Рабочая площадка производственного здания

 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ЗАПОРОЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ

АКАДЕМИЯ 
 

Кафедра городского строительства и хозяйства 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 
 

на тему:

 

"Рабочая  площадка производственного  здания"

по курсу: "Металлические конструкции" 
 
 

Группа         ГСХ-08 очная 
 

Выполнил:        Репетун П.И. 

Проверил:        к.т.н., доцент

     Шкода В.В. 
 

Запорожье,

2010г.

 

ЗАПОРІЗЬКА  ДЕРЖАВНА ІНЖЕНЕРНА АКАДЕМІЯ

ФАКУЛЬТЕТ ПІСЛЯДИПЛОМНОЇ ОСВІТИ

КАФЕДРА МІСЬКОГО БУДІВНИЦТВА І ГОСПОДАРСТВА 
 
 
 

ЗАВДАННЯ    №  15 

НА  РОЗРАХУНКОВУ РОБОТУ ПО ДИСЦИПЛІНІ:

«МЕТАЛЕВІ КОНСТРУКЦІЇ» 

ЗАПРОЕКТУВАТИ СТАЛЕВІ КОНСТРУКЦІЇ БАЛОЧНОЇ КЛПТКИ ТА КОЛОНИ РОБОЧОГО МАЙДАНЧИКА ВИРОБНИЧОЇ БУДІВЛІ ПРИ НАСТУПНИХ ДАНИХ:

1. РОЗМІРИ  МАЙДАНЧИКА  ЗА  ПЛАНОМ – 13,0 х 12,8 м;
2. КРОК  КОЛОН  В  ПОВЗДОЖНЬОМУ  НАПРЯМКУ – 6,5 м;
3. КРОК  КОЛОН  В  ПОПЕРЕЧНОМУ  НАПРЯМКУ – 6,4 м;
4. ВІДМІТКА  ВЕРХА  МАЙДАНЧИКА – 5,9 м;
5. КОНСТРУКТИВНА  ВИСОТА  ПЕРЕКРИТТЯ – 0,8 м;
6. КОРИСНЕ  НАВАНТАЖЕННЯ  НА  МАЙДАНЧИК – 12 кН/м²;
7. МАТЕРІАЛ  КОНСТРУКЦІЙ – СТАЛЬ МАРКИ     Вст3сп5-2;
8. КОЛОНИ – НАСКРІЗНОГО  ПЕРЕРІЗУ  ІЗ  ДВУТАВРІВ;

9. МОНТАЖНІ  ЗЄДНАННЯ – НА  ВИСОКОМІЦНИХ  БОЛТАХ;

10. УМОВИ  ВИГОТОВЛЕННЯ  КОНСТРУКЦІЙ – ЗАВОДСЬКІ;
11. ДОСТАВКА  КОНСТРУКЦІЙ – АВТОТРАНСПОРТОМ;
12. МАТЕРІАЛ  ФУНДАМЕНТІВ – БЕТОН  КЛАСУ  В 20

 

 

Выбор рациональной схемы балочной клетки.

 

При выборе оптимального варианта рассматриваем  одну ячейку рабочей площадки. Рассматриваем  одно конструктивное решение по нормальной схеме балочной клетки и одно конструктивное решение по усложненной схеме  балочной клетки:

 

1. Выбираем схему балочной  клетки нормального типа 

 

L = 6,5 м

В = 6,4 м

L₁ = 1,3 м

    l₁=1,30 м ;  = = 5 шт.

Для измерения  необходимой  толщины настила  воспользуемся уравнением:

           kH/м²

;

где, n₀ = 150

    q₀ⁿ – 12 кН/м² – 12 х 10^-4 кН/см² (нормативная нагрузка)

    Е – 2,06 х10⁴ кН/см² – модуль деформации стали

    γ– коэффициент Пуассона для стали – 0,3

Принимаем t = 9 мм

Находим горизонтальную опорную реакцию Н

Где, [f/l] = 1/150 – относительный прогиб настила

g_f= 1,2 коэффициент надежности по нагрузке

Определяем требуемые  катеты швов.

Принимаем тип  электрода Э-42,  из таблицы 6 находим, что R_wf = 1,80 кН/см²

Кроме этого по таблице 7 находим значение коэффициентов В_f = 0,7 и B_z=1,0, а также по таблице 1 находим γ_n = 0,95

 = 1,1 – коэффициент работы конструкции

R_wz = 0,45 x R_un = 0,45 x 36 = 16,2

- минимальный катет углового шва – 0,6 см

Расчетное сопротивление  проката для стали Вст3сп5-2 = 270 Мпа = 27 кН/см²

Определяем нормативную и расчетную нагрузки на балку:

где, q_n – нормативная нагрузка от массы настила

- коэф. надежности по нагрузкам  равные 1,2 и 1,05

Определяем M_max и Q_max

Вычисляем момент сопротивления сечения

Ближайший двутавр по сортаменту, момент сопротивления которого не меньше расчетного, № 24 с W_х=289 см³

Проверяем прочность  по нормальным напряжениям

С_x – уточненный коэф. учитывающий пластическую работу материала в зависимости от отношения площади полочки А_f к площади стенки A_w

 

32,6 > 31,2 – неравенство не соблюдается поэтому увеличиваем номер профиля, принимая профиль № 27 с W_х = 371 см³ и выполняем повторный расчет при котором неравенство соблюдается т.е.

Проверка прочности  по касательным напряжениям:

,

где S_x – 210 см³  - статический момент полусечения;

J_x – 5010 см⁴ – момент инерции;

t_w – 6 мм – толщина стенки профиля;

R_s = 0,58 R_y  - расчетное сопротивление стали срезу;

5,03 < 18,13 – неравенство соблюдается.

Проверка на жесткость балки:

- неравенство не соблюдается

Принимаем следующее сечение двутавра следующего по сортаменту – № 30 с J_x =7080 см⁴

- неравенство не соблюдается

Принимаем следующее сечение двутавра следующего по сортаменту – № 33 с J_x =9840 см⁴

- неравенство соблюдается

Расход  стали на одну ячейку при нормальном типе балочной клетки находим по формуле

, где

m – вес 1 м² настила при толщине t = 9 мм равен 70,65 кг;

L = 6,5 м;

B = 6,4 м;

m₁ – вес 1 м балки настила при принятом двутавре № 33 равный 42,2 кг.;

n₁ – количество балок настила 5 шт.

Подставляя значения в формулу получим

Вес 1 м² ячейки:  

 

2. Выбираем схему балочной  клетки усложненного  типа.

 

  t=9мм

 

Расчет  балок  настила 

 

Рассчитываем  нормативную и расчетную равномерно распределенную нагрузку

где,

Находим M_max и Q_max

Вычисляем требуемый  момент сопротивления сечения

Принимаем двутавр №14: W_x=81,7 см³; J_x=572 см⁴; S_x=46,8 см³; h=1,6 см; b=7,3 см; m=13,7кг/м.

Выполняем проверки:

 см²

5,341 см²

 находим С_х=1,07

Проверка прочности  по нормальным напряжениям:

          =23,427 kH/см²<27*1,1=29.7 kH/см²

Проверка прочности  по касательным напряжениям:

  =5,25<0,58 0,58x27x1,1=17,226 kH/см²

Проверка жесткости:

= =0,0038

Предельный прогиб установленный СНиП

< Условие выполняется 

Расчет  вспомогательных  балок

q_бн – нормативная нагрузка от собственного веса балки

Определяем M_max и Q_max

Вычисляем момент сопротивления сечения

Ближайший номер  профиля  по сортаменту двутавр №50 с W_х=1598 см³  

Проверяем прочность  и жесткость принятого сечения

- неравенство  соблюдается

Проверка прочности  по касательным напряжениям:

где S_x – 919 см³  - статический момент полусечения

       J_x – 39727 см⁴ – момент инерции

       t_w – 10 мм – толщина стенки профиля

       R_s  = 0,58 R_y  - расчетное сопротивление стали срезу

 – неравенство соблюдается

Проверка на жесткость балки:

 – неравенство соблюдается

Расход  стали на одну ячейку при усложненном  типе балочной клетки находим по формуле:

Вес 1 м² ячейки: