Курсовая работа (т): Проектирование и расчет конструкций сборных железобетонных и стальных элементов многоэтажного здания

Толщина: ts = 2bh* = 2*0,06*  = 4,1 мм = 0,0041 м

Ребра жесткости сварных балок прикрепляют швами высотой 4…6 мм. В местах примыкания ребер жесткости к поясам углы ребер должны иметь скосы с размерами по высоте 60 и ширине 40 для пропуска поясных швов.

Проверка балки по второй группе предельных состояний (по деформациям).

Включает в себя определение прогиба, который не должен превышать допустимое значение.

fmax =  ≤ fu, fu = 1*l01/200 = 6/200 = 0,03 м

* ≤ 0,03, где (p+q) = Q = 13,33*103*6 = 79,98 кН

,0066 м ≤ 0,03 м проверка пройдена

3.7 Расчет прочности сварного соединения пояса и стенки главной балки.

Поясные швы выполняются непрерывными, с одинаковым катетом по всей длине балки автоматической или полуавтоматической сваркой.

Сдвигающее пояс усилие на единицу длины:

T1 = ,

T1 =  = 986,9 кН/м2

Условия прочности на срез сварных швов:

1)   По металлу шва

 , 0,5611 пройдено, где

βf, βz - коэффициенты, зависящие от положения шва. Определяется по таблице №39 СНиПа II-23-81. βf = 1,1, βz = 1,15;

kf - катет сварного шва. Назначается по таблице № 38 СНиПа II-23-81. kf = 4мм.

Rwf, Rwz - расчетное сопротивление. Определяется по таблице №4 СНиПа II-23-81.

Rwf = 200 МПа (Сварка производится автоматической сваркой, сварочная проволока марки Св-08ГА); Rwz = 0,45Run= 166,5 МПа, где Run - расчетное сопротивление стенки, равно 370 МПа.

γwf, γwz - коэффициент надежности сварных соединений, определяется по СНиП II-23-81. γwf = 1, γwz = 1,025

2)   По металлу границы сплавления

 , 0,629  1, пройдено

3.8 Расчет колонны первого этажа

Колонны воспринимают только вертикальные нагрузки. Вертикальная сила N на колонну действует центрально.

Прочность центрально-сжатой колонны обеспечена, если выполняется условие:

 , , 0,888 ≤ 1,

где N - усилие, действующее в колонне;

Ry - расчетное сопротивление стали,

А - площадь сечения колонны,

 - коэффициент условий работы конструкции, равен в данном случае 1,

j - коэффициент, определяемый по таблицам приложения Г методических указаний, в зависимости от расчетного сопротивления применяемой стали и гибкости колонны lmin.

Гибкость колонны lmax принимается минимальной одной из:

=  λmax = 50,13

=

где l0x, l0y - расчетная длина колонны соответственно по оси х, у; исходя из условий работы колонны в курсовом проекте l0x=l0y и определяется по формуле l0i=0,7×Hк=3,78м.

Высоту колонны Hк можно принять равной высоте этажа Hэ=5,4 м;

,  - радиус инерции сечения колонны соответственно по оси х, у.

Определим значения действующих усилий в колонне первого этажа. Полное усилие в колонне первого этажа определим по формуле:

 = (46,25+4,7 8)*6,2*7 = 2214,7 кН

Нормативное значение нагрузки от собственного веса главных балок:

, где p - погонная нагрузка

p = Sk*ps = 136*10-4*7850 = 106,76 кг/м (ps - объемный вес стали)

Требуемую площадь сечения колонны можно определить по формуле:

=

Для определения первоначального значения коэффициента необходимо первоначально задаться гибкостью колонны l: при нагрузке до 1500¸2500кН (2214,7кН) и высотой 5,4 м можно задаться гибкостью l=100…70, по заданному значению гибкости стержня l определяем коэффициент продольного изгиба j по Приложению Г методических указаний.

l=70 => j = 0,754

По требуемому значению площади колонны подбирается сечение прокатного колонного двутавра К по ГОСТ 26020-83.

Двутавр 30К2

h = 300 мм

b = 300 мм

S = 10 мм t = 15,5 мм= 13,06 см= 7,54 см

r = 18 мм

Марка стали для колонны, принимается в соответствии с заданием.

Для принятого сечения колонны определена λ и φ в начале расчета.

После проверки недонапряжение в курсовом проекте допускается до 15%.

(1-0,888)*100% = 0,112*100% = 11,2% <15%

Все требования выполнены, расчет считается законченным.

3.9 Расчет соединения главной балки колонны

Сопряжение балок со стальной колонной осуществляется путем их соединения сбоку. Такое соединение является шарнирным, передающим опорную реакцию балки на колонну. Пример опирания балки на колонну приведен ниже.

Конец балки в месте опирания ее на опору укрепляют опорным ребром, считая, что вся опорная реакция передается с балки на опору через это опорное ребро. Ребра жесткости прикрепляют к стенке балки сварными швами, а торец ребер жесткости строгают для непосредственной передачи опорного давления на колонну.

Размер опорных ребер жесткости определяют обычно из расчета на смятие торца ребра при условии, а £ 1,5×tr (а = 1,5*16 = 24 мм) по формуле:

=

где Fb - опорная реакция главной балки, определяемая по формуле:

Rp = Run / γm = 370*106/1,025 = 361 МПа

По конструктивным соображениям tr ³ 16мм, br ³ 180мм. Принимаем минимальные значения.

Рисунок 3.6 - Расчетное сечение условной стойки опорного ребра

Опорную часть балки проверяют как условную центрально сжатую стойку.

, , 0,342 ≤ 1,

,

с = 0,65*8* = 0,152 м

Необходимые условия выполняются.

Кроме того, необходимо проверить прочность на срез сварных швов, соединяющих опорное ребро и стенку главной балки, по формуле:

 0,32 ≤ 1

 0,343 ≤ 1

Опорный лист приваривается к колонне двумя продольными сварными швами. Толщина опорного листа tr принимается на 15¸20мм больше толщины опорного ребра балки . Ширина опорного листа br принимается не менее чем на 40мм больше ширины опорного ребра балки. Высота опорного листа определяется из условия сварного соединения по формулам:

 = 16 + 15 = 31 мм, br = 180 + 40 = 220 мм

Высота ребра принимается кратно 10мм. Назначено h1 = 170 мм.

Во избежание смещения опорного ребра главной балки с опорного листа устанавливаются монтажные болты на максимально допустимом расстоянии (8×d) = 8*20 = 160 мм, диаметр болтов обычно принимают 20мм.

Список литературы

1. СНиП II-23-81*. Строительные нормы и правила. Стальные конструкции. М., 1991.

2.      ГОСТ 26020-83. Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. М., 1983.

.        Методические указания к выполнению курсового проекта «Конструкции многоэтажного промышленного здания», А.А. Новоселов, А.Я. Неустроев, Кафедра «Здания, строительные конструкции и материалы», СГУПС, Новосибирск, 2008.