Автор: Пользователь скрыл имя, 10 Марта 2013 в 14:22, курсовая работа
В рабочих площадках применяют нормальный и усложненный тип балочных клеток. Нормальный тип включает главные балки и опирающиеся на них балки настила, непосредственно поддерживающие настил. В усложненном типе добавляются вспомогательные балки, укладываемые на главные, на них опираются балки настила и настил. В качестве настила используются железобетонные плиты.
Курсовая работа
«Проектирование рабочей площадки производственного здания»
СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные приняты по заданию.
В рабочих площадках применяют нормальный и усложненный тип балочных клеток. Нормальный тип включает главные балки и опирающиеся на них балки настила, непосредственно поддерживающие настил. В усложненном типе добавляются вспомогательные балки, укладываемые на главные, на них опираются балки настила и настил. В качестве настила используются железобетонные плиты.
Выбор класса стали производится по СНиП [1, табл. 50*], Ry выбирается по [1, табл. 51*]. Выбираю сталь С 255, с расчетным сопротивлением Ry = 240 МПа.
Настил – железобетонный.
Балки настила с шагом а1 = 1,5 м.
Рис. 1. Нормальный тип балочной клетки
При использовании в качестве несущего настила железобетонных плит их толщину принимаем расчетного пролета плиты lн и полезной нормативной нагрузки pn
Расчетный пролет настила, равный шагу балок настила lн = а1 = 1,5 м.
При нормативной полезной нагрузке pn = 20 кН/м2, принимаем толщину плиты tпл = 10 см. Нормативная нагрузка от веса железобетонной плиты (при плотности железобетона )
.
Определяем нормативные и расчетные нагрузки.
Нормативная нагрузка на балку принимается равномерно распределенной
Расчетная нагрузка
где g¦g = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки от железобетонных плит.
Рис. 2. Расчетная схема балки настила
Нормативный изгибающий момент
Расчетный изгибающий момент
Максимальная поперечная сила
Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки при работе с учетом упругопластических деформаций
По сортаменту принимаем I 50Б2, имеющий ближайший больший момент сопротивления статический момент полусечения Sx = 970,2 см3; момент инерции сечения Ix = 42390 см4; площадь сечения А = 102,8 см2; ширина пояса bf = 200 мм; толщина пояса tf = 14 мм;
Уточняем коэффициент с1, M и Q c учетом собственного веса балки настила
Площадь пояса
Площадь стенки
Отношение
По табл. определяем коэффициент с1 = 1,11.
Равномерно распределенная нагрузка от собственного веса балки настила длиной 1 м
Нормативная нагрузка на балку настила с учетом собственного веса
Расчетная нагрузка с учетом собственного веса
Нормативный изгибающий момент с учетом собственного веса
Расчетный изгибающий момент с учетом собственного веса
Проверяем принятое сечение.
Проверка прочности
Проверка жесткости
где fu = l/208 = 4,33 см при пролете l = 9 м.
Принятое сечение
Определяем вес балки настила на 1м2 рабочей площадки
Настил – железобетонный.
Балки настила с шагом а1 = 1,5 м.
Вспомогательные балки с шагом а2 = 5 м.
Рис. 3. Усложненный тип балочной клетки
Толщина настила при шаге а1=1,5 м принимается как в нормальном типе балочной клетки (tн = 10 мм).
Пролет балки настила .
Нормативная и расчетная нагрузки на балку настила принимаются как в нормальном типе балочной клетки: qn = 33,75 кН/м; q = 40,125 кН/м.
Рис. 4. Расчетная схема балки настила
Нормативный изгибающий момент
Расчетный изгибающий момент
Максимальная поперечная сила
Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки при работе с учетом упругопластических деформаций
По сортаменту принимаем I 35Б1, имеющий ближайший больший момент сопротивления статический момент полусечения Sx = 328,6 см3; момент инерции сечения Ix = 10060 см4; площадь сечения А = 49,53 см2; ширина пояса bf = 155 мм; толщина пояса tf = 8,5 мм;
Уточняем коэффициент с1, M и Q c учетом собственного веса балки настила
Площадь пояса
Площадь стенки
Отношение
По табл. определяем коэффициент с1 = 1,1132.
Равномерно распределенная нагрузка от собственного веса балки настила длиной 1 м
Нормативная нагрузка на балку настила с учетом собственного веса
Расчетная нагрузка с учетом собственного веса
Нормативный изгибающий момент с учетом собственного веса
Расчетный изгибающий момент с учетом собственного веса
Проверяем принятое сечение.
Проверка прочности
Проверка жесткости
где fu = l/183 = 2,73 см при пролете l = 5 м.
Принятое сечение
Определяем вес балки настила на 1м2 рабочей площадки
Пролет вспомогательной балки l = 9 м.
Нагрузка на вспомогательную балку передается от балок настила в виде равномерно распределенной.
Рис. 5. Расчетная схема вспомогательной балки
Расчетная нагрузка
Нормативный изгибающий момент
Расчетный изгибающий момент
Требуемый момент сопротивления
По сортаменту принимаем I 90Б1, имеющий ближайший больший момент сопротивления статический момент полусечения Sx = 3964 см3; момент инерции сечения Ix = 304400 см4; площадь сечения А = 247,1 см2; ширина пояса bf = 300 мм; толщина пояса tf = 18,5 мм;
Равномерно распределенная нагрузка от собственного веса вспомогательной балки длиной 1 м
Нормативная нагрузка на балку настила с учетом собственного веса
Расчетная нагрузка с учетом собственного веса
Нормативный изгибающий момент с учетом собственного веса
Расчетный изгибающий момент с учетом собственного веса
Проверяем принятое сечение.
Проверка прочности
Проверка жесткости
где fu = l/208 = 4,33 см при пролете l =9 м.
Принятое сечение
Определяем вес
Необходимо сравнить два варианта балочных клеток. Сравнение производится по расходу материала, а также по количеству балок, определяющему трудоемкость монтажа и стоимость перевозки. К дальнейшей разработке принимается наиболее рациональный вариант.
Анализ вариантов по показателям, представленных в табл. 1.
Таблица 1. Сравнение вариантов балочной клетки (расход на 1 м2 рабочей площадки)
Наименование элемента |
Нормальный тип |
Усложненный тип | ||||||
Расход железобетона, м3/м2 |
Расход стали, кг/м2 |
Стоимость, руб./м2 |
Коли-чество балок |
Расход железобетона, м3/м2 |
Расход стали, кг/м2 |
Стои- мость руб./м2 |
Ко- ли- чест- во ба- лок | |
Настил |
0,1 |
0,1 |
||||||
Балки настила |
53,8 |
63 |
25,9 |
126 | ||||
Вспомогательные балки |
– |
|||||||
Суммарный расход стали |
53,8 |
38,8 |
21 | |||||
Суммарный расход железобетона |
0,1 |
0,1 |
Принимаем к дальнейшей разработке нормальный тип балочной клетки:
– настил железобетонный, толщиной tн = 10 см;
– балки настила стальные с шагом а1 = 1,5 м.
Сечение сварной балки двутавровое симметричное, составленное из трех металлопрокатных листов. Выбираю сталь С 345, с расчетным сопротивлением Ry = 300 МПа (толщина проката 20÷40 мм).
При частом расположении балок настила (шаг а1 = 1,5 м < l/5 = 15/5 = 3 м) сосредоточенную нагрузку, передаваемую на главную балку от балок настила, заменяем равномерно распределенной нагрузкой.
Расчетная схема главной балки представлена на рис.5.
Рис. 6. Расчетная схема главной балки
Нормативная нагрузка
Расчетная нагрузка
где b = 9 м – шаг главных балок.
Расчетный изгибающий момент в середине пролета
Нормативный изгибающий момент
Расчетная поперечная сила в опорном сечении
Рис. 7. Сечение главной балки
Балку рассчитываем в упругой стадии работы. Из условия прочности требуемый момент сопротивления балки
где Ry = 300 МПа при толщине проката более 20 мм;
Назначаем высоту сечения балки h, которая определяется максимально допустимым прогибом балки, связанным с жесткостью балки, экономическими соображениями и строительной высотой перекрытия Н, т.е. разностью отметок верха настила и верха габарита помещения под рабочей площадкой. Минимальная высота из условия жесткости
где fu = l/225 = 0,0044 при пролете l = 15 м – предельный прогиб главной балки.
Высота разрезной главной
Оптимальная высота балки из условия наименьшего расхода стали
Принимаем tw = 12 мм.
Максимально возможная высота балки
hстр = H – (tн + hбн + Δ) = (1080 –800) –
(10 + 49,6 + 14) = 206,4 см,
где Δ= fu + (30 …100 мм) = 6,67 + 7,33 = 14 см – размер, учитывающий
предельный прогиб балки fu = 6,67 см и выступающие
части, расположенные ниже нижнего пояса
балки (толщина стыковых накладок,
болты, элементы связей т.п.).
Требуемая площадь пояса
Ширина пояса bf = h/3 = 150/3 = 50 см.
Толщина пояса tf = / bf = 115,23/50 = 2,3 см.
Сравнивая полученные данные, окончательно назначаем высоту балки h = 1550 мм. Приняв толщину поясов tf = 25 мм, ширину поясов bf = 530 мм, стенку выполняем из листовой горячекатаной стали по ГОСТ 19903–74 высотой hw = 1500 мм и толщиной tw = 12 мм.
Проверяем необходимость постановки продольных ребер жесткости. Условная гибкость стенки
следовательно, продольные ребра жесткости не требуются.
Проверяем местную устойчивость сжатого пояса, для чего отношение свеса пояса = (530–12)/2 = 259 мм к его толщине tf должно быть не более предельного, определяемого по СНиП [1],
Информация о работе Проектирование рабочей площадки производственного здания