Проектирование технологической площадки промышленного здания (стр. 1 из 4)
Санкт–Петербургский Государственный
Политехнический Университет
Кафедра Водохозяйственного и Ландшафтного строительства.
Курсовая работа
Дисциплина: «Металлические конструкции»
Тема: «Проектирование технологической площадки промышленного здания»
Выполнил студент Котляр С.П. группы 4014/2 подпись______
Руководитель Галямичев А.В. подпись ______
Дата
Санкт-Петербург
2010 г
Задание.
Настоящий проект рабочей площадки разработан в соответствии с заданием на проектирование и действующими СНиП.
Исходные данные для проектирования следующие:
- нормативная полезная нагрузка на рабочий настил – 1717 кгс/м2;
- размеры площадки в плане в осях – 60х20 м*м;
- отметка рабочего настила – 16 м;
- материал – С255;
- характер опирания главной балки на колонну – верхнее с торцевым расположением опорного ребра;
- класс сооружения по степени ответственности – 1.
Площадка предназначена для размещения, обслуживания и ремонта производственного оборудования. Площадки такого типа представляют собой самостоятельные сооружения, встроенные в здание.
1. Компоновка балочной клетки.
Основными несущими элементами площадки являются фундаменты, колонны, главные балки, балки настила, настил. Настил устраивается по верхнему поясу балок настила, опирающихся на главные балки, которые в свою очередь опираются на колонны. Колонны через фундаменты передают нагрузку на грунт.
Балочная клетка (БК) – это система пересекающихся несущих балок, предназначенных для опирания рабочего настила.
Основные принципы компоновки балочной клетки:
1. Главные балки (ГБ) по направлению ориентируются вдоль большей стороны площадки. Для стальных конструкций длина главной балки l выбирается в пределах 9-24 м. В нашем курсовом проекте сужаем этот интервал до 12-24 м, еще и исключая крайние значения. Пролет главной балки должен быть таким, чтобы главная балка уложилась в длину площадки целое количество раз.
2. Балки настила (БН). Для стальных конструкций длина балок настила l1 выбирается в пределах 5-9 м. В проекте принимаем: 3,5 м < l1 < 6,5 м.. При компоновке балки настила должны укладываться вдоль короткой стороны целое число раз.
3. Пролет настила (Н). Значение пролета настила должно лежать в диапазоне 0,6 м < lн < 1,2 м. Пролет настила должен укладываться в длине главной балки целое количество раз.
Исходя из вышеперечисленного, принимаем такой вариант компоновки балочной клетки (рис. 1):
Рис. 1.1. Вариант компоновки балочной клетки (пролет балок настила 6 м) Несущий настил состоит из стального листа, приваренного к балкам настила по всей длине. Сварка полуавтоматическая. Лист может быть гладким или рифленым. Толщина стали от 6 до 16 мм.
Исходные данные:
l(пролет главной балки) = 1500 см;
l1 (пролет балки настила) = 500 см;
pн (нормативная полезная нагрузка на рабочий настил) = 1717 кгс/м2
Так как настил приваривается к балке с двух сторон, то любую балку рассматривать как неподвижную опору. Следовательно, возникает осевая растягивающая сила. Чем тоньше настил, тем больше на него влияет осевая растягивающая сила, тем ближе расчетная схема настила к мембране.
2.1. Переводим полезную нормативную нагрузку на рабочий настил в кг/см2:
pн = 1717 кгс/м2 = 0,1717 кгс/см2
2.2. По таблице принимаем δн = 0,9 см
2.3 Находим нормативную нагрузку только от собственного веса настила:
V= 1*.1*0,9 = 0,9 см3
ρ= 7,85 . 10-3 кг/ см3
gнн = ρ. V= 7,85 . 10-3. 0,9 = 0,007065 кг/см2
2.4 Определяем полную нормативную нагрузку на полосу настила шириной 1 см:
qн = pн + gнн = 0,1717 + 0,007065 = 0,178765 кг/см2
2.5 Вычисляем значение К
2.6 Определяем предельную длину настила
2.7 Определяем длину настила lн по таблице в зависимости от длины главной балки:
lн =100 см
2.8 Определяем категорию настила.
настил средней толщины
2.9 Проверка по графикам сходится
2.10 Определение величины осевой растягивающей силы, действующей на 1 см ширины пластины:
2.11 Определение требуемого катета сварного шва.
Rwf=1850 кг/см
βf = 0,7
Принимаем минимально разрешенный катет по условиям производства работ:
3. Подбор сечения балки настила
Балка настила рассчитывается, как однопролетная шарнирная балка. Расчетная схема представлена на рис. 3.1.
3.1 Определение линейной нормативной нагрузки на балку настила.
gнн – собственный вес 1 см2 настила;
qвнн – приблизительный собственный вес 1 см балки настила.
3.2 Определение линейной расчетной нагрузки на балку настила.
3.3 Находим максимальный изгибающий момент балки настила:
3.4 Определение требуемого момента сопротивления балки настила:
Из сортамента ГОСТ 8239-89 выбираем двутавр №24
3.5 Определение линейной нормативной и линейной расчетной нагрузок на БН:
Определение линейной расчетной нагрузки на БН
3.6 Рассчитываем прочность:
Условие прочности согласно допустимому диапазону коэффициента К выполняется
3.7 Проверка балки настила выбранного сечения по жесткости:
Условие жесткости выполняется.
4. Расчет главной балки перекрытия
Главная балка рассчитывается, как однопролетная шарнирная балка. Нагрузочная и расчетные схемы представлены на рисунке.
4.1. Определение нормативной и расчетной линейных или погонных нагрузкок на главную балку4.1.1. Полезная линейная нормативная погонная нагрузка:
Pн = pн. l1 , где pн – нормативная полезная нагрузка на рабочий настил [кг/м2]
Pн = 1717 кг/м2 . 5,0 м= 85,85 кг/м
4.1.2. Линейная нормативная нагрузка от собственного веса конструкций (вес настила + вес балок настила + приблизительный вес главной балки):
- нагрузка от собственного веса настил,
- нагрузка от собственного веса балки настила,
- величина, учитывающая собственный вес главной балки.
4.1.3. Полная нормативная погонная нагрузка на ГБ:
- линейная нормативная погонная нагрузка,
- линейная нормативная нагрузка от собственного веса конструкций.
