Двухэтажное производственное здание

Министерство  образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Строительный  факультет

           Кафедра   “Металлические и  деревянные конструкции” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

по дисциплине «Конструкции зданий»

На тему «Двухэтажное производственное здание» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Исполнитель:                          Залучаев Д.В.

                                                                                          ст. гр. 312317 

Руководитель:              Фомичёв В.Ф. 
 
 

Минск  2011 

 

Содержание 

 
 
 
 
 
 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 

 

1 Расчет стальной балки

1.1 Сбор нагрузок на 1м² перекрытия

                                                                  Таблица 1

 

1.2 Расчет главной балки от равномерно распределенной нагрузки

1.2.1 С учетом временных нагрузок нормативное значение нагрузки:

Расчетное значение нагрузки:

1.2.2 Нормативная распределенная нагрузка:

где S –шаг несущих конструкций, – коэффициент надежности по назначению, равный для IIкл. ответственности зданий и сооружений 0,95.

Расчетная распределенная нагрузка:

 

1.2.3 Максимальный изгибающий момент в середине пролета главной балки:

1.2.4 Максимальная поперечная сила на опоре:

1.3 Подбор сечения главной балки

1.3.1 Главная балка будет иметь непостоянное по длине сечение, поэтому расчет будем выполнять по упругой стадии.

Данная конструкция относится ко 2ой группе (см. табл. 50* СНиП II-23-81) и для нее с учетом заданного климатического района II_Б (г.Минск) можно использовать листовую широкополосную сталь С255. По табл. 51*для стали С255 расчетное сопротивление R_y=240МПа

при толщине проката стали t=4…10 мм и t=10…20 мм.

1.3.2 Требуемый момент сопротивления балки:

 

 где  – коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6* СНиП II-23-81,  

1.3.3 Минимальная по жесткости высота сечения балки:

               

где Е – модуль упругости, Е = 2,06*10⁵ МПа;

, где f_u – предельное значение прогиба балки.

По табл.19 СНиП II-23-81 для для в нашем случае при l=14 м методом интерполяции получаем ;    

Тогда,

1.3.4 Определяем оптимальную высоту балки.

Предварительно  зададимся высотой балки: т.е.

Рассчитав ориентировочную толщину стенки

принимаем t_w=11 мм.

Тогда оптимальная  высота балки будет равна  где k – коэффициент, зависящий конструктивного оформления балок, конструктивных коэффициентов поясов и стенки, k = 1,1 – для сплошной балки переменного сечения.

 Целесообразно принять высоту балки на 5…10% меньше полученной .  Предварительно принимаем высоту сечения

1.3.5 Определяем минимальную толщину стенки из условия ее работы на срез на опоре:

 где h_w – предварительная высота стенки, =1,2 при работе на срез всего двутаврового сечения;

Тогда, Т.к. более чем на 2 мм, корректируем толщину стенки  . Тогда

В результате принимаем  толщину и высоту Тогда

1.3.6 Определяем момент инерции балки:

1.3.7 Определяем момент инерции поясов:

 где 

Тогда,

1.3.8 Определяем требуемую площадь одной полки:

где

Тогда,

1.3.9 Принимаем из условия общей устойчивости балки ширину полки: Принимаем

Тогда,

 Ширину полки рекомендуется принимать кратной 10 мм так, чтобы фактическая площадь полок была не менее расчетной:

Назначаем

При назначении размеров и необходимо, чтобы соблюдалось условие обеспечения местной устойчивости свеса полки: где

 т.е. условие удовлетворяется. 

1.4 Вычисление фактических характеристик

1.4.1 Момент инерции сечения: где

Тогда

1.4.2 Момент сопротивления скомпонованного сечения балки:

1.4.3 Статический момент полусечения балки относительно нейтральной оси (х-х):

1.4.4 Уточняем расчетную нагрузку на балку с учетом ее собственного веса:

– масса 1 м балки:

– вес 1 м балки:

– нормативная  распределенная нагрузка:

– расчетная распределительная нагрузка:

– уточненные усилия:

 

1.5 Проверка общей устойчивости балки:

т.е. 

Недонапряжение:  

1.6 Определение места изменения сечения балки

1.6.1 Предварительно назначаем расстояние от оси опоры двускатной балки до наиболее напряженного сечения при работе на изгиб:

Принимаем

 

1.6.2 Определяем изгибающий момент в месте изменения сечения:

1.6.3 Требуемый момент сопротивления балки в месте изменения сечения: где расчетное сопротивление стыкового шва по табл. 3

СНиП II-23-81  т.к. сварка поясных листов предполагается без физических методов контроля с использованием прямых стыковых швов.

Тогда,

1.6.4 Требуемая площадь пояса в месте изменения сечения:

1.6.5 Уменьшенная ширина поясных листов:

Согласно  и сортамента назначаем

1.6.6 Момент инерции балки для измененного сечения равен:

1.6.7 Момент сопротивления балки для измененного сечения равен:

1.6.8 Несущая способность балки на расстоянии от опоры:

1.6.9 Поперечная сила в месте изменения сечения:

1.6.10 Статический момент полки в измененном сечении:

1.6.11 Проверка прочности балки по приведенным напряжениям в измененном сечении:

, т.е.

 

Тогда,

 Условие удовлетворяется.

1.7 Проверка прочности по касательным напряжениям

1.7.1 Проверка прочности по касательным напряжениям проводится у опоры, где действует :

где статический  момент измененного полусечения  равен:  

 

 

Условие удовлетворяется, значит, прочность балки в измененном сечении обеспечена.