Курсовая работа: Проектирование металлической балочной клетки
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Пермский государственный технический университет
1. Исходные данные на проектирование
4.3 Изменение сечения главной балки
4.4 Расчет соединения поясов со стенкой
4.5 Проверки местной устойчивости элементов главной балки
4.6 Сопряжение балок настила с главными балками
4.7 Расчет опорного ребра главной балки
5. Расчет центрально сжатой колонны К4
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Балочная клетка одноэтажной рабочей площадки, рекомендуемая к разработке по заданию, соответствует нормальному типу балочных клеток и представляет собой систему пересекающихся несущих балок (главных балок и балок настила), на которые опирается плоский стальной настил. Постоянные и временные нагрузки в балочной клетке нормального типа передаются с настила на балки настила, которые в свою очередь передают их на главные балки, опирающиеся на колонны.
В курсовом проекте в учебных целях принимаются главные балки, состоящие из двух взаимозаменяемых отправочных элементов. Так как главные балки имеют посередине монтажные стыки, то балки настила располагают симметрично относительно середины пролета главных балок. Для упрощения сопряжения балок настила с главными необходимо среднюю часть пролета главной балки оставить свободной, т.е. балка настила не должна приходиться на монтажный стык. Сопряжение балок настила с главными балками принимается в одном уровне верхних поясов.
Рис. 1.1 Монтажная схема балочной клетки а – план, б – разрез 1-1
Для балок настила марки Б1 ширина грузовой площади составляет а /
/ 2 = 1 / 0,5 = 0,25 м, для балок настила Б2 ширина грузовой площади равна шагу этих балок а = 1,6 м. На главные балки марки Г1 нагрузка собирается с ширины l / 2 = 5,2 / 2 = 2,6 м. Для главных балок Г2 ширина грузовой площади равна расстоянию между главными балками или пролету балок настила l = 5,2 м.
К1 – = = 11,7 м 2
; К2 – = = 23,4 м 2
;
К3 – = = 23,4 м 2
; К4 – L · l = 9 ·5,2 = 46,8 м 2
.
Рис. 1.2 Монтажная схема балочной клетки с грузовыми площадями на несущие элементы: 1 – настил, 2 – балка настила Б2, 3 – главная балка Г2, 4 – колонна К4
Определяем толщину настила из условия прогиба. Первоначально примем толщину настила мм, так как кН/м .
Плотность стали кН /м , коэффициент надежности по нагрузке для конструкций из стали .
Сбор нагрузок на настил производим в табличной форме
Таблица 2.1 Нагрузка на 1 м настила
Суммарное значение нормативной нагрузки на настил
= (0,942 + 0,95*8 + 0,9*17)*0,95 = 22,65 кн/м 2
где: Ψ 1
=0,95 – коэффициент сочетаний для временных длительных нагрузок;
Ψ 2
=0,90 – коэффициент сочетаний для временных кратковременных нагрузок;
γ n
=0.95 – коэффициент надежности для II группы ответственности здания;
Ориентировочно ширина полки балки настила принимается = 0,1 м, тогда расчетный пролет настила равен 160 – 10 = 150 см.
Рис. 2.1 Стальной настил: а – конструктивная схема б – расчётная схема
= 150; – цилиндрическая жесткость пластинки;
где - нормативная нагрузка на настил в кН/м 2
.
Полученная толщина настила из условия жесткости больше рациональной мм, поэтому принимаем мм, настил подкрепляем ребрами, расположенными перпендикулярно балкам настила.
Рис. 2.2 расстановка рёбер жесткости
Расчетная схема настила с ребром жесткости представляет собой однопролетную балку таврового сечения пролетом l р
, равным расстоянию между центрами площадок опирания настила на балки. В состав условного сечения балки включена часть настила шириной:
кН/см при t = 8 мм табл. 51 [1]; E = 2,1· 10 кН/см ;
Рис. 2.3 Настил, усиленный ребрами жесткости: а – конструктивная схема; б – расчетная схема
Геометрические характеристики расчетного сечения настила, подкреплённого ребрами:
= 39,06 · 1 + 10 · 1 = 49,06 см – площадь сечения.
Находим положение центра тяжести относительно оси х 1
Момент сопротивления относительно оси х
Проверка несущей способности настила, подкрепленного ребрами
Таблица 2.2 Нагрузка на 1 м настила, усиленного ребрами жесткости
Суммарное значение нормативной нагрузки на настил с учетом веса ребер
= = (0,785+0,087+0,95*8+0,9*17)*0,95= 22,58 кн/м 2
Погонная нормативная нагрузка на балку условного сечения
Суммарное значение расчетной нагрузки на настил
= = (0,824+ 0,092+ 0,95*8,8+ 0,9*22,1)* 0,95 = 29,17 кн/м 2
Максимальный изгибающий момент в настиле
Растягивающее цепное усилие (распор)
Проверка прочности по нормальным напряжениям
прочность настила, подкрепленного ребрами с шагом см по нормальным напряжениям обеспечена.
Проверка прочности по касательным напряжениям
= 0,45 кН/см < 14,21 кН/см – прочность по касательным напряжениям обеспечена.
Балка настила Б2 выполняется из прокатного двутавра. Подберем 3 типа двутавров и выберем из них наиболее экономичный.
1) Двутавр с не параллельными гранями полок по ГОСТ 8239-89.
2) Двутавр балочный с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83.
3) Двутавр широкополочный с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83.
Определяем расчетную схему балки. Примем разрезную балку настила пролетом l. Расчет балки настила производится на нагрузку, собранную с грузовой площади шириной «а».
Рисунок 3.1 Схема определения грузовой площади балки настила
Нормативная нагрузка от собственного веса балки в первом приближении может быть принята 0,3-0,5 . Принимаю q 1
сб
=0,4 . Сбор нагрузки выполняется в табличной форме (табл. 3.1.). Предварительно найдем эквивалентную толщину настила t н
, усиленного ребрами жесткости.
Таблица 3.1 Нагрузка на балку настила Б3.
Суммарное значение нормативной нагрузки на балку:
= =(0,872+0,4+0,95*8+0,9*17)*0,95=22,86кн/м 2
Погонная нормативная нагрузка на балку настила:
Суммарное значение расчетной нагрузки на балку настила:
= = (0,916+0,42+ 0,95*8,8+ 0,9* 22,1) * 0,95 = 28,11 кн/м 2
Рис. 3.2 Расчетная схема балки настила
Конструктивный расчет. Подбор сечения балки.
Согласно пункту 5.18* учитываем развитие пластических деформаций.
По табл. 51 для стали С345 по ГОСТ 27772-88 для фасонного профиля при толщине Þ .
По табл. 66 принимаем в первом приближении для двутавра.
Вариант 1. Двутавр с не параллельными гранями полок. I№30
Расчетная погонная нагрузка на балку:
Уточняем изгибающий момент и поперечную силу:
По табл. 66 интерполяцией находим коэффициент с х
.
Уточняем расчетное сопротивление, определенное по пределу текучести, с учетом толщины полки:
Проверка прочности по нормальным напряжениям:
Прочность по нормальным напряжениям обеспечена.
Проверка прочности по касательным напряжениям:
Прочность по касательным напряжениям обеспечена.
Проверка жесткости балки (по нормативным нагрузкам).
Уточняем нормативную нагрузку, действующую на балку, с учетом фактической массы балки.
Проверяем общую устойчивость балки.
По пункту 5.16*а) устойчивость балки не требуется проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный. Настил жесткий, приваривается к сжатому поясу балки настила, следовательно проверка общей устойчивости не требуется.
Вариант 2: двутавр балочный с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83. I№30Б1
Расчетная погонная нагрузка на балку:
Уточняем изгибающий момент и поперечную силу:
По табл. 66 интерполяцией находим коэффициент с х
.
Уточняем расчетное сопротивление, определенное по пределу текучести, с учетом толщины полки:
Прочность по нормальным напряжениям обеспечена.
Проверка прочности по касательным напряжениям:
Прочность по касательным напряжениям обеспечена.
Проверка жесткости балки (по нормативным нагрузкам).
Уточняем нормативную нагрузку, действующую на балку, с учетом фактической массы балки.
Проверяем общую устойчивость балки.
По пункту 5.16*а) устойчивость балки не требуется проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный. Настил жесткий, приваривается к сжатому поясу балки настила, следовательно проверка общей устойчивости не требуется.
Вариант 3: двутавр широкополочный с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83. I№26Ш1.
Расчетная погонная нагрузка на балку:
Уточняем изгибающий момент и поперечную силу:
По табл. 66 интерполяцией находим коэффициент с х
.
Уточняем расчетное сопротивление, определенное по пределу текучести, с учетом толщины полки:
Проверка прочности по нормальным напряжениям:
Прочность по нормальным напряжениям обеспечена.
Проверка прочности по касательным напряжениям:
Прочность по касательным напряжениям обеспечена.
Проверка жесткости балки (по нормативным нагрузкам).
Уточняем нормативную нагрузку, действующую на балку, с учетом фактической массы балки.
Проверяем общую устойчивость балки.
По пункту 5.16*а) устойчивость балки не требуется проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный. Настил жесткий, приваривается к сжатому поясу балки настила, следовательно проверка общей устойчивости не требуется.
Наименее металлоемким является двутавр №30Б1 с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83. принимаем его для дальнейших расчетов.
Главную балку выполняют составного сечения в виде сварного симметричного двутавра, состоящего из двух поясов (верхнего и нижнего), объединенных тонкой стенкой. По расчетной схеме главная балка является однопролетной с шарнирным опиранием на колонны. Нагрузка на балку передается от балок настила в виде сосредоточенных сил. По правилу строительной механики система сосредоточенных сил в количестве более 6 заменяется равномерно распределенной нагрузкой, собранной с грузовой площади главной балки. Собственный вес главной балки на стадии предварительного расчета принимается равным 1%…2% суммарной нагрузки, действующей на балку.
Рисунок 4.1 Схема определения грузовой площади балки Г1
Суммарное значение нормативной нагрузки на балку:
= =(0,872+0,206+0,22+0,95*8+0,9*17)*0,95=22,99 кН/м 2
Погонная нормативная нагрузка на главную балку:
Суммарное значение расчетной нагрузки на балку настила:
= =(0,916+0,216+0,548+0,95*8,8+0,9*22,1) *0,95 =28,43 кн/м 2
Рисунок 4.2 Расчетная схема главной балки
Главная балка бистальная: сталь поясов – С255; сталь стенки - С245.
По табл. 51 для стали С255 по ГОСТ 27772-88 для листового профиля при толщине Þ .
Примем с учетом сортамента листового проката t w
=10 мм.
Из условия экономичности оптимальная высота балки:
Принимаю t f
= 20мм, b f
=300мм. По ГОСТ 82-70*
Рисунок 4.3 Поперечное сечение главной балки
Находим геометрические характеристики.
Расчет геометрических характеристик сечения по программе «Конструктор сечений»
Корректировка нагрузки с учетом фактического значения собственного веса главной балки
Суммарное значение нормативной нагрузки на балку:
= =(0,872+0,206+78,5*220*10 -4
/5,2+ 0,95*8+ 0,9*17)*0,95=23,09 кн/м 2
Погонная нормативная нагрузка на главную балку:
Суммарное значение расчетной нагрузки на балку настила:
= =(0,916+0,216+78,5*220*10 -4
*1,05/6 + +0,95*8,8+0,9*22,1)*0,95=28,20 кн/м 2
Уточняем расчетное сопротивление R y
f
при t f
=20мм для стали полки С255:
Проверка прочности по нормальным напряжениям:
Прочность по нормальным напряжениям обеспечена.
Проверка прочности по касательным напряжениям:
Прочность по касательным напряжениям обеспечена.
Коэффициент a учитывает изменение сечения по длине балки.
4.3 Изменение сечения главной балки
Выполним изменение сечения главной балки за счет ширины поясных листов. Рационально выполнить изменение сечения на расстоянии При этом учитываем, что место примыкания ребра не должно совпадать с местом изменения сечения. Принимаем х=1.5м
Рис. 4.4 расчетная схема главной балки
Рис 4.5 Изменение сечения главной балки: а – верхний пояс балки, б – эпюра материала
Проверка прочности по нормальным напряжениям.
Прочность по нормальным напряжениям обеспечена.
Проверка прочности по касательным напряжениям.
Прочность по касательным напряжениям обеспечена.
Проверка приведенных напряжений на уровне поясных швов.
Найдем нормальные напряжения на уровне поясных швов.
Выполним стык верхнего пояса прямым швом, а нижнего – косым, равнопрочным основному металлу.
Проверка прочности по касательным напряжениям на опоре для измененного сечения.
Проверка общей устойчивости не требуется, если:
4.4 Расчет соединения поясов со стенкой
Расчет сварного шва, соединяющего пояс со стенкой, производим на действие сдвигающей силы Т.
Поясные швы выполняются непрерывными двухсторонними с помощью автоматической сварки под флюсом.
т.55®Флюс АН-348А, сварочная проволока СВ-08А (диаметр проволки d=3…5мм) по ГОСТ 2246-70*, тип электрода Э42, Э42А.
т.34®b f
=1.1, b z
=1.15 при d=3…5мм
R wz
=0.45R un
w
=0.45×38=17.1 кН/см 2
т.51®R un
w
=38 кН/см 2
при t w
=2…20
Минимально допустимый катет шва определяем по [1, табл. 38] для таврового соединения с двусторонними угловыми швами при толщине более толстого из свариваемых элементов t f
=20мм. Минимальный катет шва равен k f
=6мм.
Окончательно принимаем катет поясных сварных швов k f
=6мм. (см. рис. 4.7 )
4.5 Проверки местной устойчивости элементов главной балки
Проверка местной устойчивости сжатого пояса балки
По расчетной схеме сжатый пояс балки представляет собой длинную пластинку, шарнирно опертую на стенку длинной стороной. Сжимающие напряжения направлены вдоль длинной стороны. Местная устойчивость полки обеспечена если:
Местная устойчивость полки главной балки обеспечена.
Проверка местной устойчивости стенки
Стенка балки представляет собой длинную пластинку, упруго защемленную в поясах. В различных сечениях балки под действием внешней нагрузки возникают нормальные, касательные и местные напряжения ( ), которые могут быть причиной потери местной устойчивости стенки.
Так как , местная устойчивость стенки не обеспечена. Требуется постановка поперечных ребер жесткости. Поперечные ребра жесткости располагаются в узлах сопряжения балок настила с главными балками и делят стенку на отдельные отсеки. Ширину отсека №1 принимаем 500 мм, отсеки № 2,№ 3 и № 4, расположенные в зоне действия наибольших изгибающих моментов, назначают равными а = 1600. Расчетные сечения при этом совпадают с центром зоны действия или с серединой наиболее напряженного участка, если = 0
Рис 4.6 Проверка местной устойчивости стенки главной балки Г2: а – расчётная схема балки, б – расположение расчетных отсеков, в – эпюра изгибающих моментов, г – эпюра поперечных сил
Проверка местной устойчивости стенки 1-ого отсека.
Момент и поперечную силу для 1-ого отсека определяем по его середине х 1
= h ef
/0,5 = 1/0,5=0.25 м
Нормальное сжимающее напряжение в отсеке у верхней границы стенки
где Wx = 5604,59 – момент сопротивления в измененном сечении, принимаемый при проверке 1-ого отсека, т.к. x 1
=0.25м29кН/см 2
Þg с
=1
t пл
=20…40мм R yn
=31кН/см 2
>29кН/см 2
Þg с
=1 Пусть t пл
=20…40мм R y
=31 кН/см 2
Определяем высоту траверсы из условия сварных швов.
Принимаем четыре фундаментных болта, т.к. у нас жесткое крепление.
Сталь болтов О9Г2С по ГОСТ 19281-73*
1. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. – 96 с.
2. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 2001. – 44 с.
3. СНиП 2.01.07-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. – М.: Стройиздат, 2000. – 80с.
4. Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций: Учеб. пособие для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 431 с.
5. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/ Под общ. ред. Е.И.Беленя. 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1986. – 560с.
6. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы стальных конструкций: Учеб. пособие для строит. вузов / Под ред. В.В.Горева. – М.: Высш. шк., 2004. – 551 с.
7. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Общая часть. (Справочник проектировщика) / Под общ. ред. В.В.Кузнецова (ЦНИИ проектстальконструкция им. Н.П.Мельникова) – М.: изд-во АСВ, 1988. – 576 с.
8. Свод правил по проектированию и строительству. СП 53-102-2004. Общие правила пректирования стальных конструкций/ Госстрой России – М., 2005. – 132 с.
Название: Проектирование металлической балочной клетки
Раздел: Рефераты по строительству
Тип: курсовая работа
Добавлен 20:08:30 05 октября 2010 Похожие работы
Просмотров: 5158
Комментариев: 15
Оценило: 3 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно Скачать
Сталь настила, стенки главной балки
Коэффициент надежности по нагрузке (постоянной)
Коэффициент надежности по нагрузке (временной)
Тип настила – стальной с относительным прогибом
Типы электродов, марки сварочной проволоки [СНиП П-23-81*, табл. 55]
Коэффициент надежности по нагрузке γ f
Коэффициент надежности по нагрузке γ f
Момент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y
Максимальный момент сопротивления относительно оси U
Место проверки местной устойчивости х i
,м
Расчетная поперечная сила Q xi
, кН
Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.
Курсовая работа: Проектирование металлической балочной клетки
Контрольная Работа По Составу Числа До 10
Реферат: Новая налоговая система КНР
Контрольные Работы 3 Класс Занков
Сочинение по теме Джон Мильтон. Потерянный рай
Учебное пособие: Методические указания по производственной практике Факультет
Контрольная Работа 4 Класс На Скорость
Реферат: Методика кадрового делопроизводства
Вторая Страница Реферата Образец
Стихийные Бедствия И Защита Населения Реферат
Практическая Часть Отчета По Практике
Сочинение Зачем Нужны Знаки Препинания 4 Класс
Реферат по теме Генераторы и синхронные компенсаторы. Самозапуск электрических двигателей
Реферат: Прикосновенность к преступлению: понятие, виды. Скачать бесплатно и без регистрации
Лабораторная работа: Информационные процессы. Информационные процессы в экономике
Курсовая работа: Экономико-математические методы и прикладные модели
Реферат Про Язык
Правила Подачи Цельной Дичи На Банкет Реферат
Эссе На Тему Традиционная И Рыночная Экономика
Реферат: A Comparison Of Jurassic Park Essay Research
Курсовая работа по теме История создания и научная деятельность Всесоюзного научно-исследовательского института документоведения и архивоведения
Статья: Бунт предметов
Реферат: Темперамент
Контрольная работа: Гомер в истории культуры