Расчет плоского и ребристого стального настила

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА

Кафедра «Строительные конструкции, основания и фундаменты»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Металлические конструкции»

«Проектирование рабочей площадки»

Гомель, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 4

1. Разработка схемы усложненной балочной клетки. 5

1.1 Расчет плоского и ребристого стального настила. 5

1.2.1 Определение оптимального шага балок настила. 8

1.2.2 Подбор сечения балок настила. 9

1.4 Сравнение вариантов. 13

1.5 Проверочные расчеты элементов балочной клетки. 14

2. Проектирование главной балки. 16

2.4. Проверка общей и местной устойчивости балки. 20

2.5. Расчет деталей сварной балки. 23

3. Расчет центрально сжатых колонн. 27

3.1. Расчет сплошных колонн. 27

3.3. Расчет соединительных планок. 34

3.4. Проектирование оголовка и базы колонны. 36

Список используемой литературы.. 40

Введение

Балки являются основным и простейшим конструктивным элементов, работающим на изгиб. Их широко применяют в конструкциях гражданских, общественных и промышленных зданий, междуэтажных перекрытиях, мостах, эстакадах, в виде подкрановых балок производственных зданий, в конструкциях гидротехнических шлюзов и затворов и других сооружениях.

В курсовой работе будут решены основные вопросы проектирования рабочей площадки:

- компоновка балочной клетки;

- расчет настилов, прокатных и сварных балок и их деталей в упругой и пластической стадии работы;

- проектирование центрально сжатых сплошных и сквозных колонн и их элементов.

Разработка схемы усложненной балочной клетки

Расчет плоского и ребристого стального настила

Толщина настила являются исходными величинами, определяю­щими схему балочной клетки. Пролет настила зависит от нагрузки , толщины листа и требуемой жесткости настила .

По заданию на курсовой проект толщина настила принимается при нормативной нагрузке на площадку .

Поскольку нагрузка на настил не превышает , а требуемый прогиб – 1/150, то его будем рассчитывать по второй группе предельных состояний – по жесткости.

Рисунок 1. Расчетная схема настила

Для полосы настила единичной ширины предельное отношение из условия требуемой жесткости определяется следующим выражением:

где – величина, обратная предельному прогибу, ;

– нормативная нагрузка на настил, .

где – модуль упругости стали, Е = 2, 06∙ 105 МПа;

μ – коэффициент Пуассона, μ = 0, 3.

Используя формулу (1) получаем величину предельного пролета настила:

.

Согласно таблице 1.14 [1], принимаем пролет настила равным .

Прочность и жесткость настила при принятых его размерах проверяем по формулам:

где – распор, возникающий в настиле, шириной 1 см;

– изгибающий момент в настиле с учетом распора;

– балочный изгибающий момент от расчетной нагрузки.

– расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу установленное по пределу текучести, согласно таблице 51 [3], .

Поскольку

,

тогда цилиндрическая жесткость будет равна:

,

.

Изгибающий момент в настиле определяется по формуле:

,

где – балочный изгибающий момент от расчетной нагрузки;

α – величина, определяемая из кубического уравнения;

,

где – балочный прогиб настила от нормативной нагрузки;

,

.

Подставив полученное значение получим:

.

Решив данное кубическое уравнение, получим .

Балочный изгибающий момент от расчетной нагрузки определяем по формуле:

где – коэффициент надежности по нагрузкам, .

,

.

Распор, возникающий в настиле, определяется по формуле:

,

.

Подставив полученные значения получим:

,

прочность настила обеспечена.

.

Относительный прогиб будет равен:

,

прогиб обеспечен, условие выполняется.

Толщину одностороннего сварного шва, прикрепляющего настил к балкам, будем рассчитывать на распор .

Для ручной сварки при электроде Э-42 по таблице 34 [2] коэффициенты формы принимаем равными: , ; расчетное сопротивление по металлу шва, согласно таблице 56 [2], ; расчетное сопротивление по металлу границы сопротивления определяем из формулы:

,

где – нормативное сопротивление стали, принимаемое согласно таблице 51 [2], .

.

Так как то расчет ведем по сечению металла шва.

Катет шва:

,

.

Принимаем , согласно таблицы 38* [2].