Рабочая площадка промышленного здания

;

.

Требуемый момент сопротивления сечения:

,

Где: - расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию и растяжению по пределу текучести.

Требуемый момент инерции  балки в измененном сечении:

.

Момент  инерции стенок:

.

Момент  инерции, приходящийся на поясные листы:

.

Требуемая площадь поясных листов:

.

Ширина  пояса  см. Из всех значений принимаем см.

Проверяем прочность по приведенным напряжениям  в месте соединения полки и  стенки балки по формуле:

 

где:

      

       

       

       

 

 

4,608 кН/см²<13,92кН/см² – условие выполняется

 

Проверка балки на общую  устойчивость проводим по формуле:   

, где:

l_ef – расчетная длинна балки (шаг вспомогательных балок)

t_f =3 см – толщина пояса балки

h=h₀=188 см – расстояние между осями поясов

b_f=30 см – ширина пояса балки

a=0,5*h=0,5*188=94 см

t=t_w =1,6 cм – толщина стенки балки

, где: 

, т.к. φ₁>0,85 ,то:

Устойчивость главной балки в измененном сечении выполняется.

Прогиб балки в измененном сечении вычисляем по формуле:

- условие выполняется

Сварные швы, соединяющие стенку и пояса составной  двутавровой балки  рассчитываются в соответствии со СП 16.13330.2011. Сдвигающее усилие Т, приходящееся на 1 см длины балки:

кН/см.

Сварные швы  выполняем автоматической сваркой в лодочку сварной проволокой 
Св-08Г2С диаметром . Катет шва, прикрепляющего пояса главной балки со стенкой, определяем согласно со СП 16.13330.2011:

- по металлу  шва:

см

-по металлу  границы сплавления:

см

      .

Принимаем : по таблице 38.

 

1.6.  Расчет колонны

         Материал колонны-

 сталь  С245.Расчетная схема:

 

 

Расчетная нагрузка на колонну:

кН;

Где: кН- опорная реакция главной балки.

В соответствии с условиями закрепления концов колонны находим расчетную длину  стержня:

;

;

Где: = =1.0- коэффициент расчетной длины колонны постоянного сечения.

Задаемся условной гибкостью колонны и по СП 16.13330.2011 табл. И.1 определяем коэффициент продольного изгиба .

Находим требуемую площадь сечения колонны:

Где: =24кН/см²;

        =1.0

По сортаменту принимаем два двутавра №55Б2, имеющих следующие характеристики:

А=124,75 см²; h=54,7 см; b_f=22 см; t_f=15,5см; S=1см; I_y0=2760см⁴; ; Z₀=0см.

 

Определим гибкость:

;

Где: - предельная гибкость для сжатого стержня;

        ;

;  (табл.Д1 [1])

 

Проверки  подобранного сечения

Проверяем устойчивость колонны относительно оси Х-Х:

- условие выполняется

, тогда 

, откуда

l₀   i_y0=41*4,7=192,7 (см).

Задаемся  расстоянием между планками l₀= 80 см. Тогда

.

Толщина планки определяется из условия местной устойчивости .

Принимаем =20мм

-момент сечения планки;

  - расстояние между осями планок.

; 

Выражение для  приведенной гибкости стержня с  учетом условия равноустойчивости:

 

Решая кубическое уравнение, получаем  b₀=47,069 см

По технологическим  условиям

Принимаем величину раздвижки ветвей b₀=48 см и вычисляем фактическое значение приведенной гибкости стержня:

 

a= b₀/2-z₀=48/2-0=24см;

 

i_y = ,

;

Проверяем устойчивость колонны относительно свободной  оси У-У:

Принимаем сечение  колонны bxh=700х600мм.

Так как колонна  центрально сжата, то вычисляем условную поперечную силу Q_s, приходящуюся на планку одной грани:

;

Где: -условная поперечная сила по всей длине стержня.

Планки рассчитываются на перерезывающую силу   и момент , возникающие в плоскости планки от действия силы Q_s:

.

,

Крепление планок выполняется полуавтоматической сваркой  в среде СО₂ сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром d=2мм.

Принимаем k_f=10мм, так как k_{f min}=5мм, а k_{f max}=1,2*15,5=18,6мм

Расчет сварных  швов на совместное действие поперечной силы и момент :

;

;

Где: - напряжение в сварном шве(по металлу шва) от действия момента ;                      

         -напряжение в сварном шве(по металлу границы сплавления) от действия момента М₁;

         -момент сопротивления расчетного сечения по металлу шва;

         -момент сопротивления расчетного сечения по металлу границы сплавления;

         -напряжение в сварном шве(по метал шва) от действия поперечной силы F;

          - напряжение в сварном шве(по металлу границы сплавления) от действия поперечной силы F;

         -площадь расчетного сечения по металлу шва;

         -площадь расчетного сечения по металлу границы сплавления;

кН/см²

кН/см²

Проверки  прочности сварного соединения

-условие выполняется.

-условие выполняется.

 

                          1.7.  Расчет опирания главной балки на колонну

 

Главная балка опирается на колонну сверху.

Требуемая площадь  опорного ребра главной балки  из условия смятия торцевой поверхности:

,

Где: Q=2399,481кН – опорная реакция главной балки;

        = =36 кН/см²- расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности;

        =36кН/см²- расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению; =1.

Назначаем опорные  ребра шириной  . Толщина ребра ( с учетом среза угла на 1.5см):

Принимаем толщину  ребра  =4,5cм, что больше, чем

Крепление опорных  ребер к поясам и стенки балки  выполняем полуавтоматической сваркой  в среде СО₂ сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром d=2мм. Принимаем .

Проверяем прочность  сварных швов, прикрепляющих опорные  ребра к стенке балки:

- по металлу  шва:

;

- по металлу  границы сплавления:

;

Где: n=4- количество сварных швов;

 

  -условие выполняется.

 

-условие выполняется.

Проверяем опорный  участок балки на устойчивость из плоскости балки как стойку, нагруженную  опорной реакцией по формуле:

, где

A_s= ;

;

;

     

Коэффициенты и по табл. 7 [1] для типа сечения «b»: ;

            ;

;

<1 – условие выполняется.

 

 

1.8.  Расчет базы колонны

 

Размеры опорной  плиты определяем из условия смятия бетона под плитой:

,принимаем

Где: -нагрузка от колонны, включая ее собственный вес;

        

        -при равномерно распределенной местной нагрузке по площади смятия;

        ;

        -расчетное сопротивление бетона класса В 15 сжатию для предельного состояния первой группы.

Минимальная ширина плиты из условия размещения фундаментных болтов:

, принимаем

Где: ;

        -диаметр отверстия для фундаментного болта;

        - диаметр фундаментного болта.

Принимаем , тогда размер  с = 12см.

Длина плиты:

Принимаем .

 

Размеры фундамента в плане принимаем на 20см больше в каждую сторону от опорной плиты  В_f x L_f =120x120см.

Перерасчет  плиты не требуется.

Определяем  толщину плиты. Плита работает на изгиб от равномерно распределенной нагрузки:

Рассмотрим  отдельные участки плиты:

 

участок I

Где: α₁=0,052 коэффициент зависящий от отношения размеров участка;

      q- интенсивность реактивного давления.

 

 участок II

             -ширина  II участка;

.

 

 

 

участок III

.

Материал  плиты сталь С255.толщина плиты:

Принимаем

Расчет траверсы.

Крепление траверсы к ветвям колонны и опорной  плите выполняем полуавтоматической сваркой в среде СО₂ сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром d=4мм.

Принимаем .

Высоту траверсы  h_t определяем из условия передачи усилия от ветвей колонны на опорную плиту через сварные швы. Длина сварных швов:

 - по металлу шва:

;

- по металлу  границы сплавления:

 

Где: n=4- количество сварных швов;

Принимаем =75см.

Проверяем прочность  траверсы на изгиб и на срез как  балку с двумя консолями. Материал траверсы- сталь С245.

Погонная  расчетная нагрузка на один лист траверсы:

-в середине пролета

  -на консоли

Максимальный  изгибающий момент в траверсе:

Максимальная  поперечная сила в траверсе:

Нормальное  напряжение в траверсе:

     - условие выполняется

     Где: ;

                    -момент сопротивления сечения траверсы

   

     Касательные напряжения вычисляем по формуле:

       -  условие выполняется

Где: -статический момент половины сечения траверсы;

        -момент инерции сечения траверсы;

 

;

:

 

   ;

 

Прочность траверсы:

 

   -условие выполняется.

 

1.9. Мероприятия по защите стальных конструкций от коррозии

 

1.1. Защиту строительных конструкций следует осуществлять применением коррозионно-стойких для данной среды материалов и выполнением конструктивных требований (первичная защита), нанесением на поверхности конструкций металлических, оксидных, лакокрасочных, металлизационно-лакокрасочных и мастичных покрытий, смазок, пленочных, облицовочных и других материалов (вторичная защита), а также применением электрохимических способов.

1.2. По степени воздействия на строительные конструкции среды разделяются на неагрессивные, слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные.

По  физическому состоянию среды  разделяются на газообразные, твердые  и жидкие.

По  характеру действия среды разделяются  на химически и биологически активные.

1.3. Защиту поверхности строительных конструкций, изготавливаемых на заводе, следует осуществлять в заводских условиях.

1.4. С целью снижения степени агрессивного воздействия среды на строительные конструкции при проектировании необходимо предусматривать:

разработку  генеральных планов предприятий, объемно-планировочных  и конструктивных решений с учетом розы ветров и направленности потока грунтовых вод;

технологическое оборудование с максимально возможной  герметизацией, приточно-вытяжную вентиляцию, отсосы в местах наибольшего выделения  паров, газов и пыли.

1.5. При проектировании строительных конструкций должны быть предусмотрены такие формы сечения элементов конструкций, при которых исключается или уменьшается возможность застоя агрессивных газов, а также скопление жидкостей и пыли на их поверхности.

1.6. При проектировании защиты строительных конструкций от коррозии производств, связанных с изготовлением и применением пищевых продуктов, кормов для животных, а также помещений для пребывания людей и животных, следует учитывать санитарно-гигиенические требования к защитным материалам и возможное агрессивное действие дезинфицирующих средств.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.10. Список используемой литературы.

 

1. Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций: Учебное пособие для техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - 431 с.

2. Кудишин Ю.И.,. Беленя  В.И, Игнатъева В.С. и др. металлические  конструкции: Учебник для студ. выст. учеб. заведений/ Под общ.  ред. Ю.И. Кудишина. - 8-е ИЗД., перераб.  и доп. - М: Издательский центр  «Академия», 2006. - 688 с. 

3. Горев В.В., Уваров Б.Ю., Филиппов В.В. и др. Металлические  конструкции. В 3 т. Т.1. Элементы  стальных конструкций: Учебное  пособие для строит. вузов/.; Под  ред. В.В. Горева. - М.: Выст. шк., 1997. - 527 с. 

4. CП 16.13330.2011. «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*». /Минрегион России.-М.:ОАО «ЦПП», 2010.-172с.

5. CП 20.13330.2011. «Нагрузки и воздейчтвия. Актуализированная редакция СНиП II-23-85*». /Минрегион России.-М.:ОАО «ЦПП», 2010.-80с.

 

6. Пособие по проектированию  бетонных и железобетонных конструкций  из тяжелого бетона без предварительного  напряжения арматуры (к СП 52-1012003). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ.-М.: ОАО «ЦНИИПромзданий» 2005.-214 с.

7. Демченко Д.Б. Сокращенный  сортамент металлопроката для  применения в строительных стальных конструкциях: Методические указания. Ростов- н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 20