Министерство образования Российской Федерации

ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Строительные конструкции и строительная механика».

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине

«Металлические конструкции».

Выполнил:

студент группы 7-10-3

Нурисламов Р.Р.

Принял:

Кудрявцев В.А.

Ижевск, 2008 г

Содержание

Исходные данные 1

1. Компоновка балочного перекрытия 2

1.1. Нормальный тип балочной клетки 2

Определяем расход металла на 1м2 балочной клетки: 5

g=gн+gб.н/а (кг/м2), где gн- собственный вес стального настила в кг/м2, определяется по формуле: gн=ρּtн=78,5 кН/м2ּ0,012 м=0,942 кН/м2, где ρ=7850 кг/м3. 5

gб.н-линейная плотность профиля балки настила в кг/м из сортамента gб.н=36 кг/м; 5

g=94,2(кг/м2)+ 36(кг/м)/1,333(м)=121,21 (кг/м2). 5

1.2 Усложненный тип балочной клетки 5

Определяем расход металла на 1м2 балочной клетки: 9

g=gн+gб.н/а+gв.б/в (кг/м2), где gн- собственный вес стального настила в кг/м2, определяется по формуле: gн=ρּtн=78,5 кН/м2ּ0,012 м=0,942 кН/м2, где ρ=7850 кг/м3. 9

gб.н-линейная плотность профиля балки настила в кг/м из сортамента gб.н=26 кг/м; 9

gв.б-линейная плотность профилявспомогательной балки в кг/м из сортамента gв.б=36 кг/м; 9

g=94,2(кг/м2)+ 26(кг/м)/1,375(м) + 91(кг/м)/4(м) =135,86 (кг/м). 9

2. Проектирование главной балки 10

2.1. Определение нагрузок. Компоновка и подбор главной балки. 10

2.2 Изменение сечения главной балки по длине 14

2.3. Расстановка поперечных ребер. Проверки прочности и жесткости главной балки. 15

2.4. Проверка общей устойчивости главной балки. 17

2.5. Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки главной балки. 18

2.6. Расчет поясных швов. 19

2.7. Конструирование и расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах. 19

2.8. Конструирование и расчет опорной части балки. 22

3. Проектирование центрально-сжатой колонны. 24

3.1. Проектирование стержня центрально-сжатой колонны. 24

3.2. Конструирование и расчет опорного столика колонны. 27

3.3. Конструирование и расчет базы колонны. 28

Список литературы 31

Исходные данные

Номер варианта – 2522.

Шаг колонн в продольном направлении ;

Строительная высота перекрытия ;

Шаг колонн в поперечном направлении ;

Отметка настила ;

Тип настила – стальной настил;

Полезная нормативная нагрузка ;

Материал главной балки – сталь С255;

Сопряжение главной балки с колонной – главная балка примыкает к колонне сбоку;

Материал колонн – сталь С255;

Материал балок настила и вспомогательных балок – С245;

База колонны - с фрезерованным концом;

Тип сечения колонны:

Рис.0.1. Тип сечения колонны.

1. Компоновка балочного перекрытия

1.1. Нормальный тип балочной клетки

Шаг балок настила а допускается в пределах от 0,6 до 1,6 м. для стального настила, причём количество балок должно быть чётным, чтобы они не приходились на середину пролёта L, где запроектирован монтажный стык. Схема нормального типа балочной клетки приведена на рис.1.1.

Рис. 1.1 Нормальный тип балочной клетки

Принимаем толщину стального настила равной t_n = 12 мм.

В зависимости от заданной нагрузки P_n и предельного относительного прогиба (f/l)_u = 1/150 определяем отношение наибольшего пролета настила к его толщине (рис.1.2)

где n₀ = (l/f)_u – заданное отношение пролета настила к его предельному прогибу;

здесь ʋ - коэффициент Пуассона (для стали ʋ =0,3)

;

Определяем наибольший возможный пролет настила l^н.

l^н_max = t^н*111,43 =1,2*111,43 =133,7 см

Принимаем количество балок настила четным с шагом не превышающим l^н_max.

Рис. 1.2 Плоский стальной настил:

- опирание настила на балки настила

- расчетная схема настила

а = L/n,

где L – пролёт главной балки,

n – количество балок настила.

При n = 12: а = 16/12 = 1,333м.

n = 14: а = 16/14 =1,143 м.

Принимаем количество балок настила n = 12 и расстояние между ними а = 1,333 м.

Нагрузки на балки настила:

- погонная нормативная равномерно распределенная нагрузка

.

- погонная расчетная равномерно распределенная нагрузка

, где

- коэффициент надежности по нагрузке от веса стального настила;

– коэффициент, учитывающий собственный вес балок настила;

- собственный вес настила, где

- плотность материала настила.

Максимальный изгибающий момент от действия расчетной нагрузки:

.

Максимальную поперечную силу от действия расчетной нагрузки:

.

Так как балка настила разрезная сплошного сечения из стали с пределом текучести до 530 МПа и закреплена от потери общей устойчивости, то её расчёт следует производить с учётом развития пластических деформаций.

Требуемый момент сопротивления нетто:

, где

–коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, предварительно принимаем

R_y – расчётное сопротивление стали С245 (для фасонного проката от 2 до 20 мм равно 240МПа).

Из сортамента: двутавр 30

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Рис. 1.3 Сечение балки (сортамент)

Уточняем значение коэффициента с₁ по СНиП II-23-81*, таблице 66:

;

.

Нормальное напряжение:

.

Недонапряжение балки настила:

.

Проверка прочности по касательным напряжениям в прокатных балках не делается, т.к. она легко удовлетворяется из-за относительно большой толщины стенок двутавров.

Проверка жесткости балок настила:

, где

– пролет балки настила;

– момент инерции сечения балки настила;

– предельный относительный прогиб балок настила.

Условие выполняется, значит, жесткость балки настила обеспечена.

Общую устойчивость балок настила можно не проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный.