Расчёт технологической площадки

Введение 
Площадки предназначены для размещения технологического оборудования, организации его обслуживания и ремонта. 
 
В курсовом проекте выполнены расчеты колонны, главной балки, балки настила и настила технологической площадки. Расчет конструкций проведен по методу предельных состояний: настил, балки настила и главная балка рассчитаны по первой и второй, а колонна – по первой группе предельных состояний. 
 
К технологической площадке приложены нагрузка от собственного веса конструкций и временная нормативная нагрузка. Нагрузка, воспринимаемая настилом, передается на балки настила, которые в свою очередь передают ее на главные балки, опирающиеся на колонны и далее на фундамент. Стержни центрально сжатых колонн состоят из двух ветвей, связанных между собой по высоте планками, приваренными к ветвям колонны. Для повышения сопротивления закручиванию и сохранения ее контура устанавливаем диафрагмы, которые располагаем у торцов отправочных элементов. Балки настила проектируем из прокатных профилей – двутавров, а главные балки – составными. Настил приварен к балкам настила, что делает невозможным сближение балок настила при его прогибе под нагрузкой. Кроме того, путем приварки настила к поясам балок создается частичное защемление настила, появляются опорные моменты, снижающие моменты и прогиб в пролете. 
 
Взаимное расположение балок в балочной клетке согласно задания на курсовую работу принято в одном уровне.  
 
Колонны в рабочих площадках проектируем центрально-сжатыми, состоящими из оголовка, стержня и базы. Стержень колонны выполняем из двух двутавров. Соединение балок между собой и с колонной осуществляется при помощи болтов. Передача давления от стержня колонны на фундамент осуществляется через базу. Для соединения базы с фундаментом используем анкерные болты, диаметр которых из условий коррозии принимаем не менее 20 мм. Для обеспечения геометрической неизменяемости технологической площадки между колоннами устраиваем связи. 
1 Расчет настила 
Настил при работе его только на изгиб при прогибе f не более 1/150 рассчитывают из условий прогиба простой балки по предельному состоянию второй группы: 
 
, (1.1) 
 
где fu – предельный прогиб настила. 
Для настила применяем листы рифленой стали по ГОСТ 8568-77. 
 
Предварительно принимаем толщину стального настила в зависимости от временной нормативной нагрузки (таблица 2.1,[7]); t=8 мм. Шаг балок настила принимаем равным ln = 0,68 м; количество балок настила nb= 17/0,68 = 25. 
 
Определим расчетную схему настила, для чего определим отношение пролета настила к его толщине ln l</t=680/8=85, так как (40 n 300) то настил считается жестко закрепленным и его рассчитываем на изгиб с распором</t   
(рисунок 1.1). 
 
 
Рисунок 1.1 – Работа настила на изгиб с распором 
Толщину листа при работе настила на изгиб с распором определяем по формуле: 
 
, (1.2) 
 
Прогиб настила при равномерно распределенной нагрузке: 
 
, (1.3) 
 
где   – цилиндрическая жесткость пластинки; 
 
; 
 
? – коэффициент Пуассона; для стали принимается равным 0,3 [4]; 
 
(1–?2) – поправка, учитывающая отсутствие в настиле поперечной линейной деформации; 
 
 – модуль упругости прокатной стали; 
 
b – расчетная ширина полосы настила; принимается равной 1 м; 
 
 – заданное отношение пролета настила к его предельному прогибу; 
 
 – нормативная нагрузка на 1 м полосы настила; 
 
 – собственный вес настила. 
 
; 
 
; 
 
. 
 
Проверяем прогиб настила при t=8мм. 
 
 
 
Принимаем толщину настила t=10 мм. 
 
; 
 
 
 
 
 
Силу распора Н определяем по формуле: 
 
, (1.4) 
 
где ?f – коэффициент надежности по нагрузке; принимаем ?f= 1,2; 
 
 . 
 
Расчетное значение катета шва, прикрепляющего настил к балкам при ручной сварке определяем по одной из формул: 
 
 или  , (1.5) 
 
где lw- расчетная длина шва; принимаем lw=1м; 
 
?f и ?z – коэффициенты, принимаемые при сварке элементов; 
 
?f=0,7; 
 
?z=1,0; 
 
и   – расчетные сопротивления сварных соединений угловых швов при срезе соответственно по металлу шва и металлу границы сплавления; принимаем  ;  ; здесь Rwun = 490 МПа – нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению; Run – временное сопротивление стали разрыву;  - коэффициент надежности по материалу шва; принимаем  = 1,25; Run=490 МПа; тогда Rwf=215,6 МПа;Rwz=0,45·490=220,5МПа=22,05кН/см. 
 
?wf и ?wz– коэффициенты условий работы шва; принимаем ?wf=1,0 и ?wz=1,0; 
 
?c – коэффициент условий работы [4]; принимаем ?c=1,0. 
 
;  . 
 
Принимаем катет шва kf = 4 мм (по конструктивным требованиям).