ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЛОЩАДКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ,

ВКЛЮЧАЯ СВАРКУ»

Студентки 32 группы

заочного отделения

3 курс

Ощепковой Ю.А.

Научный руководитель

кандидат технических наук,

доцент кафедры Промышленного и

гражданского строительства

Бакеев Даут Анатольевич

Анапа,

2016 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЛОЩАДКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
2 РАСЧЕТ СТАЛЬНОГО НАСТИЛА
3 ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ТИПА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДКИ
3.1 Выбор балки настила для технологической площадки нормального типа
3.2 Выбор балки настила и вспомогательной балки для технологической площадки усложненного типа
4 РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ СОСТАВНОЙ БАЛКИ
4.1 Расчет усилий главной балки
4.2 Определение высоты главной балки
4.3 Подбор сечения главной балки
5 ИЗМЕНЕНИЕ СЕЧЕНИЯ ГЛАВНОЙ БАЛКИ
5.1 Характеристики измененного сечения
5.2 Прочность и устойчивость балки
6 КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ОПОРНОЙ ЧАСТИ БАЛКИ
6.1 Конструирование и расчет опорного ребра
6.2 Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки
7 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДКИ
7.1 Расчет и конструирование стержня сквозной колонны
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Технологическая площадка предназначена для размещения технологического оборудования, организации его обслуживания и ремонта. Применяется, как правило, в виде отдельной системы внутри промышленных зданий.

Технологическая площадка включает в себя элементы, которые широко применяются в металлических конструкциях. К таким элементам относятся: стальной настил; прокатные и составные балки; сквозные и сплошные колонны, базы колонн.

Для рассматриваемой технологической площадки необходимо определить:

- настил и его толщину, исходя из условия его работы на изгиб;

- силу распора настила, в соответствии с которой определить конструктивную высоту катета сварного шва;

- расход материала технологической площадки усложненного и нормального типов;

- расчетные и нормативные нагрузки составной балки;

- параметры изгибающего момента, поперечной силы, требуемого момента сопротивления для составной балки;

- достаточно прочностных и устойчивых характеристик балки по стыковому шву по приведенным напряжениям на грани стенки, по максимальным касательным напряжениям, по общей устойчивости балки, по местной устойчивости сжатого пояса и стенки;

- обоснованность конструкции опорной части балки;

- площадь, ширина сечения и расчетную схему сквозной колонны, а так же подобрать швеллера и соединительные планки.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Для расчета технологической площадки используются следующие исходные данные:

1. Шаг колонн в поперечном направлении - А = 16,0 м;

2. Шаг колонн в продольном направлении - В = 6м;

3. Габариты площадки в плане: ЗАхЗВ;

4. Отметка верха настила — 9,5 м;

5. Строительная высота перекрытия — 2,1 м;

6. Временная равномерно распределенная нагрузка -q^н = 26 кН/м²;

7. Материал конструкций: настил - сталь марки С235; балок настила и вспомогательных балок - С240; главных балок – С240; колонн — С375; фундаментов – В25.

8. Отношение пролета настила к его предельному прогибу n₀ = =150;

9. Тип сечения колонны – сквозная.

РАСЧЕТ СТАЛЬНОГО НАСТИЛА

Толщину настила выбирают в зависимости от величины временной распределенной нагрузки.

Для заданной технологической площадки, с временной равномерно распределенной нагрузкой q_н =26 кН/м², выбираем толщину настила t_н =11 мм. Расчетная схема настила представлена на рисунке 2.1.

t_н = 10?12 мм при q_н = 20÷30 кН/м²

Из уравнений Тимошенко [6] выведено соотношение, позволяющее найти размеры настила при работе его на изгиб с учетом распора Н (рис. 2.1.)

89,6 см

где l_н — пролет настила; t_н - толщина настила; - приведенный модуль упругости стали; где µ=0,3 — коэффициент Пуассона для стали; q^н – 22 · 10^-4 кН/см² — временная равномерно распределенная нагрузка.

Рисунок 2.1 - Расчетная схема настила

Допустимый пролет настила равен 1_н = 89,6 · t_н = 98,6 см.

Выбираем пролет настила 1_н = 100 см = 1 м.

Силу распора Н, на действие которой рассчитываются сварные швы, крепящие настил к балкам настила, можно определить по формуле

3,27 кН/см.

------- где γ_f1 = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке для действующей равномерно-распределенной нагрузки при полном значении нагрузки q^н ≥ 200 кгс/м².

Сварные соединения с угловыми швами следует рассчитывать на срез по двум сечениям по формулам:

по металлу шва

по металлу границы сплавления

где N = Н = 2,97 кН/см; β_f ,β_Z - коэффициенты глубины проплавления шва, принимаемые соответственно 0,7 и 1,0 для ручной сварки;

γ_wf = 1> γ_wz = 1 - коэффициенты условий работы сварного шва;

l_w = 1 см - длина сварного шва (ширина полоски настила, закрепленной неподвижными шарнирами);

R_wf - расчетное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами, принимаемое R_wf =18,5 кН/см² для электрода типа Э42; R_WZ =0,45* R_un =0,45 · 38 = 17,1 кН /см² — расчетное сопротивление металла границы сплавления сварного соединения с угловыми швами;

R_un - временное сопротивление стали разрыву;

γ_с= 1- коэффициент условий работы конструкции.

Расчетная высота катета сварного шва, крепящего настил к балкам, определяется из условий прочности углового шва на срез

0,25 см;

0,18 см

Конструктивная высота катета сварного соединения должна быть не менее 0,6 см, поэтому принимаем k_f = 0,6 см.

Нагрузки на балку настила.

Нормативное значение нагрузки, действующей на вспомогательную балку настила

g^н_бн= 1,02• (g^н +g^н_н)-а_б._н. = 1,02 * (26+ 0,864) * 1 = 27,4 кН / м = 0,274 кН/см

Расчетное значение нагрузки, действующей на балку настила

g^р_бн=1,02 * (g^н * γ_fg + g^н_н* γ_fg) * а = 1,02 * (26 * 1,2+ 0,864 * 1,05) * 1 = 32,8 кН/м.

Максимальный изгибающий момент

= 65,6 кН · м = 6560 кН · см,

где l_бн= а_всб и равен шагу вспомогательных балок, который берется в пределах 2-5 м и должен быть кратен пролету главной балки L - 16,0 м. Принимаем а_вс.б =4 м .

Требуемый момент сопротивления 254 см³

Таблица 3.2 Характеристики двутавра 23Б1

h мм	b_f мм	t_w мм	t_f мм	А см²	m кг / м	Ix см⁴	W_x см³	i_x см	I_у cм⁴	i_у см
		5,6		32,91	25,8		260,5	9,54	200,3	2,47

Проверяем прогиб балки настила

, Е = 2,06⋅10⁴ кН /см²- модуль упругости стали.

Сечение балки настила удовлетворяет требованиям жестокости, т. к. .

Расчет усилий главной балки

Определим нормативную и расчетную погонные нагрузки

g^н_гл.б= 1,02 · (Р^н +Р_общ1)-В = 1,02 · (22+ 1,308) · 6 = 167,1 кН/м,

g^р_гл.б = 1,02 · (Р^н · γ_fp + Р_общ1· γ_fg) · В = 1,02 · (26 · 1,2+ 1,308 · 1,05) · 6 = 199,3 кН/м,

где γ_fp = 1,2 - коэффициент надежности по временной нагрузки;

у_f = 1,05 - коэффициент надежности по постоянной нагрузки.

Расчетные усилия (см. рис. 4.1)

5605,3 кН · м = 560530 кН · см.

1494,8 кН;

Требуемый момент сопротивления

21232,2 см³,

где коэффициентом С₁ = 1,1 задаемся, R_y = 24кН/cм² - расчетное сопротивление для стали С255 как для листового проката с толщиной поясных листов до 20 мм.

Максимальный момент сопротивления среди прокатных двутавров у прокатного двутавра 100Б4, W_х =12490 cм³, поэтому требуемый момент сопротивления W_тр =21232,2 см³может быть обеспечен только составным двутавром.

Рисунок 4.1 - К расчету главной балки

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДКИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для рассматриваемой технологической площадки с временной распределенной нагрузкой q^н = 26 кН/м², выбран настил толщиной 11 мм. Пролет настила выбран из условия его работы на изгиб.

Найдена сила распора настила Н, в соответствии с которой определена конструктивная высота катета сварного шва k_f=0,6.

Для рассматриваемой технологической площадки нормального типа требуется на 23 кг/м² меньше материала стали, чем для технологической площадки усложненного типа, поэтому выбираем для проектирования вариант технологической площадки нормального типа, в котором балки настила располагают на расстоянии а_б.н.=1 м, настил стальной, длина балок настила В=6 м, с поэтажным сопряжением балок по высоте.

Определены нормативная и расчетная погонные нагрузки составной балки, найдены величины: изгибающего момента, поперечной силы, требуемого момента сопротивления.

Проведен расчет изменения сечения составной балки в соответствии с эпюрой действующего момента.

Проверены прочность и устойчивость балки по стыковому шву, по приведенным напряжениям на грани стенки, по максимальным касательным напряжениям, по общей устойчивости балки, по местной устойчивости сжатого пояса и стенки.

Обоснована конструкция опорной части балки в виде опорного ребра, приваренного к ее торцу. Определены размеры ребра и проверена его устойчивость. Определены параметры сварного шва, прикрепляющего ребро к балке.

Для шарнирного закрепления концов сквозной колонны рассмотрена расчетная схема, определена требуемая площадь, ширина сечения, подобраны два швеллера колонны. Проведен расчет размеров соединительных планок, проверка сварного шва на устойчивость к воздействию нормальных и касательных напряжений.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ,

ВКЛЮЧАЯ СВАРКУ»

Студентки 32 группы

заочного отделения

3 курс

Ощепковой Ю.А.

Научный руководитель

кандидат технических наук,

доцент кафедры Промышленного и

гражданского строительства

Бакеев Даут Анатольевич

Анапа,

2016 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЛОЩАДКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
2 РАСЧЕТ СТАЛЬНОГО НАСТИЛА
3 ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ТИПА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДКИ
3.1 Выбор балки настила для технологической площадки нормального типа
3.2 Выбор балки настила и вспомогательной балки для технологической площадки усложненного типа
4 РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ СОСТАВНОЙ БАЛКИ
4.1 Расчет усилий главной балки
4.2 Определение высоты главной балки
4.3 Подбор сечения главной балки
5 ИЗМЕНЕНИЕ СЕЧЕНИЯ ГЛАВНОЙ БАЛКИ
5.1 Характеристики измененного сечения
5.2 Прочность и устойчивость балки
6 КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ОПОРНОЙ ЧАСТИ БАЛКИ
6.1 Конструирование и расчет опорного ребра
6.2 Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки
7 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДКИ
7.1 Расчет и конструирование стержня сквозной колонны
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Для рассматриваемой технологической площадки необходимо определить:

- настил и его толщину, исходя из условия его работы на изгиб;

- силу распора настила, в соответствии с которой определить конструктивную высоту катета сварного шва;

- расход материала технологической площадки усложненного и нормального типов;

- расчетные и нормативные нагрузки составной балки;

- параметры изгибающего момента, поперечной силы, требуемого момента сопротивления для составной балки;

- обоснованность конструкции опорной части балки;

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Для расчета технологической площадки используются следующие исходные данные:

1. Шаг колонн в поперечном направлении - А = 16,0 м;

2. Шаг колонн в продольном направлении - В = 6м;

3. Габариты площадки в плане: ЗАхЗВ;

4. Отметка верха настила — 9,5 м;

5. Строительная высота перекрытия — 2,1 м;

6. Временная равномерно распределенная нагрузка -q^н = 26 кН/м²;

8. Отношение пролета настила к его предельному прогибу n₀ = =150;

9. Тип сечения колонны – сквозная.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЛОЩАДКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

В общем случае технологическая площадка состоит из:

- настила, непосредственно воспринимающего полезную нагрузку;

- балок настила, воспринимающих нагрузку от настила и передающих ее на нижележащие конструкции;

- второстепенных балок - промежуточных конструкций, передающих нагрузку от балок настила на главные балки;

- главных балок, воспринимающих нагрузку от балок настила или второстепенных балок и передающих ее на колонны;

- колонн, воспринимающих опорные реакции от главных балок и передающих усилия на фундамент.

При проектировании технологических площадок необходимо придерживаться следующих принципиальных положений:

- обеспечение наиболее короткого и простого пути передачи нагрузки на колонны;

- ориентирование главных балок в направлении большего шага колонн;

- использовать размеры размещения опорных конструкций, кратные модулю, принятому в строительстве (М=6 м, иногда 3 м);

Рисунок 1.1 - Типы технологических площадок:

а - упрощенный; б - нормальный; в - усложненный;

(1 - балки настила; 2 - вспомогательные балки; 3 - главные балки)

- балки настила размещать по поддерживающим конструкциям с постоянным шагом, определяемым несущей способностью или жесткостью настила.

Технологической площадки подразделяют на три основных типа: упрощенный, нормальный и усложненный (рис. 1.1.).

В упрощенной технологической площадке (рис. 1.1, а) нагрузка на перекрытие передается через настил на балки настила, а через них - на стены или другие несущие конструкции. Из-за небольшой несущей способности настила поддерживающие его балки устанавливают часто, что рационально при небольших пролетах балок.

В технологической площадке нормального типа (рис. 1.1, б) нагрузка передается на балки настила, а с них — на главные балки, опирающиеся на колонны, стены или другие несущие конструкции. Балки настила обычно прокатные.

В усложненной технологической площадке (рис. 1.1, в) вводятся дополнительные вспомогательные балки, располагаемые под балками настила и опирающиеся на главные балки.

Выбор типа технологической площадки связан с сопряжением балок по высоте. Сопряжения балок может быть поэтажное, в одном уровне и пониженное.

При поэтажном сопряжении балки (рис. 1.2, а), поддерживающие настил, укладываются на главные и вспомогательные балки. Это наиболее простой и удобный в монтажном отношении способ сопряжения балок, но требует увеличения строительной высоты.

Сопряжение в одном уровне балок настила (рис. 1.2, б) и главных балок позволяет увеличить высоту последних при заданной строительной высоте, но усложняет конструкцию опирания балок.

Пониженное сопряжение (рис. 1.2, в) применяется в технологических площадках усложненного типа. Этот тип сопряжения, так же как и в одном уровне, позволяет иметь наибольшую высоту главной балки при строительной высоте перекрытия.

Основные размеры технологической площадки в плане и по высоте задаются технологами или архитекторами, исходя из требований размещения и эксплуатации помещений.

Главные балки опирают на колонны и располагают вдоль больших расстояний между ними.

Рисунок 1. 2 - Сопряжения балок по высоте: а - поэтажное;

б - в одном уровне; в - пониженное; h_стр – высота перекрытия;

(1 – балки настила; 2 - вспомогательная балка; 3 – главная балка; 4 – настил;

5- железобетонная плита).

При длине, превышающей 9 м, как правило, более рационален нормальный тип технологических площадок, в которых нагрузка через настил передается на балки настила, которые в свою очередь опираются на стены, колонны или другие конструкции.

При пролете более 12 – 15 м более рациональными являются

усложненные типы технологических площадок, в которые дополнительно вводятся второстепенные балки, воспринимающие нагрузки от балок настила и передающие их на главные балки.

Для упрощения строительства технологических площадок рекомендуется в качестве балок настила и второстепенных балок использовать прокатные сечения.