Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Курсовик Конструирование и расчет рабочей площадки производственного здания. Расчет и конструирование фермы.

Информация:

Тип работы: Курсовик. Предмет: Строительство. Добавлен: 01.11.2013. Сдан: 2008. Страниц: 30. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Самарский Государственный Архитектурно-Строительный
Университет

Кафедра МДК


Курсовой проект
«Конструирование и расчет рабочей площадки производственного здания. Расчет и конструирование фермы»

Разработала: студентка 4 курса,
ФТГС, ГСХ гр. С-47
***********
Проверил: *************


Самара 2008

Содержание
ЗАДАНИЕ

Часть 1. Компоновка и выбор схемы балочной клетки
1. Компоновка и выбор балочной клетки 3
2. Подбор сечения балки настила 4
3. Расчёт стального листового настила 5
4. Проверка прочности и жесткости балок настила 6

Часть 2. Расчёт главной балки
1. Расчетная схема, нагрузки и усилия 6
2. Компоновка сечения главной балки 7
3. Проектирование ребер жесткости главной балки 9
4. Проверка устойчивости стенки 10
5. Проверка прочности сечения балки 10
6. Расчет и проектирование укрупнительного стыка ГБ нам высокопрочных болтах 11
7. Расчет сварного шва соединяющий стенку ГБ с полкой 13
8. Расчет опорного ребра ГБ 13

Часть 3. Расчёт и конструирование колонны
1. Расчетная схема. Расчетное усилие 16
2. Компоновка и подбор сечения 16
3. Конструкция и расчет оголовка колонны 18
4. Конструкция и расчет базы колонны 19

Часть 4. Конструирование и расчёт сопряжения балок настила с главной балкой 21

Часть 5. Конструирование и расчёт фермы
1. Сбор нагрузок на ферму 22
2. Определяем усилия в стержнях фермы путем вырезания узлов 22
3. Подбираем сечения стержней 24
4. Расчет сварных швов в 3-х узлах 28


Часть 1. Компоновка и выбор схемы балочной клетки

1. Компоновка и выбор балочной клетки

Рабочая площадка состоит из элементов, образующих балочную клетку: главных балок, вспомогательных балок, самого настила, связей (рис.1).

Рис.1. Схема рабочей площадки

Расстановку балок в плане выполняют для одной ячейки размерами Lxl, считая, что остальные ячейки будут такими же (рис.2).


Рис.2. Типовая ячейка балочной клетки

По колоннам вдоль большого шага устанавливают главные балки (ГБ), а по ним - балки, поддерживающие настил (БН). Шаг балок настила а выбирается таким образом, чтобы ему был кратен размер L. При расстановке БН учитывают, что они не должны опираться на ГБ в середине пролета, поскольку в этом месте устраивается укрупнительный стык.
Рекомендуется шаг а назначать в зависимости от типа настила и заданной нормативной нагрузки на рабочую площадку. В соответствии с этим принимаем шаг балки настила а = 1 м.
n = L/а = 6000/1000 = 6 шт.

2. Подбор сечения балки настила


Рис. 3. Расчетная схема балки настила

1. Осуществляем сбор нагрузок на балку настила:
Погонная нагрузка на балку настила:
- нормативная величина:

- расчетная величина:

Р – заданная нормативная временная нагрузка на квадратный метр площадки;
?f = 1,2 - коэффициент надежности по временной нагрузке;
1,05 – коэффициент, учитывающий приближенно вес настила и балок настила.

2. Подбор прокатных балок настила осуществляется:
- из условия их прочности с учетом развития пластических деформаций.
, (1)
Ry – расчетное сопротивление стали, Ry=230 МПа;
- изгибающий момент от расчетных нагрузок;
?с = 1,0 - коэффициент условий работы;

- и условия жесткости:
, (2)
n0 – нормируемое минимальное отношение пролета балки к её пролету (n0 = 150).

3. Из условия прочности (1) определяем требуемый момент сопротивления:

4. Имея в виду, что для данной расчетной схемы:
,
из условия жесткости (2) определяем требуемый момент инерции:

5. По сортаменту двутавров подбираем необходимый профиль, у которого Wx ? Wтр и Ix ? Iтр.
Принимаем двутавр № 25 Б1, у которого Wx = 285,3 см3, Ix = 3537 см4.

3. Расчет стального листового настила

Настил укладывается на балки настила и приваривается к ним сплошными угловыми швами (рис.4).
Рис. 4. К расчету листового настила

1. По заданной нагрузке p и значению n0 для настила определяют предельное отношение пролета настила к его толщине:


где Е1 – приведенный модуль упругости:

? – коэффициент Пуассона.


2. Уточнение нагрузки на балку настила:
- нормативная величина:
,


- расчетная величина:


4. Проверка прочности и жесткости балок настила

1. Проверка по прочности:



2. Проверка по деформативности:




Часть 2. Расчет главной балки

1. Расчетная схема, нагрузки и усилия

1. Сбор нагрузок главной балки:
Погонная нагрузка на балку настила:
- нормативная величина:

- расчетная величина:

Р – заданная нормативная временная нагрузка на квадратный метр площадки;

2. Подбор прокатных балок настила осуществляется:
- из условия их прочности:
, (1)
Ry – расчетное сопротивление стали, Ry=230 МПа;
- изгибающий момент от расчетных нагрузок;
?с = 1,0 - коэффициент условий работы;

- и условия жесткости:
, (2)
n0 – нормируемое минимальное отношение пролета балки к её пролету (n0 = 200).


2. Компоновка сечения главной балки

1. Сечение ГБ компонуется из 3-х листов (рис. 5): вертикального листа (стенка) и 2-х горизонтальных (полки). Высота балки h принимается в результате сопоставления строительной, минимальной и оптимальной высоты.


Рис. 5. Сечение главной балки

Строительная высота hc диктуется заданными отметками верха настила hн и подплощадочного габарита hр. При этом строго соблюдается верхняя отметка, так как здесь находится оборудование, обслуживающее технологический процесс. Отметка низа конструкций может быть поднята, но не может быть опущена, так как под балочной клеткой должен быть соблюден габарит (рис. 6).

где ? – зазор, учитывающий прогиб ГБ; принимается не менее L/n0=6000/200=30мм
Из условия предельного состояния по жесткости определяют минимальную высоту сечения hmin , при которой расчетные напряжения ? = Ry, т.е. полностью используется прочность материала:



Рис. 6. К определению строительной высоты главной балки

Оптимальная высота hОРТ определяется из условия минимума массы. Приближенно эту высоту можно определить по формуле:

?w – гибкость стенки, равна 4,5.
Высоту сечения h назначают в зависимости от соотношений между полученными значениями hc , hmin, hОРТ:
А) если hc ? hОРТ > hmin, принимаем h = hОРТ;
Б) если hc > hmin > hОРТ , принимаем h = hmin;
В) если hmin < hc < hОРТ , принимаем h = hc;
Г) если hc ? hmin , принимаем h = hc.

hc = 1960 мм,
hmin = 230 мм,
hОРТ = 268,5 мм.
1960 ? 268,5 > 230
Так как:
,
то принимаем этажное сопряжение.

2. Определение требуемых характеристик элемента сечения балки:
- высотой стенки задаемся конструктивно – hw = 500 мм.
- толщина стенки tw рассчитывается из условия оптимальности, прочности и устойчивости:
o Из условия оптимальности сечения первоначально определяется величина:

o Из условия прочности стенки на срез в опорном сечении:



o Во избежании постановки продольных ребер жесткости для обеспечения устойчивости стенки:

Окончательно толщина стенки назначается минимально возможной стандартной величине: tw = 8 мм.

3. Подбор сечения полок главной балки:
Для определения ширины bf и толщины tf найдем требуемую площадь одной полки:

Поскольку момент сопротивления балки состоит из моментов сопротивления полок и стенки, момент сопротивления двух полок будет равен:


Аналогично требуемую площадь одной полки можно получить из условия жесткости (по требуемому моменту инерции):


По большему значению требуемой площади полки назначаем ее размеры из стандартного листа, соблюдая следующие граничные условия:
bf = (1/3…1/5)hw = 0,5/5 = 10 см
bf ? 200 мм


Принимаем: bf = 200 мм, tf = 25 мм.
В силу того, что по заданию верхний пояс ГБ раскреплен БН и настилом устойчивость плоской формы изгиба ГБ проверять на требуется.

3. Проектирование ребер жесткости главной балки

Поперечные ребра жесткости требуется ставить, если не выполняется условие:


условие не выполняется, следовательно балку необходимо укреплять ребрами жесткости. Ребра жесткости устанавливаются не более 2-х высот жесткости, устанавливаются под балками настила.
S ? 2hw = 1000 мм – шаг ребер


4. Проверка устойчивости стенки

Проверка устойчивости отсека стенки проверяем на усилие действующее в сечении расположенном на расстоянии 1,5 м от опоры.


Условие устойчивости:

где, ? – отношение большей стороны пластинки к меньшей:

сcr – 35,5.


5. Проверка прочности сечения балки

o Уточнение нагрузок действующих на ГБ:

o Нагрузка на ГБ:
- нормативная нагрузка:


- расчетная нагрузка:
Проверка по прочности:



Проверка по деформативности:




6. Расчет и проектирование укрупнительного стыка ГБ нам высокопрочных болтах

Стык делаем в середине пролета балки, где М = 650,7 кН•м.
Размеры и характеристики сечения балки в середине пролета:

h = 550 мм;
hw = 500 мм;
tw = 8 мм;
bf = 200 мм;
tf = 25 мм;
Аf = 49,9см2.

Материал балки – сталь С235.
Принимаем болты O24мм из стали 40Х «Селект», отверстия O27 мм; Rbun = 1100 МПа, Аbn = 3,52 см2. Способ обработки поверхности выбираем газопламенный, способ регулирования натяжения болтов – по углу поворота гайки ? > коэффициент трения m = 0,42, коэффициент надежности ?h = 1,02.
Расчетное усилие на 1 болт:
o Полка:

где Rbh = 0,7Rbun = 0,7x1100 = 770 МПа – расчетное сопротивление высокопрочного болта;
?b – коэффициент условий работы, зависит от количества болтов (n = 8)
o Стенка:

?b – коэффициент условий работы, зависит от количества болтов (n = 4)

Стык поясов перекрываем накладками из стали С235 сечением 200х16 мм с наружной и 70х16 мм с внутренней сторон поясов.
Ан = 20х1,6 + 2х7х1,6=54,4 см2 > Af = 49,9 см2
Расчетное усилие на стык поясов можно определить по формуле:
Nf = RyAf = 23х49,9 = 1148 кН
Количество болтов с одной стороны от стыка определяется по формуле:

где к = 2 – количество поверхностей трения в стыке.
Принимаем 8 болтов.
Стык стенки перекрываем парными накладками из листа t = tw = 8 мм. Болты ставим в один вертикальный ряд с каждой стороны стыка на расстоянии в ряду а = 110 мм. Число болтов 4 шт. Расстояние между крайними рядами в вертикальном ряду:
hmax = 3x110 = 330 мм
Момент приходящийся на стенку:


Наибольшее усилие на 1 болт:


Условие не выполняется.
Принимаем а = 65 мм (число болтов 6 шт.).
hmax = 330 мм.

Принимаем 6 болтов.
Пример конструирования рис. 7.

Рис. 7. Укрупнительный стык на высокопрочных болтах
7. Расчет сварного шва соединяющий стенку ГБ с полкой

Поясные швы (рис.8) препятствуют сдвигу полки относительно стенки вдоль балки от действия поперечной силы. Расчет швов ведется на максимальную поперечную силу Qmax на опоре, а толщину швов принимаем постоянной по всей длине балки.
Рис.8 . К расчету соединения поясных листов со стенкой

Расчетное сдвигающее усилие на единицу длины шва:


Шов рассчитывается на срез по 2 сечениям:
- По металлу шва:
- По металлу границы сплавления:


расчет ведем по меньшему.

Принимаем конструктивно kf = 7 мм.

8. Расчет опорного ребра ГБ

Опорное ребро ГБ рассчитывается, как центрально-сжатая стойка за геометрическую длину этой стойки принимается величина равная высоте ГБ плюс величина выступающей части опорного ребра (ap < 1,5tp):
l = hГБ + ар
Условие закрепления стойки шарнирное по обоим концам (? = 1).
В расчетное сечение стойки при проверки ее на устойчивость включается площадь сечения опорного ребра и часть примыкающей к опорному ребру стенки ГБ.

Задаемся bp = 200 мм.
Из условия прочности на смятие торцевой поверхности опорной реакцией ГБ, определяем tp:

Выступающая часть ребра: ap < 1,5tp = 1,5х18 = 27 мм. Следовательно, принимаем ар = 20 мм.
Ap = bp x tp = 200 x 18 =3600 мм2
Проверяется устойчивость опорной части балки из плоскости стенки как центрально-сжатой стойки, нагруженной силой V:

Аст – расчетное сечение стойки;
? – коэффициент продольного изгиба в зависимости от гибкости:
,
следовательно ? = 0,98725.

Аст = Ар + с х tw = 3600 + 0,17 x 8 = 3601,4 мм2 = 36 см2


Условие по устойчивости не выполняется, изменяем размеры ребра:

Задаемся bp = 250 мм.
Из условия прочности на смятие торцевой поверхности опорной реакцией ГБ, определяем tp:

Выступающая часть ребра: ap < 1,5tp = 1,5х15 = 22,5 мм. Следовательно, принимаем ар = 20 мм. l = hГБ + ар = 550 + 20 = 570 мм:
Ap = bp x tp = 250 x 15 =3750 мм2
Проверяется устойчивость опорной части балки из плоскости стенки как центрально-сжатой стойки, нагруженной силой V:

Аст – расчетное сечение стойки;
? – коэффициент продольного изгиба в зависимости от гибкости:
,
следовательно ? = 0,98725.

Аст = Ар + с х tw = 3750 + 0,17 x 8 = 37,5 см2


Условие выполнено.
Проверяем местную устойчивость опорного ребра:

где bef – величина выступающей части опорного ребра, равна:


Условие выполнено.
Определяем катет сварного шва крепления опорного ребра к стенке ГБ:

Принимаем kfтр = 6 мм (рис. 9).

Рис. 9. Опорная часть ГБ

Часть 3. Расчет и конструирование колонны

1. Расчетная схема. Расчетное усилие

Колонна рабочей площадки рассчитывается как центрально сжатый стержень (рис.10). При расчете ГБ было принято шарнирное сопряжение балки с колонной. Горизонтальная несмещаемость верхнего конца колонны обеспечивается системой вертикальных связей. Нижний конец колонны считаем защемленным (болты закреплены на траверсах, которые развиты относительно данной оси сечения стержня).

Рис.10. Колонна
как центрально-сжатый
стержень
Расчетная схема:
Принимаем опирание главной балки на колонну сбоку.
Длину стержня колонны определяют по формуле:
lc = hH - tH - hБН + hзагл,
где hH – отметка верха настила;
tH – толщина настила;
hБН – высота сечения главной балки;
hзагл – заглубление базы колонны ниже отметки 0.000. Принимаем hБ=0,5м.
lc = 11400 – 10 – 248 + 500 = 11642 мм
Расчетная длина колонны:
Где ? – коэффициент, зависящий от способа закрепления концов сжатого стержня (? = 1).

Расчетное сосредоточенная сила N равна двум опорным реакциям ГБ:


2. Компоновка и подбор сечения


Рис.11. Сечение сплошной колонны

Задаемся приблизительно гибкостью (рис. 11) ? = 80, [?] = 150. При этом Ry = 230 МПа. Находим соответствующий коэффициент ? = 0,698.
Определяем условную гибкость:
Назначаем размеры сечения:
Так как , то

Принимаем tw = 10 мм.

Требуемая площадь сечения полки двутавра:

и ее толщина: .
Толщина полки двутавра должна удовлетворять устойчивости полки:


Определяем характеристики сечения:



Вычисляем гибкость стержня:


выбираем большее значение гибкости, по нему определяем ? = 0,49275 и делаем проверку общей устойчивости колонны:


Должно соблюдаться условие:

Где
Для двутаврового сечения вычисляем точное значение отношения .
При значении , стенка двутавровой колонны укрепляется поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии 2,5hw = 2,5х630 = 1575 мм одно от другого. Принимаем одностороннее расположении ребер:


3. Конструкция и расчет оголовка колонны

Принимаем опирание балки на колонну сбоку (рис. 12).

Рис.12. Опирание балок на колонну сбоку
Расчетом определяем длину столика из условия прочности сварных швов, прикрепляющих его к полкам или ветвям колонны:

где 1,3 – коэффициент, учитывающий возможное неравномерное распределение опорной реакции между швами.
Толщину опорного столика tcт назначаем конструктивно и принимаем 30 мм. Также конструктивно принимаем ширину столика bcт = bр + 20 = 250 + 20 = 270 мм.

4. Конструкция и расчет базы колонны

Применяем базу с траверсами.

Рис.13. База центрально-сжатой колонны с траверсами

Принимаем конструктивно анкерные болты диаметром 20 мм.
Определяем требуемую площадь плиты:

где Rb – призменная прочность бетона фундамента.
Ширину плиты назначаем конструктивно, приняв свес консольного участка с = 100 мм и толщину траверс tт = 14 мм, а1 = 500 мм. B = 2c + 2tт + а1 = 2х100 + 2х14 + 500 = 728 мм. Требуемая длина плиты:

Окончательно принимаем: B = 730 мм, L = 930 мм
Толщина опорной плиты определяется ее работой на изгиб как пластинки под действием реактивного давления бетона фундамента, значение которого принимается равномерно распределенным по всей рабочей площади плиты:

Участок 1: Расчетный момент на консольных участках плиты:

Участок 2: Расчетный момент на участках, опертых по 3 сторонам:

где а1 – размер свободной (незакрепленной) стороны участка.
? – коэффициент, зависящий от отношения

Участок 3: Расчетный момент на участках, опертых по 4 сторонам:
M3 = ??фb2 = 0,125х1228х0,2452 = 9,2 кНм
где а1 – размер короткой стороны.
? – коэффициент, зависящий от отношения

Толщину плиты подбираем по наибольшему изгибающему моменту:

tпл ? 16 мм, принимаем tпл = 16 мм.
Расчет траверс.
Траверс рассчитывают как однопролетную балку с консолями
Погонная нагрузка на траверс:
qт= ?фdт = 1228х0,365 = 448,2 кН/м
где dт – ширина грузовой площади = 365 мм
Изгибающий момент в консольной части траверса:
Мт = qтb12/2 = (448,2х0,1352)/2 = 4,1 кНм
Перерезывающая сила:
Qт = qтb1 = 448,2х0,135 = 60,5 кН
Прикрепление траверса к колонне осуществляется двумя швами полуавтоматической сваркой. Учитывая, что lw ? 85?fkf , назначаем величину катета шва:

принимаем kf = 5 мм.
Требуемая высота траверса из условия прочности сварных швов:

принимаем ht= 270 мм.
Прочность траверсы проверяются на совместное действие изгибающего момента и перерезывающей силы:
? 1,15Ry?c


37,129 МПа < 264,5 МПа

Часть 4. Конструирование и расчёт сопряжения балок настила с главной балкой (рис. 14)


Рис.14. Этажное сопряжение стоек

Часть 5. Конструирование и расчёт фермы

Принимаем фермы с параллельным поясами, элементы из парных уголков (рис.15).

Рис.15. Расчетная схема фермы


Дано: hф = 3150 мм, а = 3 м, Lф = 24 м.

1. Сбор нагрузок на ферму

Принимаем покрытие по прогонам, холодная, из стального профильного листа. Шаг фермы составляет 6 м. Нагрузкой на ферму является: собственный вес, вес прогонов и профилированного листа, вес снега.
Наименование qн, кг/м2 ?f qр, кг/м2
Постоянная нагрузка:
1. Стальной профилированный лист
2. Стальные прогоны
3. Ферма
Итог:
Временные нагрузки:
1. Снеговая нагрузка


Всего: 239 240
Узловая нагрузка составляет:


2. Определяем усилия в стержнях фермы путем вырезания узлов



3. Подбираем сечения стержней

o Растянутый стержень (+):

1-4:
, по сортаменту , площадь одного уголка.
Характеристики:
Проверка: , , следовательно необходимо увеличить сечение уголков:
. Принимаем уголки со следующими характеристиками:

Проверка: , условие выполняется.
4-6:
, по сортаменту , площадь одного уголка.

Характеристики:
Проверка: , , следовательно необходимо увеличить сечение уголков:
. Принимаем уголки со следующими характеристиками:

Проверка: , условие выполняется.
2-4:
, по сортаменту , площадь одного уголка.
Характеристики:
Проверка: , , следовательно необходимо увеличить сечение уголков:
. Принимаем уголки со следующими характеристиками:

Проверка: , условие выполняется.
5-6:
, по сортаменту , площадь одного уголка.
Характеристики:
Проверка: , , условие выполняется.

o Сжатый стержень (-):
Задаемся гибкостью ? = 70 > ? = 0,761.

1-2:
, по сортаменту , площадь одного уголка ( ).
Проверка:
по сортаменту , площадь одного уголка.
Характеристики:
Проверка:

, условие выполняется.
2-3:
, по сортаменту , площадь одного уголка ( ).
Проверка:
по сортаменту , площадь одного уголка.
Характеристики:
Проверка:

, условие выполняется.
5-7:
, по сортаменту , площадь одного уголка ( ).
Проверка:
по сортаменту , площадь одного уголка.
Характеристики:
Проверка:

, условие выполняется.
3-5:
, по сортаменту , площадь одного уголка ( ).
Проверка:
по сортаменту , площадь одного уголка.
Характеристики:
Проверка:

, условие выполняется.

4-3:
, по сортаменту , площадь одного уголка ( ).
Проверка:
по сортаменту , площадь одного уголка.
Характеристики:
Проверка:

, условие не выполняется, следовательно необходимо увеличить сечение уголков:
. Принимаем уголки со следующими характеристиками:

Проверка: , условие выполняется.

6-7:
, по сортаменту , площадь одного уголка ( ).
Проверка:
по сортаменту , площадь одного уголка.
Характеристики:
Проверка:

, условие не выполняется, следовательно необходимо увеличить сечение уголков:
. Принимаем уголки со следующими характеристиками:

Проверка: , условие выполняется.

4-5:
, по сортаменту , площадь одного уголка ( ).
Проверка:
по сортаменту , площадь одного уголка.
Характеристики:
Проверка:

, условие не выполняется, следовательно необходимо увеличить сечение уголков:
. Принимаем уголки со следующими характеристиками:

Проверка: , условие выполняется.

4. Расчет сварных швов в 3-х узлах

Должно выполняться 2 условия:
Узел 2.

Задаемся катетом шва: принимаем равным 4 мм, выражаем lw.

где ?о = 0,72, ?п = 0,28.




увеличиваем катет шва до 6 мм.

Узел 6.

Задаемся катетом шва: принимаем равным 4 мм, выражаем lw.

где ?о = 0,72, ?п = 0,28.


увеличиваем катет шва до 6 мм.


Узел 1.

Задаемся катетом шва: принимаем равным 4 мм, выражаем lw.

где ?о = 0,72, ?п = 0,28.



Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.