Расчет металлоконструкций

Расчет металлоконструкций

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Сочинский Государственный Университет Туризма и Курортного Дела

Институт туристского сервиса  и инфраструктуры

Кафедра '' Строительные конструкции ''

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине:

''Строительные конструкции''

Выполнил: студент IV курса 

Группы 97 ЗГС

Дымченко И.В.

Проверил: Юрченко Е.Е.

Г. Сочи

Оглавление 

Задание 

Введение

1.   Сбор нагрузок на 1 м2 поверхности покрытия

2.   Определение усилий в элементах фермы

3.   Подбор сечений

4.   Расчёт сварных швов

5.   Расчёт наружной стены

6.   Расчёт монолитного внецентренного фундамента под пилястру

7.   Расчёт прогона

8.   Список использованной литературы

Введение 

В курсовом проекте № 2 по дисциплине '' Строительные конструкции '' рассматривается одноэтажное здание выставочного павильона. Материал конструкции фермы – металлическая; пролёт фермы 240000000 м; стены здания кирпичные , толщиной 380мм расчётное сопротивление сжатию кладки R=1,7МПа; расстояние между осями В=6000мм

В курсовом проекте производится расчёты подбора сечений фермы, их проверка, расчёт сварных швов, расчёт каменных стен и монолитного внецентренно нагруженного ленточного фундамента, рассчитывается металлический прогон, его сечение, а также связи фермы.

1.   Подбор сечений

Сжатая стойка

N3-14= -62,14

Растянутая стойка

N5-12=  81,20

Сжатый раскос

N6-12= -60,08

Растянутый раскос

N8-10=  256,22

Сжатый элемент верхнего пояса

N6-7=  -266,78

Растянутый элемент нижнего пояса

N12-13= 253,09

Расчёт раскосов на сжатие:

N6-12= -60,08                  Аптреб= - 0,06008/(250×0,95×0,67)= 0,00038= 3,8 см2

Аптреб/2 = 1,9 см2 = Ас

По сортаменту подбираем уголок L=50´5 мм

Ас=4,8 см2 ; ix = 1,53см ; А = 9,6 см2 ; l = 5,43м

проверка на гибкость:



lх=lу=5,43/0,0153=354,9£400  - верно

проверка на прочность:



     62,58£237  - верно

Расчёт стойки на сжатие:

N3-14= -62,14                Аптреб= - 0,06214/(250×0,95×0,67)= 0,00039= 3,9 см2

Аптреб/2 = 1,95 см2 = Ас

По сортаменту подбираем уголок L=50´5 мм

Ас=4,8 см2 ; ix = 1,53см ; А = 9,6 см2 ; l = 2,33м

проверка на гибкость:



lх=lу=2,33/0,0153=152,29£400  - верно

проверка на прочность:



     64,73£237  - верно

Расчёт элементов верхнего пояса на сжатие

. N6-7   =  -266,78            Аптреб=  0,26678/(250×0,95×0,67)=0,001677= 16,77см2

Аптреб/2 = 8,38 см2=Ас

Уголок по сортаменту L=75´6 мм

ix =2,3см   ;  Ас=8,78см2   ;   А=17,56 см2   ;   l = 4,22 м

проверка на прочность:



     217,60£237  - верно

проверка на гибкость:



lх=lу=4,22/0,0194=217,53£400  - верно

Расчёт раскосов и элементов нижнего пояса на растяжение

 1. N8-10  =  256,22            Аптреб=  0,25622/(250×0,95)=0,001078= 10,78см2

Аптреб/2 = 5,39 см2=Ас

Уголок по сортаменту L=63´5мм

ix =1,94см   ;  Ас=6,13см2   ;   А=12,26 см2   ;   l = 4,12 м

проверка на прочность:



     208,99£237  - верно

проверка на гибкость:



lх=lу=4,12/0,0194=212,37£400  - верно

2. N12-13  =  253,09            Аптреб=  0,25309/(250×0,95)=0,001066= 10,66см2

Аптреб/2 = 5,33 см2=Ас

Уголок по сортаменту L=63´5мм

ix =1,94см   ;  Ас=6,13см2   ;   А=12,26 см2   ;   l = 4,0 м

проверка на прочность:



     206,44£237  - верно

проверка на гибкость:



lх=lу=4,0/0,0194=206,19£400  - верно

3. N5-12=  81,20     Аптреб=  0,08120/(250×0,95)=0,00034= 3,4см2

Аптреб/2 = 1,7 см2=Ас

По сортаменту подбираем уголок L=50´5 мм

Ас=4,8 см2 ; ix = 1,53см ; А = 9,6 см2 ; l = 5,0м 

проверка на прочность:



     84,58£237  - верно

проверка на гибкость:



lх=lу=5,0/0,0153=326,80£400  - верно

Составляем итоговую таблицу подобранного профиля:

Название элемента

№ стержня,

нагрузка 

Сечение , мм

Площадь профиля , см2

Нижний пояс

N12-13=253,09

63´5

6,13

Верхний пояс

N6-7=  -266,78

75´6

8,38

Стойка сжатия

N3-14= -62,14

50´5

4,8

Раскос сжатия

N6-12= -60,08

50´5

4,8

Раскос растяжения

N8-10=  256,22

63´5

6,13

Стойка растяжения

N5-12=  81,20

50´5

4,8

Расчёт сварных швов

 у обушка

 у пера

N12-13= 0,5×0,7×253,09=88,58      N12-13= 0,5×0,3×253,09=37,96

     обушок

     перо

     обушок

     перо

N6-7= 0,5×0,7× -266,78=93,37     N6-7= 0,5×0,3× -266,78=40,02

     

     

     обушок

     перо

     обушок

     перо

N3-14= 0,5×0,7× -62,14=21,75     N3-14= 0,5×0,3× -62,14=9,32

  обушок

   перо

  обушок

   перо

N6-12=0,5×0,7× -60,08=21,03     N6-12=0,5×0,3× -60,08=9,01     

  обушок

   перо

  обушок

   перо

N8-10=0,5×0,7×256,22 =89,68       N8-10= 0,5×0,3× 256,22 =38,43

  обушок

   перо

  обушок

   перо

N5-12= 0,5×0,7× 81,20=28,42        N5-12= 0,5×0,3× 81,20=12,18   

  обушок

   перо

  обушок

   перо

Расчёт наружной стены 

1.   Расчёт пилястры наружной стены на нагрузку от опорной реакции

Шаг пилястры                                                    В=6м

Пролёт                                                                 L=24м

Полная расчётная нагрузка на ферму              g=2,26 кН/м2

Расчётное сопротивление сжатию кладки       R=1,7МПа 

Высота пилястры                                                Н=8,4

Геометрические размеры пилястры:



2. Определение нагрузок на пилястру

а) собственный вес столба:

G=0,38×0,38×18×8,4=21,83кН

б) собственный вес стены:

Р=1,14×0,38×18×8,4=65,50кН

в) опорные реакции покрытия фермы:

V=g×B×L/2=2,26×6×24/2=162,72кН

г) сумма всех нагрузок:

21,83+65,50+162,72=250,05кН

собственный вес столба:

N=G+V=21,83+162,72=184,55кН

3.Определим геометрические характеристики сечений пилястры примыкающих стен:

определим центр тяжести расчётного сечения



4. Определим изгибающий момент от внецентренных нагрузок:

I1=h1/2=0,38/2=0,19  

I2=h1+h2/2  =0,38+0,38/2=0,57

Мр= - Р×(Ic-I1)=-65,50× (0,284 –0,19)=-6,16кН× м    

Mn=N×(I2-Ic)=184,55×(0,57-0,284)=52,78кН× м    

М= Мр+ Mn=6,16+52,78=58,94 кН× м    

5.Расчётный эксцентриситет от внецентренного действия нагрузок:





6. Определим высоты сжатой зоны расчётного сечения 



Площадь сжатой зоны



Определим несущие способности  участка стены и пилястры из условия:



где : mg=1 , так как местная сторона сечения h>20см

        j- коэффициент продольного изгиба, принимаем из таблицы зависимости от двух величин lh и  lI

                                где: hc- высота сжатой зоны сечения

                                                              i – радиус инерции сечения

Для определения радиуса инерции выполним дополнительные вычисления



Расстояние центра тяжести от середины



Момент инерции



j1=0,6 ; j2=0,8





следовательно, несущая способность обеспечивается

VI.   Расчёт монолитного внецентренного фундамента под пилястру

Исходные данные :

По данным расчёта пилястры принимаем значения 

L0=0,235 м ; Np=301,07 кН  ;   М=58,94 кН×м

Значение расчётного сопротивления грунта R0=300 кПа

Материал фундамента – бетон В-15, арматура АIII (Кs=365 МПа)

Глубина заложения фундамента d=1,3 м

Определение предварительных размеров подошвы фундамента

 Площадь сечения подошвы фундамента



где j=18 кН/м3

b/a=0,8  ;  a=b/0,8  ;  »1,2

b×a=A  ;  b=a×0,8=1,2×0,8=0,96

Проверка показывает результат, что глубина заложения фундамента < 2 м,

а×b>1м , то необходимо учитывать нормативное сопротивление



Определение краевого давления на основание.

Определяем вес грунта на уступах фундамента: 

Эксцентриситет равнодействующей усилий от всех нагрузок:

, так как, то краевое давление вычисляется по формуле:



Расчет тела фундамента

Рабочую высоту фундамента у основания пилястры определяем из  условия прочности на продавливание, (данные b2 и h2 взяты из расчета пилястры), р - максимальное из значений +р1 и –р2



По конструктивным  соображения величина h округляется в соответствие с модулю М 300, h=0,21м

Расчет рабочей арматуры сетки нижней плиты в направлении - а.

Требуемое сечение арматуры подбирается по формуле:





 Шаг стержней принять 200 мм Æ 36 мм

 VII. Расчёт прогона

Исходные данные:

Прогоны рассматриваются как неразрезные балки, шаг прогонов - а,  соответствует шагу узлов верхнего пояса ферм.   Угол наклона прогона a соответствует углу наклона верхнего пояса фермы.  

Расчетная нагрузка на прогон:



Принимаем [24 А=30,6см2 , Wy=31,6см3 , Ix=2900 см4 , Iy=208 см4