Рабочая площадка промышленного здания

Содержание
1.Исходные данные 3
1. Сбор нагрузок 4
2. Расчёт второстепенной балки 6
3. Конструирование и расчет главной балки 8
3.1. Сбор нагрузок и статический расчёт 8
3.2. Компоновка составного сечения 9
3.3. Проверка прочности главной балки по касательным напряжениям 12
3.4. Проверка общей устойчивости 14
3.5. Проверка местной устойчивости стенки 15
3.6. Расчет поясных швов 15
3.7. Конструирование и расчет монтажного стыка 16
3.7.1. Болтовой стык пояса 17
3.7.2. Болтовой стык стенки 19
4. Расчет колонны 21
4.1. Расчетная схема, определение нагрузки, статический расчет. 21
4.2. Подбор сечения и проверка устойчивости колонны 22
4.2. Проверка подобранного сечения 22
4.3. Конструирование и расчет базы колонны 23
5. Расчет сопряжения балки настила с главной 26
Список используемой литературы 27

Рис. 9 Монтажный стык стенки балкиИзгибающий момент, приходящийся на стенку, уравновешивается суммой внутренних пар усилий, действующих на болты, расположенные на стыковой полунакладкесимметрично относительно нейтральной оси балки: Mw=, где:m- число вертикальных рядов болтов в одной полунакладке;ai – плечо пар усилий в равноудаленных от нейтральной оси болтах.Все усилия Ni можно выразить через N1 из подобия треугольников:и т.д.; Поскольку N1=Nmax и a1=amax, расчет монтажного стыка стенки ГБ можно свести к следующей формуле:.В случае соединения одним болтом 3-х листов каждый болт имеет две поверхности трения, поэтому усилие, которое может быть воспринято одним болтом, равно:<условие выполняется, несущая способность одного болта больше того усилия, которое необходимо воспринять болтом крайнего ряда (максимальное усилие, возникающее в монтажном стыке стенки).Прочность главной балки не будет нарушена, если площадь отверстий под болты в стенке не превысит следующего значения: Зная диаметры отверстий под болты, определяем фактическую площадь отверстий и сравниваем её с допустимой:;, прочность сечения ГБ, ослабленного отверстиями под болты, будет обеспечена.4. Расчет колонны4.1. Расчетная схема, определение нагрузки, статический расчет.Нагрузка на колонну Nможет быть определена как сумма опорных давлений главных балок, опирающихся на колонну.В нашем случае N = RБ·1,005 = 899,61,005 = 904,1 кН,где 1,005 – коэффициент, учитывающий вес колонны.Определим отметку верха колонны. В нашем случае при сопряжении второстепенной балки с главной в одном уровне:Здесь dн – отметка настила (пола) площадки, tж.б.плиты – принятая ранее толщина железобетонной плиты, hгл.балки– высота сечений главной балки,Длина колонны lк = dв.к. –dн.к.= 5,97 – ( –0,4)= 6,37 м,где dн.к. – отметка низа колонны.Расчетная схема колонны представлена на рис.7.Расчетные длины относительно обеих главных осей:lx = ly = lef = μlк = 1·6,37 = 6,37мРис. 7 Расчетная схема колонны4.2. Подбор сечения и проверка устойчивости колонныНагрузка на колонну N = 904,1 кН. Задаемся в первом приближении значением . При этом гибкость 0 = 58.Тогда требуемая площадь сечения:Принимаем сварное сечение из трех листов.ПринимаемПридерживаясь соотношения получаем округляя назначаем , тогда на долю поясов приходится площадь;,отсюда требуемая толщина одного поясаокругляя назначаем 4.2. Проверка подобранного сеченияФактическая площадьМинимальный момент инерцииСоответствующий радиус инерцииНаибольшая гибкостьУсловная гибкость и коэффициент продольного изгиба Производим проверку сечения по формуле:Проверяем местную устойчивость стенки колонны. Стенка колонны устойчива, если условная гибкость стенки меньше или равна предельной гибкости .Условная гибкость стенки:Предельная условная гибкость:, следовательно стенка устойчива.Проверяем местную устойчивость полок.Условная гибкость свеса сжатой полки:Предельная условная гибкость:Устойчивость полок обеспечена.4.3. Конструирование и расчет базы колонныШирина опорной плиты базы колонны назначается конструктивно:B=h+2∙a= 28см+2∙8см=42см, где: h - высота ветви колонны;a - свес плиты, ориентировочно принимаемый равным 5-10 см.Рис. 8 База колонныНагрузка, действующая на плиту базы, равна усилию в колонне. Материал фундамента- бетон B10, Rb=0,87кН/см2. Из условия обеспечения прочности бетона фундамента найдем необходимую площадь плиты: .Тогда необходимая длина плиты базы:Исходя из удобства размещения анкерных болтов назначаем плиту сечением 45х45 смРасчетной нагрузкой на плиту является давление, равное напряжению в фундаменте: Определим изгибающий момент на различных участках в плите. Расчет участка плиты следует производить как консоли, при b/a0,5: Если b/a>0,5, то правильнее рассматривать плиту как пластинку при опирании на три канта: где коэффициент принят по таблице 8.7[3]При опирании на четыре канта: где коэффициент принят по таблице 8.6[3].Уч. 1 работает как консольная балка с пролетом а=7,7см: Уч. 2 работает как консольная балка при b/a=7,7/28 = 0,28Уч. 3 работает как пластина, опертая на четыре канта. При b/a=13,6/28 = 0,49, считаем что участок работает как консольный:Требуемую толщину плиты определим по максимальному моменту:, принимаем плиту толщиной tпл=36 мм.Прикрепление траверсы к колонне выполняется полуавтоматической сваркой в углекислом газе, сварочной проволокой Св-08ГА Rwf=20,5кН/см2 при типе электрода Э46(ГОСТ9467-75*), f=0,7 z=1.Rwz=0,45Run=0,45∙40,0=18,0кН/см2.Высота траверсы определяется из условия размещения сварных швов, крепящих её к стержню колонны. Необходимая длина швов при высоте катета kf=8мм (толщину траверсы назначаем как и планок равной 8мм):по металлу шва: по границе сплавления: По наибольшему значению lw назначаем высоту траверсы 20 см.Согласно п. 12.8 , расчетная длинна флангового шва должна быть не более 85∙f∙kf.85∙f∙kf=85∙1∙0,8 = 68см20см < 68см, требование к максимальной длине швов выполняется. Консоль в данном траверсе невелика и проверка прочности на изгиб не требуется.5. Расчет сопряжения балки настила с главнойРасчет сопряжения балок заключается в определении числа болтов, прикрепляющих балки друг к другу. Расчетной силой является опорная реакция второстепенной балки, увеличенная на 20% вследствие внецентренности передачи усилия на стенку главной балки. Расчётное значение нагрузки, действующей на второстепенную балку с учетом ее собственного веса:N = 1,2144,9 = 173,9 кН.В качестве болтов используются высокопрочные болты d=16 мм из стали марки 30Х2НМФА по ГОСТ 22356-77*, перед постановкой накладок поверхности соединяемых элементов обрабатываются пескоструйным аппаратом.Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, следует определять по формуле (131*) [1]:Qbh=(RbhbAbn)/h,Rbh=0,7Rbun=0,7135,0=94,5 кН/см2; b=0,9, при 5n<10; Abn=2,01 см2, для болта d=16 мм.=0,58;h=1,02 – при статической нагрузке и разности номинальных диаметров отверстий и болтов d=14 мм.Qbh=(94,5∙0,9∙2,01∙0,58)/1,02=97,2 кН.Количество высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы следует определять по формуле (132*) [1]:; , принимаем n=2.Smin,кр=1,3d=1,316=20,8 мм, Smax,кр=4d=416=64 мм, Smin,ср=2,5d=2,516=40 мм, Smax,ср=8d=816=128 мм, Список используемой литературы1. СНиП II-23-81*. Нормы проектирования. Стальные конструкции. Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, 1990.2. СНиП 2.01.07-85. Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, 1987.3. Металлические конструкции. Общий курс /Под общ. ред. Е.И. Беленя.- М.: Стройиздат, 1985.4. Металлические конструкции. В 3 т. Т.1./Под ред. В.В. Горев.- М.: Высш. шк., 1997.5.Металлические конструкции. Общий курс/Под ред. Г.С. Веденикова. – М.: Стройиздат, 1998.