты t _оп = Ö (6 * М / R _y) _. Для стали С 245 толщиной 20 - 40 мм_y = 24.5 кН / см ²

t _оп = Ö (6 * 20,2 / 24,5) = 2,2 см . Принимаем 28 мм.

Высота траверсы h _тр ³ q _тр* L / ( n * b _f * k _f * R _{w f} *g _{w f} * g _c )

q _тр = s _ф * B / 2 =0,51 * 54 / 2 =13,77 кН / см

h _тр ³ 13,77*54 / ( 4 * 0,7 * 1 * 15,3) =17,36 см принимаем 20 см

Проверяем нормальные напряжения в пролете

s = M _тр / W _тр £ R _y * g _c

M _тр = q _тр * h ² / 8 - q _тр * a ² / 2 = 13,77 * 33 ² / 8 - 13,77* 6,91 ² / 2 = 1545,69 кН см

W _тр = t _тр * h _тр² /6 = 1,6 * 20 ² /6 = 106,67 см ³

s =1545,69 / 106,67 =14,49 кН / см ² £ 24,5 кН / см ²

Толщина швов , прикрепляющих траверсы и ребра к опорной плите k _f = 0.6 см

Список используемых источников

1.  СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования- М.:Стройиздат,1990.

2.      СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.-М.:1988.

.        Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов, под ред. Белении Е.И.-М.:Стройиздат,1986.

.        Николаенко Е.А. Методические указания для студентов специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство» всех видов обучения и 550100 направления «Строительство» дисциплины «Металлические конструкции» по курсовому проекту на тему: «Расчет и конструирование балочной площадки». Раздел «Расчет сборного неразрезного ригеля». Улан-Удэ, 2001.

.        Николаенко Е.А. Журнал оформления чертежей рабочей площадки к курсовой работе по дисциплине «Металлические конструкции» для студентов специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство» и направления 550100 «Строительство» всех видов обучения. Улан-Удэ, 2001.

.        Мандриков А.П. Примеры расчёта металлических конструкций. - М. : Стройиздат, 1991 г.