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

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

N_3-14= -62,14

Растянутая стойка

N_5-12= 81,20

Сжатый раскос

N_6-12= -60,08

Растянутый раскос

N_8-10= 256,22

Сжатый элемент верхнего пояса

N_6-7= -266,78

Растянутый элемент нижнего пояса

N_12-13= 253,09

Расчёт раскосов на сжатие:

N_6-12= -60,08 А_п^треб= - 0,06008/(250×0,95×0,67)= 0,00038= 3,8 см²

А_п^треб/2 = 1,9 см² = А_с

По сортаменту подбираем уголок L=50´5 мм

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

проверка на гибкость:

l_х=l_у=5,43/0,0153=354,9£400 - верно

проверка на прочность:

62,58£237 - верно

Расчёт стойки на сжатие:

N_3-14= -62,14 А_п^треб= - 0,06214/(250×0,95×0,67)= 0,00039= 3,9 см²

А_п^треб/2 = 1,95 см² = А_с

По сортаменту подбираем уголок L=50´5 мм

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

проверка на гибкость:

l_х=l_у=2,33/0,0153=152,29£400 - верно

проверка на прочность:

64,73£237 - верно

Расчёт элементов верхнего пояса на сжатие

. N_6-7= -266,78 А_п^треб= 0,26678/(250×0,95×0,67)=0,001677= 16,77см²

А_п^треб/2 = 8,38 см²=А_с

Уголок по сортаменту L=75´6 мм

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

проверка на прочность:

217,60£237 - верно

проверка на гибкость:

l_х=l_у=4,22/0,0194=217,53£400 - верно

Расчёт раскосов и элементов нижнего пояса на растяжение

1. N_8-10= 256,22 А_п^треб= 0,25622/(250×0,95)=0,001078= 10,78см²

А_п^треб/2 = 5,39 см²=А_с

Уголок по сортаменту L=63´5мм

i_x =1,94см ; А_с=6,13см² ; А=12,26 см² ; l = 4,12 м

проверка на прочность:

208,99£237 - верно

проверка на гибкость:

l_х=l_у=4,12/0,0194=212,37£400 - верно

2. N_12-13= 253,09 А_п^треб= 0,25309/(250×0,95)=0,001066= 10,66см²

А_п^треб/2 = 5,33 см²=А_с

Уголок по сортаменту L=63´5мм

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

проверка на прочность:

206,44£237 - верно

проверка на гибкость:

l_х=l_у=4,0/0,0194=206,19£400 - верно

3. N_5-12= 81,20 А_п^треб= 0,08120/(250×0,95)=0,00034= 3,4см²

А_п^треб/2 = 1,7 см²=А_с

По сортаменту подбираем уголок L=50´5 мм

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

проверка на прочность:

84,58£237 - верно

проверка на гибкость:

l_х=l_у=5,0/0,0153=326,80£400 - верно

Составляем итоговую таблицу подобранного профиля:

Название элемента

№ стержня,

нагрузка

Сечение , мм

Площадь профиля , см²

Нижний пояс

N_12-13=253,09

63´5

6,13

Верхний пояс

N_6-7= -266,78

75´6

8,38

Стойка сжатия

N_3-14= -62,14

50´5

4,8

Раскос сжатия

N_6-12= -60,08

50´5

4,8

Раскос растяжения

N_8-10= 256,22

63´5

6,13

Стойка растяжения

N_5-12= 81,20

50´5

4,8

Расчёт сварных швов

у обушка

у пера

N_12-13= 0,5×0,7×253,09=88,58 N_12-13= 0,5×0,3×253,09=37,96

обушок

перо

обушок

перо

N_6-7= 0,5×0,7× -266,78=93,37 N_6-7= 0,5×0,3× -266,78=40,02

обушок

перо

обушок

перо

N_3-14= 0,5×0,7× -62,14=21,75 N_3-14= 0,5×0,3× -62,14=9,32

обушок

перо

обушок

перо

N_6-12=0,5×0,7× -60,08=21,03 N_6-12=0,5×0,3× -60,08=9,01

обушок

перо

обушок

перо

N_8-10=0,5×0,7×256,22 =89,68 N_8-10= 0,5×0,3× 256,22 =38,43

обушок

перо

обушок

перо

N_5-12= 0,5×0,7× 81,20=28,42 N_5-12= 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

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

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

М= М_р+ M_n=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 l_h и l_I

где: h_c- 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 ; N_p=301,07 кН ; М=58,94 кН×м

Значение расчётного сопротивления грунта R₀=300 кПа

Материал фундамента – бетон В-15, арматура АIII (К_s=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 , W_y=31,6см³ , I_x=2900 см⁴ , I_y=208 см⁴