Файл: Балочная конструкция рабочей площадки.docx

МИНЕСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

*************** «*****************************************»


Кафедра строительства, энергетики и транспорта

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Металлические конструкции»

На тему: «Балочная конструкция рабочей площадки»

Выполнил: студент группы*********

***********

Проверил: *************


2023 год

Содержание

Введение

Балочная клетка представляет собой систему пересекающихся несущих балок, предназначенных для опирания настила перекрытий. В зависимости от схемы расположения балок балочные клетки делят на три типа: упрощенные, нормальные и усложненные.

В упрощенной балочной клетке нагрузка от настила передается непосредственной на балки, располагаемые обычно параллельно короткой стороне перекрытия, затем на вертикальные несущие конструкции (стены, стойки и др.). Такой вариант балочной клетки используется обычно в гражданских бескаркасных зданиях, где небольшие нагрузки и небольшие пролеты.

В промышленных здания обычно используют нормальную и усложненную компоновку балочных клеток. Здесь настил опирается на балки настила, которые опираются на главные балки (нормальный вариант балочной клетки) или на вспомогательные балки, а последние - на главные балки (усложненный вариант балочной клети).

На основании исходных данных в курсовом проекте необходимо запроектировать балочную клетку, состоящую из элементов настила, балок настила, главных балок и металлических колонн, передающих нагрузку на фундамент.

Исходные данные

Запроектировать отдельно стоящую стальную рабочую площадку в

---

производственном здании по следующим данным:

1. 
   Тип балочной клетки рабочей площадки – нормальный;
   
2. 
   Шаг колонн вдоль здания – 12 м;
   
3. 
   Шаг колонн поперек здания – 7 м;
   
4. 
   Шаг балок настила в рабочей площадке – 1 м;
   
5. 
   Толщина настила из листового металла – 6 мм;
   
6. 
   Возвышение верха площадки над полом – 10,7 м;
   
7. 
   Минимальный габарит помещения в свету под перекрытием – 9 м;
   
8. 
   Тип сопряжения балок в балочной клетке – в одном уровне с высотой балочной клетки;
   
9. 
   Балки настила – прокатный сортамент;
   
10. 
    Главная балка – сварная;
    
11. 
    Колонна – сварная сквозного сечения ;
    
12. 
    Нормативная интенсивность – 8 кН/м²;
    
13. 
    Коэффициент надежности по временной нагрузке – 1.2;
    
14. 
    Коэффициент надежности по постоянной нагрузке – 1.05;
    
15. 
    Коэффициент условий работы – 1;
    
16. 
    Заводские соединения выполняются на сварке;
    
17. 
    Монтажные соединения на болтах нормальной точности и на высокопрочных болтах;
    

1. Компоновка балочной клетки

Принимаем нормальный тип балочной клетки LxB = 12 x 7м. Главные балки располагаем в продольном направлении, перекрывая, таким образом, больший пролет L=12 м (рис.1)с шагом 7м.

Балки настила располагаем в поперечном направлении с шагом .



Рис.1 Компоновка ячейки балочной клетки:

1. 
   – главная балка; 2 – балка настила
   

1. . Расчёт стального настила

Рис.2 Конструктивная и расчетная схемы настила

---

Толщина настила составляет по заданию t_н = 6 мм.

1.2. Расчёт балок настила

Выполним предварительный подбор сечения балки без учёта её собственного веса с применением стали ВСт3пс6-1 с кН/см². Нормативная и расчётная погонная нагрузки на балку настила:



кН/м

где, =0,03 - нормативный погонный вес балки настила (3% от ^q_n1) кH  м;

^q_n1= 8 кН/м² – временная распределенная нагрузка на балку;

q_n2  _st_н 78,5  0,006 0,47 кH/м² – нагрузка от собственного веса настила, здесь, _s 78,5 кH/м³ – объёмный вес стали; t_н 6 мм – толщина настила;

^_f1 = 1,05^{, }_f2 = 1,2 – коэффициенты надёжности по нагрузке от собственного веса стальных конструкций (постоянная) и временной нагрузки;

а = 1 м – ширина грузовой площади (рис. 3).


Рис.3 К расчету балки настила: 1 – главная балка; 2 – балка настила;

3 – настил

Величина максимального изгибающего момента, действующего в середине пролета рассматриваемой балки, определяется как:

кН⋅м;

где, В = 7 м – пролет балки настила;

Максимальное перерезывающее усилие действует на опорах:

кН

Требуемый момент сопротивления определяем с учётом развития пластических деформаций, предварительно назначив с₁ = 1 по формуле:

см³

где = 1 – коэффициент условий работы конструкции;

---

R_y = 24 кН/см² – расчетное сопротивление стали при изгибе по пределу текучести.

Назначаем двутавр № 27 по ГОСТ 8239–89 с характеристиками сечения:

=371 см³; =5010 см⁴; =163 см³; ;

; ; кг/м.

Нагрузка от собственного веса балки составит:

= 0,315 кН/м

Её доля по отношению к общей нагрузке на балку составляет:



В связи с чем уточнение нагрузки не требуется. Проверку прочности балки выполняем по формулам:





где, = 14 кH/см² – расчётное сопротивление стали срезу; с₁ = 1 – коэффициент, учета пластических деформаций.

Прочность балки обеспечена.

Проверка относительного прогиба балки настила:

м

где, кН/см² – модуль упругости стали;

= 5010 см⁴ – момент инерции.
Жёсткость балки обеспечена.

Общая устойчивость балки обеспечена настилом, опирающимся на её сжатый пояс и жёстко с ним соединённым.

Настил привариваем к балкам настила автоматической сваркой под слоем флюса. Для автоматической сварки с учётом стали и климатического района строительства можно использовать сварочную проволоку Св-08А.2.

---

2. 
   Конструирование и расчёт главной балки
   

Рис.4 Расчетная схема главной балки
Нормативная и расчётная погонные нагрузки на главную балку:

кН/м

кН/м

где,

= 8,71 кН/м – нормативная распределенная нагрузка на балку настила;

= 10,35 кН/м – расчетная распределенная нагрузка на балку настила;

0,01 ^q_n В- нормативный погонный вес главной балки (1% от ^q_n) кH  м;

В = 7м – пролет балки настила;

^q_n= 8 кН/м² – нормативная интенсивность временной распределенной нагрузки на балку;

^_f1 = 1,05 – коэффициенты надёжности по нагрузке от собственного веса стальных конструкций (постоянная);

Расчётные усилия:

Максимальный расчетный изгибающий момент в середине балки:

кН⋅м

Максимальное перерезывающее усилие действует на опорах:

кН

2.1. Компоновка и подбор сечения балки

Главную балку изготавливаем сварной, состоящей из трех листов: стенки, верхнего и нижнего поясов. Требуемый момент сопротивления определяем с учётом развития пластических деформаций по формуле, предварительно назначив с₁ = 1,1:

см³

где, = 1 – коэффициент условий работы конструкции;

R_y = 28 кН/см² – расчетное сопротивление стали при изгибе по пределу текучести.

Ориентировочно назначаем толщину стенки 8 мм. Оптимальную высоту балки определим по формуле:

---