И.К.Родионов
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ
——————————————————
Учебно-методическое пособие
По выполнению курсового проекта
«Рабочая площадка промышленного здания»
Тольятти – 2013
УДК 624.072.2;692.48
ББК 38.756
Р605
Р605 Родионов И.К. Металлические конструкции. Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта «Рабочая площадка промышленного здания». Тольятти: ТГУ, 2013. 16 с.
Методические указания предназначены для подготовки дипломированных специалистов направления специальностей 270102.65 «Промышленное и гражданское строительство» и 270105.65 «Городское строительство и хозяйство» и бакалавров направления 270800.62 «Строительство», выполняющих курсовой проект на тему «Рабочая площадка промышленного здания» по дисциплине «Металлические конструкции». Методические указания включают информацию о содержании проекта и последовательности его выполнения, сведения о рекомендуемых источниках: главах, разделах, примерах расчета.
Научный редактор доц., к.т.н. В.И.Шполтаков
Рассмотрено на заседание кафедры «Городское строитель-ство и хозяйство» 25 сентября 2013 г. и рекомендовано к использованию в учебном процессе.
© И.К.Родионов, 2013
© Тольяттинский государственный университет, 2013
Введение
Металлические конструкции применяются сегодня во всех видах зданий и инженерных сооружений, особенно, если имеют место значительные пролеты, высота, нагрузки. Потребность в металлических конструкциях чрезвычайно высока и непрерывно увеличивается. Базой для удовлетворения этой потребности является большой объем производимой в стране стали, заводы металлических конструкций и специализированные монтажные организации, специализированные проектные организации и научно-исследовательские институты.
Основная масса строительных металлоконструкций (порядка 50%) приходится на каркасы производственных зданий, в том числе и их рабочие площадки.
Общие сведения
Рабочие площадки промышленных зданий предназначаются для размещения технологического оборудования.
Основными несущими элементами рабочих площадок являются (в направлении передачи нагрузки) настил, балочные клетки и колонны.
Настил воспринимает эксплуатационные нагрузки (вес технологического оборудования, людей и т. п.). В качестве настила балочных клеток обычно применяют плоские стальные листы или сборные железобетонные плиты. Перспективно также применение индустриального щитового настила, состоящего из несущего стального листа, усиленного снизу продольными и поперечными ребрами.
Балочные клетки представляют собой перекрестные системы балок; их назначение – восприятие нагрузки, действующей на настил и дальнейшая передача ее на опоры (колонны).
Наибольшее распространение в рабочих площадках промышленных зданий получили два типа балочных клеток: нормальный и усложненный.
Балочные клетки нормального типа состоят из главных балок (ГБ) и балок настила (БН). Главные балки обычно перекрывают больший пролет; балки настила располагаются перпендикулярно главным. Нагрузка с настила передается на балки настила, которые в свою очередь передают их на главные балки, опирающиеся на колонны.
В балочные клетки усложненного типа вводятся еще дополнительные, вспомогательные балки (ВБ). Нагрузка в этих балочных клетках передается более длинным путем: с настила – на балки настила, с балок настила – на вспомогательные балки, далее – на главные и, наконец, на колонны.
Колонны – вертикальные элементы, воспринимающие нагрузку от балочных клеток и передающие ее на фундаменты. Наибольшее распространение в рабочих площадках получили сплошные и сквозные колонны постоянного сечения: сплошные – при больших нагрузках и небольших высотах, сквозные, наоборот, – при меньших нагрузках и больших высотах.
Для обеспечения геометрической неизменяемости рабочих площадок в продольном и поперечном направлениях в случаях шарнирного сопряжения балок с колоннами и колонн с фундаментами между колоннами устраиваются связи, крестовые или портальные.
Задание на проектирование
Общие указания. Студенту предлагается запроектировать рабочую площадку. Заданы размеры площадки в плане, шаг колонн в продольном и поперечном направлении, отметки верха габарита площадки и верха габарита оборудования под перекрытием, временная нормативная нагрузка, материал настила, класс стали для основных несущих конструкций. Балки настила и вспомогательные балки предлагается применить из проката, главные балки – составного сечения. Колонны сплошного или сквозного сечения; соединение стержней сквозных колонн в соответствии с заданием планками или раскосами. Класс бетона фундаментов должен быть выбран в соответствии с действующими нагрузками. Средство перевозки конструкций – автотранспорт.
Монтажные стыки главных балок располагаются в середине пролетов. В соответствии с заданием они могут быть приняты сварными или на высокопрочных болтах; остальные монтажные соединения – на болтах нормальной точности. Варианты исходных данных представлены в табл. 1.
Таблица 1
| Послед-няя циф-ра номе-ра зачет-ки | Размеры рабочей площадки в плане (м) | Шаг колонн (м) | Отметка верха площадки (м) | Отметка верха габарита оборудо-вания (м) | Вре-менная нагрузка (кН/м2) | Класс стали балок, колонн | |
| в про-дольном направ-лении | в попе-речном направ-лении | ||||||
| 42x15 | С 245 | ||||||
| 30x18 | 7,2 | 25,4 | С 245 | ||||
| 45x15 | 9,5 | 7,3 | 27,2 | С 255 | |||
| 48x16,5 | 5,5 | 10,2 | 8,4 | С 235 | |||
| 32x15 | 8,4 | 6,6 | С 245 | ||||
| 28x18 | 9,8 | 24,5 | С 245 | ||||
| 34x15 | 9,2 | 7,4 | С 245 | ||||
| 51x16 | 8,8 | 24,2 | С 245 | ||||
| 34x18 | 7,7 | 5,8 | С 255 | ||||
| 51x16,5 | 5,5 | 8,7 | 6,9 | С 235 |
Целью курсового проекта №1 является ознакомление с положениями конструирования и работы основных элементов рабочей площадки, их расчета по методу предельных состояний.
В процессе работы над проектом необходимо выполнить:
1) конструирование и расчет элементов и узлов балочной клетки;
2) конструирование и расчет колонны.
Основная задача – обеспечение надежности работы всех элементов рабочей площадки в соответствии с двумя группами предельных состояний: по несущей способности и по пригодности к нормальной эксплуатации.
Состав проекта
Курсовой проект состоит из двух частей: расчетно-конструктивной и графической.
Расчетно–конструктивная часть оформляется в виде пояснительной записки, включающей следующие основные разделы:
Конструирование и расчет элементов и узлов ба-
Лочной клетки.
1.1. Выбор оптимального варианта ячейки балочной клет-
ки.
1.1.1. Балочная клетка нормального типа (1 вариант).
1.1.1.1. Компоновка ячейки.
1.1.1.2. Расчет настила.
1.1.1.3. Расчет балок настила.
1.1.1.4. Технико-экономические показатели.
1.1.2. Балочная клетка усложненного типа (2 вариант).
1.1.2.1. Компоновка ячейки.
1.1.2.2. Расчет настила.
1.1.2.3. Расчет балок настила.
1.1.2.4. Расчет вспомогательных балок.
1.1.2.5. Технико-экономические показатели.
1.1.3. Технико-экономическое сравнение вариантов ячеек
балочной клетки.
1.2. Конструирование и расчет главной балки.
1.2.1. Подбор основного сечения.
1.2.2. Проверка стенки на местное давление.
1.2.4. Конструирование и расчет опорной части.
1.2.5. Конструирование и расчет узла изменения сечения.
1.2.6. Проверка общей устойчивости.
1.2.7. Обеспечение местной устойчивости.
1.2.7.1. Местная устойчивость стенки от действия нормаль-
ных напряжений.
1.2.7.2 Местная устойчивость полки от действия нормальных
напряжений.
1.2.7.3. Местная устойчивость стенки от действия касатель-
ных напряжений.
1.2.7.4. Местная устойчивость стенки от совместного дейст
вия нормальных, касательных и местных напряжений.
1.2.8. Расчет поясных швов.
1.2.9. Расчет швов прикрепления опорных ребер к торцам
балки.
1.2.10. Конструирование монтажного стыка.
