Рабочая площадка промышленного здания

отсутствует
...

Содержание
1.Исходные данные 3
1. Сбор нагрузок 4
2. Расчёт балки настила 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 21
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

отсутствует

Минимальная толщина стенки ГБ определяется из условия её прочности при работе на срез:.Здесь в качестве параметра h используется некоторое предварительное значение высоты балки, которое принимается равным .Rs = 0,58Ry = 0,5824 = 13,92 кН/см2 – расчётное сопротивление стали сдвигу, определяемое по табл.1* [СНиП II-23-81*]; , Принятая толщина стенки больше минимальной.Размеры стенки hwtw=86010 мм.Определение размеров полокМомент инерции стенки балки определяется как момент инерции прямоугольного сечения:Толщину полки листа принимаем Требуемый момент инерции при принятой высоте будет равен:Требуемый момент инерции пояса: - расстояние между собств. осями полокШирину полки ГБ принимаем по действующему сортаменту листовой стали с учётом принятой толщины листа и назначается не менее требуемойпо площади сечения полки. принимаем полки ГБ из стали универсальной по ГОСТ 82-70* шириной bf = 30 см.Размеры полок bftf=30020 мм.В изгибаемых элементах отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине следует принимать не более значений, определяемых по табл. 30 [СНиП II-23-81*]. Для неокаймленного свеса при расчете в пределах упругих деформаций отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине должно удовлетворять следующему условию:Расчетная ширина свеса поясных листов в соответствии с п. 7.22 [СНиП II-23-81*] принимается равной расстоянию от грани стенки до края поясного листа: - условие выполняется т.е. принятые размеры полки ГБ удовлетворяют условиям местной устойчивости.Имеем сечение главной балки со следующими геометрическими характеристиками:Аw=86∙1,0 = 86,0 см2;Аf = 30∙2,0 = 60,0 см2;А=86 + 2∙60 = 206,0 см2;Рис. 4 Сечение главной балкиПроведем проверку прочности главной балки:3.3. Проверка прочности главной балки по касательным напряжениямПроверку прочности по касательным напряжениям элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле:, где:- максимальное по длине балки значение поперечной силы;- моменты инерции сечения балки, в котором возникает максимальная поперечная сила; - статический момент полусечения балки, в котором возникает максимальная поперечная сила.Rs = 0,58∙Ry = 0,58∙24 = 13,92 кН/см2 – расчётное сопротивление стали сдвигу, определяемое по табл.1* [СНиП]; <- условие выполняется, т.е. прочность главной балки по касательным напряжениям обеспечена.По всей длине ГБ (за исключением сечений, в которых М и Q равны нулю) изгибающий момент и поперечная сила действуют совместно. Поэтому, помимо раздельных проверок и , необходима проверка совместного действия нормальных и касательных напряжений. Эту проверку выполняют в сечениях наиболее неблагоприятного сочетания изгибающих моментов и поперечных сил на опоре главной балки Мх = 463,1 кНм, Qх = 763,9 кН.Для стенок балок, рассчитываемых по прочности должны выполняться условия [СНиП II-23-81*]:1) ;2) ;где: и - нормальные напряжения в серединной плоскости стенки, соответственно параллельные и перпендикулярные оси балки;- касательное напряжение, воспринимаемое стенкой.Второе условие в данном случае практически ничем не отличается от проверки прочности ГБ на касательные напряжения, следовательно, это условие уже обеспечено. ; < условие выполняется, т.е. прочность сечения главной балки на совместное действие нормальных и касательных напряжений обеспечена.3.4. Проверка общей устойчивостиПроверка общей устойчивости ГБ осуществляется в соответствии с требованиями п. 5.15 СНиП II-23-81*. Проверку общей устойчивости можно не проводить, если соблюдены требования п. 5.16* СНиП II-23-81*: отношение расчетной длины балки к ширине сжатого пояса не превышает значений, определяемых по формулам табл. 8* СНиП II-23-81* для балок симметричного сечения.Наибольшее значение lef/b, при котором не требуется расчет на устойчивость сварных балок определяется по формуле (37) [СНиП II-23-81*]:, где:b и t- соответственно ширина и толщина сжатого пояса;h- расстояние между осями поясных листов.Для того, чтобы найти фактическое отношение расчетной длины балки к ширине сжатого пояса, необходимо определить расчетную длину балки. Согласно п.5.15 [СНиП II-23-81*] за расчетную длину балки следует принимать расстояние между точками закрепления сжатого пояса от поперечных смещений. В данном случае за расчетную длину балки ГБ следует принять шаг балок настила, равный 2,425 м., т.е. общую устойчивость ГБ проверять не требуется.3.5. Проверка местной устойчивости стенкиПроверка и обеспечение местной устойчивости стенки ГБ выполняется в зависимости от значения условной гибкости стенки, которая определяется по следующей формуле: .Значение условной гибкости стенки не превышает 3,2, поэтому укреплять поперечными ребрами жесткости в соответствии с требованиями п.7.10 СНиП II-23-81* не требуется. 3.6. Расчет поясных швовСоединение поясных листов ГБ со стенкой осуществляется поясными швами. При изгибе балки это соединение предотвращает сдвиг поясов относительно стенки балки, который имел бы место при самостоятельной раздельной работе элементов балки на изгиб. Расчет соединений ведется на силу сдвига пояса относительно стенки. В сварных балках сдвигающая сила T, приходящаяся на 1 см длины балки, определяется через касательные напряжения:, где: – статический момент пояса относительно нейтральной оси сечения балки.Сварные швы, соединяющие стенки и пояса составных двутавров балок, следует рассчитывать согласно табл. 37* . В случае неподвижной нагрузки двусторонние угловые швы рассчитываются по формулам:;;где T- сила, сдвигающая пояс балки относительно стенки.f =0,7; z=1,0 – коэффициенты глубины проплавления шва, принимаемые по табл.34* [СНиП II-23-81*] (для ручной сварки);wf=1; wz=1 – коэффициенты условий работы сварного шва;Rwf =20,5 кН/см2 – расчётное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами, принимаемое для электрода типа Э46 по табл.56 [СНиП II-23-81*];Rwz=0,45Run =0,4548,0=21,6 кН/см2 – расчётное сопротивление металла границы сплавления сварного соединения с угловыми швами, принимаемое по табл.3 [СНиП II-23-81*], Высота катета шва из условия прочности металла шва:.Высота катета шва из условия прочности металла границы сплавления:.Высота катета шва из конструктивных требований определяется по табл.38*. Минимальная высота катета шва при толщине наиболее толстого из свариваемых элементов t=20 мм для таврового соединения с двусторонними угловыми швами при ручной сварке для стали с пределом текучести до 430 МПа равна kf = 10 мм. Окончательно высота катета шва, соединяющего пояс и стенку главной балки, назначается kf = 10 мм.3.7. Конструирование и расчет монтажного стыкаМонтажный стык ГБ устраиваем в среднем отсеке на расстоянии 8,5 м от опоры.Усилия в сечении: Изгибающий момент, воспринимаемый стенкой ГБ: где:Iw – фактический момент инерции стенки ГБ.Ix – фактический момент инерции всего сечения ГБ.Усилие, воспринимаемое поясом ГБ:где:hef – расстояние между осями поясных листов, являющееся плечом изгибающего момента. Монтажный стык главной балки является стыком на высокопрочных болтах.3.7.1. Болтовой стык пояса Для расчета принимаем следующее соединение: стык поясов перекрывается тремя накладками - одной сверху сечением 241,2 см и двумя снизу сечением 101,2 см, в качестве болтов используются высокопрочные болты d=20 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* СНиП II-23-81*]: где:Rbh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта, определяемого по формуле (3) [СНиП II-23-81*] в зависимости от наименьшего сопротивления болта разрыву Rbun; b=0,9 - коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия, при 5n10;Abn= 2,25см2- площадь сечения болта нетто, определяемая по табл.62*[ СНиП II-23-81*], для болта d=20 (мм); и h - соответственно коэффициент трения и коэффициент надежности, принимаемые по табл. 36* [СНиП II-23-81*]; =0,58; h=1,02 – при статической нагрузке и разности номинальных диаметров отверстий и болтов d=14 мм.Rbun=135кН/см2 [по табл. 61* СНиП II-23-81*], для болта d=20 мм из стали марки 30Х2НМФА по ГОСТ 22356-77*)Rbh=0,7∙ Rbun=0,7∙135=94,5кН/см2;Количество высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы следует определять по формуле [132* СНиП II-23-81*]:, где:k- количество поверхностей трения соединяемых элементов (в случае соединения одним болтом 3- х листов k=2).Принимаем 6 болтов d=20 мм, устанавливаемых в отверстия d=22 мм. Указанное количество болтов устанавливается по каждую сторону от центра стыка.Рис. 8 Монтажный стык полки балкиЗная диаметры отверстий под болты, можно определить фактическую площадь отверстий и сравнить её с допустимой:, где: n1- количество болтов в одном сечении балки.т.е. прочность сечения главной балки, ослабленного отверстиями под болты, обеспечена.Болты следует размещать в соответствии с табл. 39 (СНиП), предъявляющей конструктивные требования к болтовому соединению - расстояния между центрами болтов в любом направлении и расстояние от центра болта до края элемента.Smin,кр=1,3d=1,320=26мм, Smаx,кр=4d=420=80 (мм), Smin,ср=2,5d=2,520=50мм, Smax,ср=8d=820=160 (мм), 3.7.2. Болтовой стык стенкиДля расчета принимается следующее соединение: стык стенки перекрывается двумя накладками с двух сторон сечением 820,8 см.