Рабочая площадка промышленного здания

Содержание
1 Задание на проектирование 3
2 Компоновка балочной клетки 4
3 Сбор нагрузок на 1 м2 настила 5
4 Расчет балки настила 6
4.1 Подбор сечения 6
4.2 Проверки подобранного сечения 8
5 Расчет главной балки 9
5.1 Подбор сечения 9
5.2. Проверки подобранного сечения 12
5.3 Изменение сечения балки по длине 17
5.4 Проверки изменённого сечения 18
6 Расчет колонны 21
6.1 Подбор сечения 21
6.2 Проверки подобранного сечения 22
7 Расчет опирания главной балки на колонну 27
8 Расчет базы колонны 30
Список литературы 35

34* [4]); = 21,5 кН/см2 (табл. 56 [4]); = 37 кН/см2 (табл. 51* [4]; = 0,45*37 = 16,65 (табл. 3 [4]); = 1,0 (п. 11.2* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]).((395,08/43,56)2+(21,38/11,88)2)0,521,5*1,0*1,0;((395,08/50,82)2+(21,38/13,86)2)0,516,65*1,0*1,0;9,25 кН/см221,5 кН/см2 – условие авполняется;7,93 кН/см216,65 кН/см2 – условие выполняется.7 Расчет опирания главной балки на колоннуРис.. Опирание ребра главной балки на колонну (сверху)/Требуемая площадь опорного ребра главной балки из условия смятия торцевой поверхности: = 609,4/36,00/1,0 = 16,93 см2,где = 609,4 кН – опорная реакция главной балки; = 36,00 кН/см2– расчетное сопротивление сталисмятию торцевой поверхности (табл. 1* [4]); = 36,00 кН/см2 – расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению (табл. 51* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]).Назначаем опорные ребра шириной = 8 см. Толщина ребра (с учетом среза угла на 1,5 см): = 16,93/2*(8-1,5) = 1,30 см.Принимаем толщину ребра = 25 мм.Крепление опорных ребер к поясам и стенке балки выполняем полуавтоматической сваркой в среде сварочной проволокой (табл. 55* [4]) диаметром = 2 мм. Согласно п. 12.8 [4], принимаем = 7 мм.Прочность сварных швов, прикрепляющих опорные ребра к стенке балки, проверяем согласно п. 11.2 [4]:– по металлу шва:;– по металлу границы сплавления:,где = 4 - количество сварных швов; = 85*0,9*0,7 = 53,55 см – расчетная длина шва (п. 12.8 [4]); = 0,9, = 1,05 (табл. 34* [4]); = 21,5 кН/см2 (табл. 56 [4]); = 37 кН/см2 (табл. 51* [4]; = 0,45*37 = 16,65(табл. 3 [4]); = 1,0 (п. 11.2* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]).609,4/4/0,9/0,7/53,5521,5*1,0*1,0;609,4/4/1,05/0,7/53,5516,65*1,0*1,0;4,52 кН/см2 21,5 кН/см2- условие выполняется;3,87 кН/см216,65 кН/см2- условие выполняется.Согласно п. 7.12 [4], проверяем опорный участок балки на устойчивость из плоскости балки как стойку (условный опорный стержень), нагруженную опорной реакцией:,где = 2*2,5*0,944+1,0*(16,50+2,5+19,45) = 78,45 см2 – площадь условного опорного стержня; = 16,50 см – расстояние от торца балки до опорного ребра; = 0,65*1,0*(20600/24) = 19,45 см; = 95,6/3,62 = 26,43– гибкость условного опорного стержня; = (1026,54/78,45)0,5 = 3,62 см - радиус инерции условного опорного стержня; = 2,5*(2*8+1,0)3/12+16,50*1,03/12+19,45*1,03/12 = = 1026,54 см4 – момент инерции условного опорного стержня; = 0,944 - коэффициент продольного изгиба условного опорного стержня (табл. 72 [4]).609,4/0,944/78,4523*1,0;8,23 кН/см223,00 кН/см2 – условие выполняется.8 Расчет базы колонныРис. . База колонны.Размеры опорной плиты определяем из условия смятия бетона под плитой (п. 3.81 [6]): = 1224,52/1/0,89 = 1372 см2,где = 2*609,4+5,72 = 1224,52 кН - нагрузка от колонны, включая ее собственный вес; = 1 - при равномерно распределенной местной нагрузке по площади смятия (п. 3.81 [6]); = 1,05 (п. 3.81 [6]) - принимаем предварительно; = 8,5 МПа = 0,85 кН/см2 – расчетное сопротивление бетона класса В12,5 сжатию для предельного состояния первой группы (табл. 2.2 [6]); = 1,05*0,85 = 0,89– расчетное сопротивление бетона сжатию при местном действии нагрузки.Минимальная ширина плиты из условия размещения фундаментных болтов (Рис. 9): = 30+2*1,4+2*4,6 = 42,0 см,где = 2*23 = 46 мм (табл. 39 [4])- минимально допустимое расстояние от центра болта до края конструкции; = 20+3 = 23 мм – диаметр отверстия для фундаментного болта; = 20 мм – диаметр фундаментного болта (табл. 5.6 [1]) (самый маленький).Принимаем = 52 см.Длина плиты: = 1372/52 = 26,38 см. Конструктивно принимаем = 52 см (исходя из условия ).Размеры фундамента в плане принимаем на 20 см больше в каждую сторону от опорной плиты = 7272 см.Согласно п. 3.81 [6], = 0,8*(72*72/52/52)0,5 = 1,11> 1,05 – Перерасчет плиты не требуется.Определяем толщину плиты. Плита работает на изгиб от равномерно распределенной нагрузки: = 1224,52/52/52*1 = 0,45 кН/см.Рассмотрим отдельные участки плиты:I участок: = 0,052*0,45*302 = 20,99 кН*см,где = 0,052 (табл. 1 приложения [8], поскольку на этом участке плита работает как «пластинка, опертая на 4 канта») при = 42/30 = 1,40;II участок:, где определяется по табл. 2 приложения [8], т. к. на этом участке плита работает как «пластинка, опертая на три канта»; = 5,0/30 = 0,17 < 0,5, поэтому в запас прочности значение принимаем как для консоли длиной : = 0,45*5,02/2 = 5,66 кН*см,где = 5,0 см – ширина II участка;III участок: = 0,45*4,6/2 = 4,79 кН*см.Материал плиты – сталь С235 (табл. 50* [4]). Толщина плиты: = (6*20,99/22/1,2)0,5 = 2,18 см,где = 22 кН/см2 (табл. 51* [4]); = 1,2 (табл. 6* [4]).Принимаем = 40 мм.Крепление траверсы к ветвям колонны и опорной плите выполняем полуавтоматической сваркой в среде сварочной проволокой (табл. 55* [4]) диаметром = 2 мм. Согласно п. 12.8 [4], = 7 мм, = 1,2*6,5 = 7,8 мм. Принимаем = 8 мм.Высоту траверсы определяем из условия передачи усилия от ветвей колонны на опорную плиту через сварные швы. Согласно п. 11.2* [4], длина сварных швов:– по металлу шва: = 1224,52/4/0,8/0,8/21,5/1,0/1,0 = 22,25 см;– по металлу границы сплавления: = 1224,52/4/1,0/0,8/16,65/1,0/1,0 = 22,98 см,где = 4– количество сварных швов; = 0,8, = 1,0 (табл. 34* [4]); = 21,5 кН/см2 (табл. 56 [4]); = 37 кН/см2 (табл. 51* [4]; = 0,45*37 = 16,65(табл. 3 [4]); = 1,0 (п. 11.2* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]).Принимаем = 42 см.Проверяем прочность траверсы на изгиб и на срез как балку с двумя консолями. Расчетная схема траверсы приведена на рис. 12. Материал траверсы – сталь С245 (табл. 50 [4]).Рис. . Расчетная схема траверсы.Погонная расчетная нагрузка на один лист траверсы: = 0,45*52/2 = 11,77 кН/см.Максимальный изгибающий момент: = 11,77*422/8-11,77*5,02/2 = 2449,04 кН*см.Максимальная поперечная сила в траверсе: = 11,77*52/2 = 306,13 кН.Нормальные напряжения в траверсе вычисляем по формуле (28) [4]:; = 2449,04/411,6024*1,0,где = 24 кН/см2 (табл. 51* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]); = 1,4*422/6 = 411,60 см3 – момент сопротивления сечения траверсы;5,95 кН/см224 кН/см2 - условие выполняется.Касательные напряжения вычисляем по формуле (29) [4]:; = 306,13*308,70/8643,60/1,413,92*1,0,где = 1,4*422/8 = 308,70 см3 – статический момент половины сечения траверсы; = 1,4*423/12 = 8643,60 см4 – момент инерции сечения траверсы; = 0,58*24 = 13,92 кН/см2 (табл. 51* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]);7,81<13,92 - условие выполняется.Принимаем = 45 см.Касательные напряжения в траверсе: = 306,13*354,38/10631,25/1,413,92*1,0,где = 1,4*452/8 = 354,38 см3; = 1,4*453/12 = 10631,25 см4.7,29 кН/см2<13,92 кН/см2 - условие выполняется.Список литературыМандриков А. П. Примеры расчета металлических конструкций: Учебное пособие для техникумов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 431 с.Кудишин Ю. И., Беленя Е. И., Игнатьева В. С. и др. Металлические конструкции: Учебник для студ. высш. учеб. заведений/Под общ. редакцией Ю. И. Кудишина – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 688 с.Горев В. В., Уваров Б. Ю., Филиппов В. В. и др. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы стальных конструкций: Учебное пособие для строит. вузов/Под ред. В. В. Горева. – М.: Высш. шк., 1997. – 527 с.СНиП II-23-81*. Стальные конструкции/Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000. – 96 с.Лапшин Б. С. К расчету балок в упругопластичсской стадии по СНиП И-23-81*: в кн.: Металлические конструкции и испытания сооружений / Б. С. Лашлин /У Межьуз. темат. сб. ip. - Л.: ЛИСИ, 1984. - С. 68-75.СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций.ГОСТ 26020-83. Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент.СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия/Госстрой России. – М.: ГУПЦПП, 2003. – 36 с.Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 52-101-2003). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. – М.: ОАО «ЦНИИПромзданий, 2005. – 214 с.