Стальные конструкции рабочей площадки

Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»
Факультет (институт) строительно-технологический
Кафедра «Строительные конструкции»
Специальность (направление, профиль) 08.03.01 «Строительство»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Стальные конструкции рабочей площадки

Пояснительная записка
по дисциплине «Металлические конструкции, включая сварку»

, 2025

Цель работы:
Разработать и рассчитать стальные конструкции рабочей площадки производственного здания, включая настил, балки настила, главные балки, колонны, связи и стропильную ферму.

Объект проектирования:
Балочная клетка рабочей площадки с опиранием на колонны и стропильную ферму пролётом 30 м.

Основные расчётные разделы:

Расчёт настила – определение оптимального шага балок настила (150 см) и проверка жёсткости, прочности; назначение катета сварного шва (4 мм).

Расчёт балки настила – подбор двутавра 40Б1 из стали С245, проверки прочности, жёсткости, устойчивости.

Расчёт главной балки – компоновка составного сварного сечения (высота 180 см, пояс 550×20 мм, стенка 176×12 мм), проверки прочности, устойчивости, деформативности; изменение сечения по длине, расчёт поясных швов, опорной части, укрупнительного стыка на высокопрочных болтах.

Расчёт связей – подбор сечений для крестовых и портальных связей из спаренных уголков 75×6.

Узлы сопряжения балок – расчёт сварных соединений главной балки и балки настила.

Расчёт центрально-сжатой сквозной колонны – подбор сечения из двух швеллеров №40П, расчёт планок, оголовка и базы колонны (плита толщиной 60 мм, траверса высотой 85 см).

Расчёт стропильной фермы – сбор нагрузок, определение усилий в программе SCAD, подбор сечений элементов (верхний пояс – уголки 160×12 и 200×12, нижний пояс – 80×7 и 160×10, раскосы и стойки – парные уголки), расчёт сварных швов, конструирование монтажных узлов.

Используемые материалы:
Стали С235, С245, С255, С345. Сварка – полуавтоматическая и автоматическая проволокой Св-08А, электроды Э-50.

Результаты:
Все проверки прочности, устойчивости и жёсткости выполнены. Конструкции удовлетворяют требованиям СП 16.13330 и СП 20.13330. Разработаны рабочие чертежи (не приложены) и пояснительная записка.

Оглавление
1 РАСЧЕТ НАСТИЛА 3
1.1 Проверка по прогибам 3
1.2 Проверка по прочности. 4
1.3 Расчет катета сварного шва настила 4
2 РАСЧЕТ БАЛКИ НАСТИЛА 6
2.1 Проверка прочности по нормальным напряжениям 6
2.2 Проверка прочности по касательным напряжениям 7
2.3 Проверка общей устойчивости балки настила 7
2.4 Проверка местной устойчивости балки настила 7
2.5 Проверка по прогибам 7
3 РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ БАЛКИ 8
3.1 Сбор нагрузок 8
3.2 Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил 8
3.3 Выбор стали 9
3.4 Компоновка сечения 9
3.5 Вычисление геометрических характеристик скомпонованного сечения 11
3.6 Проверка прочности по нормальным напряжениям 11
3.7 Обеспечение устойчивости верхнего сжатого пояса балки 11
3.8 Изменение сечения балки по длине 12
3.9 Проверка прочности стенки по касательным напряжениям 14
3.10 Проверка деформативности балки 14
3.11 Обеспечение общей устойчивости балки 14
3.12 Обеспечение устойчивости стенки балки 14
3.13 Проектирование опорной части балки 18
3.14 Расчет поясных сварных швов 19
3.15 Укрупнительный стык балки на высокопрочных болтах 20
4 Расчёт связей 21
5 Конструктивные решения узлов сопряжения балок в балочной клетке 22
6 РАСЧЕТ КОЛОННЫ 22
6.1 Расчетная длина колонны 23
6.2 Расчетная нагрузка 23
6.3 Расчет относительно материальной оси 23
6.4 Расчет относительно свободной оси 24
6.5 Расчет планок 25
6.6 Расчет оголовка колонны 26
6.7 Расчет базы колонны 27
7 Расчет стропильной фермы 30
7.1 Сбор нагрузок на ферму 30
7.2 Подбор сечений элементов фермы 32
7.3 Расчет сварных швов 37
7.4 Расчет и конструирование узлов фермы 39
Список использованной литературы 43