Курсовая работа: Расчёт металлического каркаса многоэтажного здания

👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Сбор нагрузок на 1 м 2
ригеля покрытия (таблица№1.)

Таблица№1.Постоянная поверхностная распределенная нагрузка от покрытия.
Г. Челябинск находится в III снеговом районе : s 0
=1,8 кН/м 2
- расчётное значение
Сбор нагрузок на 1 м 2
ригеля перекрытия (таблица№2.)

Таблица 2.Постоянная поверхностная распределенная нагрузка от перекрытия.
3. Предварительный подбор сечения ригеля

Рис.1 Эпюра моментов в ригеле покрытия.
Ригель работает, как двухпролетная рама с жесткими узлами сопряжения. Находим изгибающие моменты:
По максимальному моменту находим требуемый момент сопротивления: В – шаг рам
Принимаем марку стали для ригеля ВСт3ПС6-2 с расчетным сопротивлением R = 240 (МПа);
По сортаменту подбираем двутавр балочного типа 35Б2;
1)Производим проверку по 2-ой группе предельных состояний:
где [f] – предельно допустимый прогиб; f – расчетный прогиб;
2)σ=156,56/0,66∙10 -3
=229,63<240∙10 3

Рис. Эпюра моментов в ригеле перекрытия.
По максимальному моменту находим требуемый момент сопротивления. Принимаем марку стали для ригеля ВСт3ПС6-2 с расчетным сопротивлением R = 240 (МПа);
По сортаменту подбираем двутавр балочного типа 40Б1;
1)Производим проверку по 2-ой группе предельных состояний:
2)σ=152,1/1,087*10 -3
=181,82*10 3
<240*10 3

4.Предварительный подбор сечения колонны

4.1.1 Определяем вертикальную нагрузку, действующую на среднюю колонну III уровня:
Вертикальная нагрузка, действующая на среднюю колонну 3 уровня

где A – площадь поперечного сечения колонны;
φ – коэф. приведения гибкости, предварительно принимаемый 0,9.
По сортаменту принимаем двутавр колонного типа
26К3; (м 2
), (м 4
), i х
=11,3см.
λ=l/ i х
=3.6/0,11,3=49,4 =>φ=0,668
4.1.2 Определяем вертикальную нагрузку, действующую на крайнюю колонну III уровня:
Вертикальная нагрузка, действующая на крайнюю колонну 3 уровня

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа
λ=l/ i х
=3,6/0,085=42,35 =>φ=0.862
4.1.3 Определяем вертикальную нагрузку, действующую на среднюю колонну II уровня:
Вертикальная нагрузка, действующая на среднюю колонну 2 уровня

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 23К1; (м 2
), (м 4
), i х
=9,95см.
λ=l/ i х
=3,6/0,0995=42,21 =>φ=0,859
4.1.4Определяем вертикальную нагрузку, действующую на крайнюю колонну II уровня:
Вертикальная нагрузка, действующая на крайнюю колонну 2 уровня

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 26К3;
λ=l/ i х
=3,6/0,113=31,85 =>φ=0,668
4.1.5 Определяем вертикальную нагрузку, действующую на среднюю колонну I уровня:
Вертикальная нагрузка, действующая на среднюю колонну 1 уровня

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 40К4;
4.1.6 Определяем вертикальную нагрузку, действующую на крайнюю колонну I уровня:
По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 35К2;
Расчёт на горизонтальные нагрузки. Определение ветровой нагрузки
В связи с тем, что скорость ветра достаточно резко меняется, эта нагрузка воздействует динамически. Давление ветра на высоте 10 м над поверхностью земли в открытой местности, называемое скоростным напором ветра gо, зависит от района строительства. Ветровая нагрузка меняется по высоте, но в нормах принято, что до высоты 10м от поверхности земли скоростной напор не меняется. Он принят за нормативный, а увеличение его при большей высоте учитывается коэффициентами k, разными при разной высоте. Нормативный скоростной напор ветра w0 =0,23 кПа. Тип местности B. Определим нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z:
где с – аэродинамический коэффициент, зависящий от расположения и конфигурации поверхности. Для вертикальных стен с=0,8 с наветренной стороны и с=-0,6 для откоса;
k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте. Расчетная нагрузка, приходящаяся на часть здания по ширине
- коэффициент надежности по нагрузке, 1,4;
Р 1
= (1,31+1,31)∙1,8+(0,98+0,98)∙1,8=8,26кН
Р 2
=(1,31+1,31)∙1,8+(0,98+098)∙1,8=8,26кН
Р 3
=(1,31+1,33)∙1,8+(0,98+0,99)∙1,8=8,31кН
Р 4
=(1,33+1,49)∙1,8+(0,99+1,11)∙1,8=8,89кН
Р 5
=(1,49+1,67)∙1,8+(1,11+1,25)∙1,8=9,97кН
Р 6
=(1,67+1,79)∙1,8+(1,25+1,34)∙1,8=10,92кН
Р 7
=(1,79+1,89)∙1,8+(1,34+1,42)∙1,8=11,62кН
Р 8
=(1,89+1,99)∙1,8+(1,42+1,49)∙1,8=12,26кН
Р 9
=(1,99+2,1)∙1,8+(1,49+1,58)∙1,8=12,93 кН
Р 10
=(2,1+2,22)∙1,8+(1,58+1,66)∙1,8=13,62 кН
Р 11
=(2,22+2,29)∙1,8+(1,66+1,72)∙1,8=14,21 кН
Р 12
=(2,29+2,38)∙1,8+(1,72+1,79)∙1,8=14,75 кН
Р 13
=(2,38+2,39)∙1,8+(1,79+1,799)∙1,8=15,07 кН
Р 14
=(2,39+2,41)∙1,8+(1,799+1,8)∙1,8=15,18 кН
Р 15
=(2,41+2,43)∙1,8+(1,81+1,83)∙1,8=15,3 кН
Р 16
=(2,43+2,46)∙1,8+(1,83+1,84)∙1,8=15,43 кН
Р 17
=(2,46+2,52)∙1,8+(1,84+1,89)∙1,8=15,68 кН
ΣР III
=7,94+15,68+15,43+15,30+15,177+15,07=84,61 (кН).
ΣР II
=14,75+14,21+13,62+12,93+12,25+11,62=79,39 (кН).
ΣР I
=10,92 +9,97+8,89+8,32+8,25+8,25=54,61 (кН).
K – коэффициент, определяющий жесткость узла.
где - момент инерции ригеля; - момент инерции колонны; - длина колонны; - длина ригеля;
По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 23К2;
σ=M/W=15,1/0,00661=2,28*10 3
<240*10 3
Па
По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 20К1;
σ=M/W=39,59/0,00528=7,5*10 3
кПа<240*10 3
кПа
По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 20К1;
σ=M/W=10,01/0,00528=1,9*10 3
кПа<240*10 3
кПа
Вывод:
был произведен расчёт колонн на вертикальные и горизонтальные нагрузки и подобранны номера двутавров типа колонные для обоих вариантов. Из сравнительного анализа видно, что для проектирования необходимо взять колонны сечением из расчёта на вертикальные нагрузки.
Таблица 3 Номера колонн и их изгибная жесткость
5. Определение жесткостных и инерционных параметров

Определение условной изгибной и сдвиговой жесткостей рамы

Условную изгибную жесткость рамы определяем для каждого уровня по формуле:
– расстояние от оси рамы до осевой линии рамы.
Сдвиговую жесткость рамы определяем также для каждого уровня по формуле:
, где – сумма погонных жесткостей колонн;
– сумма погонных жесткостей ригеля.
Определяем сдвиговую жесткость диафрагмы:
Усилия в стержнях определяем по программе SCAD результаты представлены в графическом виде на рис.1
Рис. 1 схема рамы, цифрами показаны номера стержней.
Составление матрицы жесткости рамы и диафрагмы


Определение податливости рамы и диафрагмы от изгиба


Податливость рамы от изгиба определяем методом конечных элементов по программе RGR2001 прикладывая в расчетных точках единичную силу.
ПРОГРАММА МКЭ-4ПСС. РАСЧЕТ РАМ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
МАТРИЦА ИНДЕКСОВ ЭЛЕМЕНТОВ 1-ГО ТИПА
P( 1 )= 1P( 2 )= 0P( 3 )= 0P( 4 )= 0
V(1)= 2.950405E-03 V(2)= 3.512386E-04 V(3)= 7.376012E-03 V(4)= 3.512386E-04
V(5)= 1.180162E-02 V(6)= 3.512384E-04
ЭЛEMEHТ- 1. QH= -1.00000 QK= 1.00000 MH= -12.60000 MK= -0.00001
ЭЛEMEHТ- 2. QH= 0.00000 QK= -0.00000 MH= 0.00000 MK= 0.00000
ЭЛEMEHТ- 3. QH= 0.00000 QK= -0.00000 MH= 0.00000 MK= 0.00000
P( 1 )= 0P( 2 )= 0P( 3 )= 1P( 4 )= 0
V(1)= 7.376013E-03 V(2)= 1.053716E-03 V(3)= 2.397021E-02 V(4)= 1.448642E-03
V(5)= 4.222309E-02 V(6)= 1.448641E-03
ЭЛEMEHТ- 1. QH= -1.00000 QK= 1.00000 MH= -25.19998 MK= 12.59999
ЭЛEMEHТ- 2. QH= -1.00000 QK= 1.00000 MH= -12.60000 MK= -0.00000
ЭЛEMEHТ- 3. QH= 0.00000 QK= -0.00000 MH= 0.00001 MK= -0.00001
P( 1 )= 0P( 2 )= 0P( 3 )= 0P( 4 )= 0
V(1)= 1.180162E-02 V(2)= 1.756193E-03 V(3)= 4.222308E-02 V(4)= 2.940969E-03
V(5)= 8.268129E-02 V(6)= 3.345968E-03
ЭЛEMEHТ- 1. QH= -1.00000 QK= 1.00000 MH= -37.79997 MK= 25.19997
ЭЛEMEHТ- 2. QH= -1.00000 QK= 1.00000 MH= -25.20001 MK= 12.60001
ЭЛEMEHТ- 3. QH= -1.00000 QK= 1.00000 MH= -12.60000 MK= -0.00002
Матрица податливости для диафрагмы и рамы от изгиба:
2.3 Определение податливости от сдвига
Смещения от единичной силы сдвига будут следующими:
11
= 21
= 31
=21,6/52540=0,000411(м/кН)
22
= 32
=0,000411+21,6/50550=0,000838(м/кН)
33
=0,000838+21,6/42280=0,00135(м/кН)
Матрица податливости для рамы от сдвига:
11
= 21
= 31
=21,6/237216.68=0,0000531(м/кН)
22
= 32
=0,0000531+21,6/236413.71=0,0001064(м/кН)
33
=0,0001064+21,6/235636.05=0,000168(м/кН)
Матрица податливости для диафрагмы от сдвига:
2.4. Составление матриц жесткости и масс
Податливость всей системы находится как сумма податливостей:
Составляем матрицу жесткости здания:
где n
р

– количество рам; п д

– количество диафрагм;
Дальше введем матрицы жесткости здания и масс в программу «DINCIB» и определим частоты и формы колебаний:
VII. Определение пульсационной составляющей ветровой нагрузки
Пульсационная составляющая ветровой нагрузки определяют в зависимости от соотношения первой частоты колебания и предельной частоты, при котором допускается не учитывать силы инерции. Эти частоты вычисляются в Гц. Определяем круговые частоты:
По СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия” определяем предельное значение частоты собственных колебаний f е
. Так как здание со стальным каркасом при наличии ограждающих конструкций, то логарифмический декремент колебаний равен и II ветровой район, то f е
=0,95Гц.
Сравниваем частоту собственных колебаний с предельной частотой собственных колебаний: при этом здание симметричное в плане значит, расчет ведем по третьему случаю:
где m – масса сооружения на уровне z;
- коэффициент динамичности, определяемый в зависимости от параметра
и логарифмического декремента колебаний (в данном случае δ=0,3);
- коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,4;
- нормативное значение ветрового давления, равное 0,23 (кПа);
y – горизонтальное перемещение сооружения на уровне z по первой форме собственных колебаний;
- коэффициент, определяемый посредством разделения сооружения на r участков, в пределах которых ветровая нагрузка принимается постоянной, по формуле:
где - масса k-го участка сооружения;
- горизонтальное перемещение центра k-го участка;
- равнодействующая пульсационной составляющей ветровой нагрузки на k-й участок сооружения, определяемой по формуле:
где ζ – коэффициент пульсаций давления ветра на уровне z, принимаемый по табл.7[4];
ν – коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра;
- нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на уровне z, определяется по формуле:
где k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;
с – аэродинамический коэффициент, равный 1,4;
Определим итоговую суммарную составляющую ветровую нагрузку на здание ΣР i
=Р I
×n+W piΣ
. Для этого сначала найдем среднюю составляющую ветровой нагрузку, которая приходит на расчётную раму, приведённая к сосредоточенным силам в уровне перекрытия:
Определяем усилия, действующие на раму и диафрагму:
VIII. Расчёт рамы на вертикальную и горизонтальную нагрузку
Используя программу Shape нарисуем раму и, приложив полученные нагрузки, построим эпюры от 3-го суммарного загружения.
87+352-438 = 042+1029+53-1124=0 362+269-631=0
По максимальному моменту находим требуемый момент сопротивления:
Наибольший момент в элементе №49 М=1058,83 (кН*м).
Найденный момент сопротивления больше принятого 4924,8м 3
>803,6 м 3

По сортаменту подбираем двутавр широкополочного типа 80Ш1;
А=258(см 3
) W=6810(см 3
); J=265170(см 4
).
Ригель покрытия
: Наибольший момент в элементе №16 М=369,2 (кНм).
Найденный момент сопротивления больше принятого 1717м 3
>662,2 м 3

По сортаменту подбираем двутавр колонного типа 35К1; А=139,7(см 3
) W=1843(см 3
); J=31610(см 4
).
Подбор сечения проводим по трем проверкам:
1) проверку прочности производим по формуле:
где N – продольная сила, действующая на колонну;
М х
– момент, действующий в плоскости колонны;
- площадь поперечного сечения колонны;
- коэффициенты, учитывающие степень развития пластических деформаций;
в данном случае третье слагаемое можно не учитывать.
2) проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента:
где j вн
– коэффициент, снижающий расчетное сопротивление при внецентренном сжатии, определяется по прил.8[1];
3) проверка устойчивости колонны из плоскости действия момента:
где j у
– коэффициент продольного изгиба, определяется по прил.7[1];
с– коэффициент, учитывающий влияние момента при изгибно-крутильной форме устойчивости.
III
-ый уровень крайняя колонна:
М= 90,8 кНм, N=595,8 кН.
При Ап/Аст=1 по прил.5 [1] определяем:
По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 23К1;
А=66,51(см 2
); W=580(cм 3
); J=6589(см 4
); i x
=6,03см, i у
=9,95см.
2) проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента:
находим относительный эксцентриситет:
гибкость l=l/i x
=3,6/6,03*10 -2
=69,65;
коэффициент влияния формы сечения при m x
<5 прил.10[1]: η=(1,9-0,1m)-0,02(6-m) = =(1,9-0,1*1,74)-0,02(6-1,74)*2,25=1,5
приведенный относительный эксцентриситет: m х1
=ηm х
=1,5*1,74 =2,61
Отсюда по прил. 10[1] вычислим φ=0,36
595,8/0,359*66,51*10 -4
=247МПа>215МПа.
По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 26К1; А=83,08(см 2
); W=809(cм 3
); i x
=6,51см, i у
=11,14см.
η=(1,9-0,1m)-0,02(6-m) = (1,9-0,1*1,57)-0,02(6-1,57)*2=1,57
приведенный относительный эксцентриситет: m х1
=ηm х
=1,57*1,57 =2,5
Отсюда по прил. 10[1] вычислим φ=0,35
595,8/0,35*83,08*10 -4
=204МПа<215МПа.
3)проверка устойчивости из плоскости действия момента:
гибкость = l/i у
=3,6/11,14*10 -2
=37,7;
при m x
=1,57<5 коэффициент с определяем по формуле с=β/(1+am x
)
a=0,65+0,05* m x
=0,65+0,05*1,57=0,73; β=1 тогда с=1/(1+0,73*1,57)=0,47
II
-ой уровень крайняя колонна:
М= 128,3 кНм, N=1993,4 кН.
При Ап/Аст=1 по прил.5 [1] определяем:
2) проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента
находим относительный эксцентриситет
гибкость l=l/i x
=3,6/7,65*10 -2
=47,06;
коэффициент влияния формы сечения при m x
<5 прил.10[1]: η=(1,9-0,1m)-0,02(6-m) = (1,9-0,1*0,46)-0,02(6-0,46)*1,77=1,66
приведенный относительный эксцентриситет: m х1
=ηm х
=1,66*0,46 =0,76
Отсюда по прил. 10[1] вычислим φ=0,628
1993,4/0,628*122,7*10 -4
=253МПа>215МПа.
I
-ый уровень крайняя колонна:
М= 268,5 кН*м, N=3595,7 кН.
При Ап/Аст=1 по прил.5 [1] определяем:
По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 40 К3; А=257,8(см 2
); W=3914(cм 3
); i x
=10,07см, i у
=17,62см.
2) проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента:
находим относительный эксцентриситет
гибкость l=l/i x
=3,6/10,07*10 -2
=41,7;
коэффициент влияния формы сечения при m x
<5 прил.10[1]: η=(1,9-0,1m)-0,02(6-m) = (1,9-0,1*0,49)-0,02(6-0,49)*1,35=1,7
приведенный относительный эксцентриситет: m х1
=ηm х
=1,7*0,49 =0,78
Отсюда по прил. 10[1] вычислим φ=0,666
3596/0,666*257,8*10 -4
=209МПа<215МПа.
3)проверка устойчивости из плоскости действия момента
гибкость = l/i у
=3,6/17,62*10 -2
=23,84;
при m x
=0,49<1 коэффициент с определяем по формуле с=β/(1+am x
)
где a=0,7; β=1 тогда с=1/(1+0,7*0,49)=0,77
III
-ой уровень средняя колонна:
М= 9,4 кНм, N=1800,4 кН.
При Ап/Аст=1 по прил.5 [1] определяем:
2) проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента
находим относительный эксцентриситет:
гибкость l=l/i x
=4,2/5,77*10 -2
=72,79;
коэффициент влияния формы сечения при m x
<5 прил.10[1]: η=(1,9-0,1m)-0,02(6-m) = (1,9-0,1*0,16)-0,02(6-0,6)*2,35=1,61
приведенный относительный эксцентриситет: m х1
=ηm х
=1,61*0,16 =0,26
Отсюда по прил. 10[1] вычислим φ=0,693
1800,4/0,693*83,08*10 -4
=159МПа<215МПа.
3)проверка устойчивости из плоскости действия момента :
гибкость = l/i у
=3,6/5,77*10 -2
=72,79;
при m x
=0,39<1 коэффициент с определяем по формуле с=β/(1+am x
)
где a=0,7; β=1 тогда с=1/(1+0,7*0,16)=0,9
По прил.7 [1] определяем j у
=0,790 <215МПа;
II
-ой уровень средняя колонна:
М= 42,17 кНм, N=5944 кН.
II
-ой уровень средняя колонна:
М= 42,17 кНм, N=5944 кН.
1) проверка прочности: При Ап/Аст=1 по прил.5 [1] определяем:
2) проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента
находим относительный эксцентриситет:
гибкость l=l/i x
=3,6/7,22*10 -2
=49,86;
коэффициент влияния формы сечения при m x
<5 прил.10[1]: η=(1,9-0,1m)-0,02(6-m) = (1,9-0,1*0,17)-0,02(6-0,17)*1,88=1,66
приведенный относительный эксцентриситет: m х1
=ηm х
=1,66*0,17 =0,28
Отсюда по прил. 10[1] вычислим φ=0,742
5944/0,742*184,1*10 -4
=212МПа<215МПа.
3)проверка устойчивости из плоскости действия момента :
гибкость = l/i у
=3,6/7,22*10 -2
=58,17;
при m x
=0,17<1 коэффициент с определяем по формуле с=β/(1+am x
)
где a=0,7; β=1 тогда с=1/(1+0,7*0,17)=0,894
I
-ой уровень средняя колонна:
М= 69,8 кНм, N=9757 кН.
При Ап/Аст=1 по прил.5 [1] определяем:
2) проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента
находим относительный эксцентриситет:
гибкость l=l/i x
=3,6/8,66*10 -2
=48,5;
коэффициент влияния формы сечения при m x
<5 прил.10[1]: η=(1,9-0,1m)-0,02(6-m) = (1,9-0,1*0,14)-0,02(6-0,14)*1,57=1,7
приведенный относительный эксцентриситет: m х1
=ηm х
=1,7*0,14 =0,24
Отсюда по прил. 10[1] вычислим φ=0,795
9757/0,795*308,6*10 -4
=211МПа<215МПа.
3)проверка устойчивости из плоскости действия момента
гибкость = l/i у
=3,6/8,66*10 -2
=41,6;
при m x
=0,14<1 коэффициент с определяем по формуле с=β/(1+am x
)
где a=0,7; β=1 тогда с=1/(1+0,7*0,14)=0,91
Заносим полученные данные в таблицу:
III
уровень средняя колонна (15 элемент)

Примем полуавтоматическую сварку Св-08Г2С*, расчетные характеристики: R y
ш
св
=24кН/см 2
;R y
с
св
=26 кН/см 2
; β ш
=0,9; β с
=1; γ y
ш
св
=γ y
с
св
=1,1.
β ш
R y
ш
св
γ y
ш
св
=0,9*24=21,6 < β с
R y
с
св
γ y
с
св
=1,05*26=27,9 кН/см 2
;
2)Определяем требуемую длину шва (“рыбки”):
3)Рассчитаем высоту вертикального ребра:
Рассчитаем диаметр и количество болтов:
- расчетное сопротивление болтов срезу;
- коэффициент условий работы соединения;
- площадь поперечного сечения болта;
Принимаем болты нормальной точности, по классу прочности 8,8 МПа ( =25кН/см 2
, =45кН/см 2
):
Принимаем 3 болта d = 22 мм; А б
=3,08 см 2
.
где - расчетное усилие воспринимаемое одним болтом смятию;
- расчетное сопротивление смятию элементов, соединяемых болтами;
- наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;
Окончательно принимаем 3 болта d = 22 мм.
Минимальная длина вертикальной накладки составит: h=2*2d+2*3d=10d=220мм.
II
уровень средняя колонна (22 элемент)

2)Определяем требуемую длину шва (“рыбки”) при k ш
=20мм:
3)Рассчитаем высоту вертикального ребра:
Рассчитаем диаметр и количество болтов:
- расчетное сопротивление болтов срезу;
- коэффициент условий работы соединения;
- площадь поперечного сечения болта;
Принимаем болты нормальной точности, по классу прочности 8,8 МПа ( =25кН/см 2
, =45кН/см 2
):
Принимаем 3 болта d = 22 мм; А б
=3,08 см 2
.
где - расчетное усилие воспринимаемое одним болтом смятию;
- расчетное сопротивление смятию элементов, соединяемых болтами;
- наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;
Окончательно принимаем 3 болта d = 22 мм.
Минимальная длина вертикальной накладки составит: h=2*2d+2*3d=10d=220мм.
I
уровень средняя колонна (11 элемент)

2)Определяем требуемую длину шва (“рыбки”) при k ш
=16мм:
3)Рассчитаем высоту вертикального ребра:
Рассчитаем диаметр и количество болтов:
- расчетное сопротивление болтов срезу;
- коэффициент условий работы соединения;
- площадь поперечного сечения болта;
Принимаем болты нормальной точности, по классу прочности 8,8 МПа ( =25кН/см 2
, =45кН/см 2
):
Принимаем 3 болта d = 20 мм; А б
=2,49 см 2
.
где - расчетное усилие воспринимаемое одним болтом смятию;
- расчетное сопротивление смятию элементов, соединяемых болтами;
- наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;
Окончательно принимаем 3 болта d = 20 мм.
Минимальная длина вертикальной накладки составит: h=2*2d+2*3d=10d=200мм.
Выбор конструкции стыка зависит от соотношения между наибольшим эксцентриситетом и ядровым расстоянием сечения. Если е>ρ, то стык испытывает большие растягивающие усилия, поэтому болты рассчитывают на растяжение от изгибающего момента. При этом, если стыкуются колонны одного сечения их торцы должны свариваться. Если же разного сечения, то между ними устраивается опорная плита, к которой и привариваются обе колонны.
Если е<ρ, то допускается рассчитывать узел как центрально-сжатый и болты в этом случае ставятся конструктивно. При этом стыки колонн одного сечения можно не сваривать, а только фрезеровать. Стыки колонн разного сечения и в этом случае приваривают к плите.
Стык колонн одинакового сечения в одном уровне не делают, если ее длина менее 10м. В данной работе длина колонн в III уровне составляет 8,4м, а во II и I уровнях по 12,6 м.
III
-
II
уровни: крайняя колонна :

ρ=W/A=809*10 -6
/83,08*10 -4
= 0,097м
Рассчитываем кол-во болтов на срез:
R BS
– расчетное сопротивление болтов срезу,
Принимаем в узле болты нормальной точности, по классу прочности 8,8 МПа, d=24мм, А в
=3,59см 2
, R BS
=25кН/см 2
, R B
Т
=40 кН/см 2
.
Расстояние между болтами h=H-2t-4d, где Н-высота двутавра, t-толщина полки двутавра.
Рассчитываем кол-во болтов на растяжение:
где Nв – продольное усилие, воспринимаемое болтами;
R B
Т
– расчетное сопротивление болтов растяжению;
Окончательно принимаем 4 болта d = 24 мм.
Т.к. для данных колонн имеется большая разница сечения ярусов, то плиты должна поддерживаться снизу ребрами жесткости, идущими под полками верхней колонны. Высота ребра определяется требуемой длиной швов, передающих нагрузку на стержень нижней колонны.
Применяем полуавтоматическую сварку Св-08А, d=1,4-2мм, k ш
=10мм. Расчетные характеристики:
R y
ш
св
=18кН/см 2
;R y
с
св
= 16,5 кН/см 2
; β ш
=0,7; β с
=1,05; γ y
ш
св
=γ y
с
св
=1,1.
β ш
R y
ш
св
γ y
ш
св
=0,7*18=16,2 < β с
R y
с
св
γ y
с
св
=1,05*16,5=17,3 кН/см 2
;
ρ=W/A=1035*10 -6
/105,9*10 -4
=0,09м
Принимаем в узле болты нормальной точности, по классу прочности 8,8 МПа, d=24мм, А в
=3,59см 2
, R BS
=25кН/см 2
, R B
Т
=40 кН/см 2
.
Расстояние между болтами h=H-2t-4d=348 – 2*17,5 – 4*24 =217 мм.
Рассчитываем кол-во болтов на срез:
Рассчитываем кол-во болтов на растяжение:
Окончательно принимаем 4 болта d = 24 мм.
ρ=W/A=2132*10 -6
/160,4*10 -4
=0,13м
Принимаем в узле болты нормальной точности, по классу прочности 8,8 МПа, d=24мм, А в
=3,59см 2
, R BS
=25кН/см 2
, R B
Т
=40 кН/см 2
.
Расстояние между болтами h=H-2t-4d =348 – 2*17,5 – 4*24 =217 мм.
Рассчитываем кол-во болтов на срез:
Рассчитываем кол-во болтов на растяжение:
Окончательно принимаем 4 болта d = 24 мм.
Т.к. для данных колонн имеется большая разница сечения ярусов, то плиты должна поддерживаться снизу ребрами жесткости, идущими под полками верхней колонны. Высота ребра определяется требуемой длиной швов, передающих нагрузку на стержень нижней колонны.
Применяем полуавтоматическую сварку Св-08А, d=1,4-2мм, k ш
=10мм. Расчетные характеристики:
R y
ш
св
=18кН/см 2
;R y
с
св
= 16,5 кН/см 2
; β ш
=0,7; β с
=1; γ y
ш
св
=γ y
с
св
=1,1.
β ш
R y
ш
св
γ y
ш
св
=0,7*18=16,2 < β с
R y
с
св
γ y
с
св
=1*16,5=16,42 кН/см 2
;
ρ=W/A=2132*10 -6
/160,4*10 -4
= 0,13м
Принимаем в узле болты нормальной точности, по классу прочности
8,8 МПа, d=32мм, А в
=6,71см 2
, R BS
=25кН/см 2
, R B
Т
=40 кН/см 2
.
h=H-2t-4d=409 – 2*24,5 – 4*32 =232мм.
Рассчитываем кол-во болтов на срез:
Рассчитываем кол-во болтов на растяжение:
Окончательно принимаем 4 болта d = 32 мм.
III
-
II
уровни: средняя колонна :

ρ=W/A=809*10 -6
/83,08*10 -4
=0,09м
Принимаем в узле болты нормальной точности, по классу прочности 8,8 МПа, d=16мм, А в
=1,6 см 2
, R BS
=25кН/см 2
, R B
Т
=40 кН/см 2
.
Рассчитываем кол-во болтов на срез:
Рассчитываем кол-во болтов на растяжение:
Окончательно принимаем 2 болта d = 16 мм.
ρ=W/A=2435*10 -6
/184,1*10 -4
= 0,13м
Принимаем в узле болты нормальной точности, по классу прочности 8,8 МПа, d=16мм, А в
=1,6см 2
, R BS
=25кН/см 2
, R B
Т
=40 кН/см 2
.
Рассчитываем кол-во болтов на срез:
Рассчитываем кол-во болтов на растяжение:
Окончательно принимаем 2 болта d = 16 мм.
ρ=W/A=4694*10 -6
/308,6*10 -4
= 0,15м
Принимаем в узле болты нормальной точности, по классу прочности
8,8 МПа, d=24мм, А в
=3,59 см 2
, R BS
=25кН/см 2
, R B
Т
=40 кН/см 2
.
Рассчитываем кол-во болтов на срез:
Рассчитываем кол-во болтов на растяжение:
Окончательно принимаем 2 болта d = 24 мм.
ρ=W/A=4694*10 -6
/308,6*10 -4
= 0,15м
Принимаем в узле болты нормальной точности, по классу прочности 8,8 МПа, d=24мм, А в
=3,59см 2
, R BS
=25кН/см 2
, R B
Т
=40 кН/см 2
.
Рассчитываем кол-во болтов на срез:
Рассчитываем кол-во болтов на растяжение:
Окончательно принимаем 2 болта d = 24 мм.
А пл.тр.
= N*R ф
=3596/0,84=4281 (см 2
);
R ф
=γR б
=1,2*0,7=0,84кН/см 2
R б
=0,7кН/см 2
(бетон М150).
Материал базы: сталь Вст3кп2, расчетное сопротивление R=22кН/см 2
при t=20-40мм.
По конструктивным соображениям свес плиты с 2
должен быть не менее 4см.
Среднее напряжение в бетоне под плитой
σ ф
=N/ А пл.факт.
=3596/660 2
=0,83 (кН/см 2
).
Конструируем базу колонны с траверсами толщиной 12мм, приваривая их к плите угловыми швами.
Определим изгибающие моменты на отдельных участках плиты
участок1 (плита, опертая на четыре стороны: b/a=351/192=1,83; α=0,095)
М 1
= α σ ф
а 2
=0,095*0,83*19,2 2
=29,1 (кНсм);
участок 2 (консольный свес b/a=400/130=3>2)
М 2
= σ ф
а 2
/2=0,83*13 2
/2= 58 (кНсм)
М 3
= σ ф
а 2
/2=0,83*12 2
/2=57 (кНсм)
Принимаем для расчета Мmax=М 2
=58 (кНм)
Прикрепление траверс к колонне выполняем полуавтоматической сваркой проволокой марки Св-08Г2С, d=1.4…2мм.
Толщину траверс принимаем t тр
=1,2 см, высоту h тр
=60 см.
R y
ш
св
=21,5кН/см 2
;R y
с
св
=0,45*36,5 = 16,45 кН/см 2
; β ш
=0,7; β с
=1; γ y
ш
св
=γ y
с
св
=1.
β ш
R y
ш
св
γ y
ш
св
=0,7*21,5=15,05 < β с
R y
с
св
γ y
с
св
=1*16,42=16,42 кН/см 2
;
Прикрепление траверсы к колонне рассчитываем по металлу шва, принимая катет угловых швов k ш
=12 мм.
σ ш
=N/4k ш
l ш.
< (βR y
св
γ y
св
) min
γ =3596/4*1,2*(60-2) = 12,9 < 15,05 (кН/см 2
).
Крепление траверсы к плите принимаем угловыми швами
σ ш
=N/k ш
Σl ш.
< (βR y
св
γ y
св
) min
γ =3596/1*2*(66+11*2+2*33,1)=11,7<15,05 (кН/см 2
).
Швы удовлетворяют требованиям прочности. При вычислении суммарной длины швов с каждой стороны шва не учитывалось по 1см на непровар.
Приварку торца колонны к плите выполняем конструктивными швами k ш
=6 мм, так как эти швы в расчете не учитывались.
Требуемая площадь нетто сечения анкерных болтов определяют по формуле:
R ба
– расчетное сопротивление растяжению анкерных болтов из стали марки 09Г2С, R ба
=14,5 кН/см 2
.
Площадь поверхности сечения одного болта:
А б1
= А б
/4 =11,24/4 = 2,8 (см 2
).
По ГОСТ 24379,0 находим ближайший диаметр 24 мм, расчетная площадь сечения нетто А б1нт
=3,24 см 2
. Длина заделки болта в бетон должна быть 0,85м при отсутствии опорной шайбы.
1)х 2)х+6к 1
х=8,92х 3)к 1
х+6к 2
х=6,54х
Распределим нагрузки по высоте здания:
Продольное усилие в раскосе составит 306,03*0,55=168,32кН.
Принимаем болты нормальной точности, по классу прочности 8,8 МПа:
Принимаем два болта d = 14 мм; (см 2
).
Толщина фасонки 10 мм. Раскосы диафрагмы состоят из двух равнобоких уголка 200х12. Применяем полуавтоматическую сварку Св-08А, d=1,4-2мм. Расчетные характеристики:
R y
ш
св
=18кН/см 2
;R y
с
св
= 16,5 кН/см 2
; β ш
=0,7; β с
=1,05; γ y
ш
св
=γ y
с
св
=1. β ш
R y
ш
св
γ y
ш
св
=0,7*18=16,2 < β с
R y
с
св
γ y
с
св
=1,05*16,5=17,3 кН/см 2
;

Название: Расчёт металлического каркаса многоэтажного здания
Раздел: Рефераты по строительству
Тип: курсовая работа
Добавлен 06:26:35 07 сентября 2010 Похожие работы
Просмотров: 4757
Комментариев: 11
Оценило: 3 человек
Средний балл: 4
Оценка: неизвестно   Скачать

Защитный слой(битумная мастика с втопленным гравием) γ=21 кН/м 3
t=20 мм
Утеплитель (керамзит) γ=1,5 кН/м 3
t=150 мм
Сборная железобетонная плита покрытия
Момент сопротивления относительно оси Y
Момент сопротивления относительно оси Y
Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Ребятки, кто на FAST-REFERAT.RU будет заказывать работу до 26го мая - вводите промокод iphone, и тогда будете учавствовать в розыгрыше iphone xs)) сам только что узнал, что у них такие акции бывают (п.с. кстати не удивляйтесь что вас перекидывает на сайт с другим названием, так и должно быть)
Мне с моими работами постоянно помогают на FAST-REFERAT.RU - можете просто зайти узнать стоимость, никто вас ни к чему не обязывает, там впринципе всё могут сделать, вне зависимости от уровня сложности) у меня просто парень электронщик там какой то, тоже там бывает заказывает))
Спасибо, Оксаночка, за совет))) Заказал курсач, отчет по практике, 2 реферата и дипломную на REFERAT.GQ , все сдал на отлично, и нервы не пришлось тратить)
Я обычно любые готовые работы покупаю на сайте shop-referat.tk , и свои все там же на продажу выставляю, неплохой доп.заработок. А если там не нахожу то уже на referat.gq заказываю и мне быстро делают.
Да, но только в случае крайней необходимости.

Курсовая работа: Расчёт металлического каркаса многоэтажного здания
Виды Соревнований Реферат
Реферат: Переселение индейцев
Реферат: Социологический анализ образа женщины в современной рекламе
Сочинение По Литературе В Декабре 2022
Эссе Про Египет 5 Класс
Литература 3 Класс Итоговая Контрольная Работа
Курсовая работа по теме Социальная политика России
Курсовая работа: Характеристика методов финансового анализа как инструментов для принятия управленческих решений
Курсовая работа: Виды питания для спортсменов различной категории
Сочинение На Тему Описание Животного
Учебное пособие: Методические указания по проведению преддипломной практики для студентов очного, вечернего и заочного отделений
Контрольная работа по теме Ліквідаційна вартість об’єкта
Курсовая Работа По Педагогике Особенности Игровой Деятельности Дошкольников
Итоговое Сочинение 250 Слов
Реферат по теме Психолого-педагогические проблемы использования компьютерных игр, программ с игровой компонентой в образовании
Этапы Написания Курсовой
Курсовая работа по теме Особливості митного контролю на автомобільному транспорті
Реферат по теме Революция в термодинамике
Реферат по теме Искусство арабских народов
Дипломная работа по теме Новый год как праздник, его историческое значение и современные аспекты
Реферат: Форми державного устрою зарубіжних країн
Дипломная работа: Методика роботи над українською народною казкою
Реферат: Лазеры, их применение