Расчет параметров балочной клетки - Строительство и архитектура курсовая работа

Главная

Строительство и архитектура
Расчет параметров балочной клетки

Расчет и конструирование балочной клетки: компоновка и выбор варианта, определение крепления настила. Подбор и проверка сечения главной балки, изменение сечения поясов. Расчет параметров и конструирование колонны, ее базы и оголовки, расчетной длины.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


1 . Расчет и конструирование балочной клетки
Шаг колонн в продольном направлении а=19,7 м.
Шаг колонн в поперечном направлении b=7.9 м.
Способ сопряжения балок - поэтажный.
Временная нормативная равномерно-распределенная нагрузка на рабочую площадку
Сварка полуавтоматическая (ГОСТ 14771-76*) в углекислом газе (ГОСТ 8050-85) сварочной проволокой СВ_08Г2С (ГОСТ 2246-70*) Ш1.4-2.0 мм
1 .2 Компоновка и выбор варианта балочной клетки
Изобразим схематично настил и покажем его параметры:
Определим максимальное допустимое отношение пролёта к толщине настила:
где - величина, характеризующая допустимый прогиб; при пролете настила принимаем (т. 5.1 [1]):
P n =21.5 кПа - временная нормативная равномерно-распределенная нагрузка на площадку;
Принимаем толщину настила равной . Определяем пролёт настила
Определим количество балок настила шт.
Рисунок 1.2 - Нормальный тип балочной клетки
Принимаем толщину балок настила как в нормальном типе балочной клетки (), тогда шаг балок настила при мм
Количество второстепенных балок принимаем равным , тогда пролёт их
Рисунок 1.3 - Усложненный тип балочной клетки
Расчёт балок настила нормального типа балочной клетки
Рисунок 1.4 - Расчетная схема балки настила нормального типа балочной клетки
- коэффициенты надежности по нагрузке соответственно для нормативной временной нагрузки на площадку и стального настила (т. 1.4 [1]);
- коэффициент надежности по назначению (п. 1.10 [1]);
P n =21.5 кПа - временная нормативная равномерно-распределенная нагрузка на площадку;
- шаг балок настила в простом типе балочной клетки.
Расчетный изгибающий момент в балке
Определяем требуемый момент сопротивления
где - расчетное сопротивление стали С285 для фасонного проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 10 до 20 мм (т. 2.3 [1]);
- коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, предварительно принимаем
- коэффициент условий работы (т. 2.1 [1])
Принимаем двутавр № 45Б1 (ГОСТ 26020-83):
Уточняем расчетную нагрузку на балку
Уточним коэффициент C 1 (т. 3.6 [1]), учитывающий развитие пластических деформаций. Для этого вычислим:
Проверим прочность балки по нормальным напряжениям
Проверим прочность балки по касательным напряжениям
где - расчетное сопротивление стали срезу
Уточняем нормативную нагрузку на балку
Проверка общей устойчивости не требуется, так как по всей длине балки к её верхнему поясу приварен настил.
Расчёт балок усложненного типа балочной клетки
Расчетная нагрузка на балку настила
где- шаг балок настила в усложненном типе балочной клетки
Расчетный изгибающий момент в балке
Определяем требуемый момент сопротивления
Принимаем двутавр № 20Б1 (по ГОСТ 26020-83):
Уточняем расчетную нагрузку на балку
Уточним коэффициент C 1 (т. 3.6 [1]), учитывающий развитие пластических деформаций. Для этого вычислим:
Проверим прочность балки по нормальным напряжениям
- расчетное сопротивление стали С285 для фасонного проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 4 до 10 мм (т. 2.3 [1]);
Проверим прочность балки по касательным напряжениям
где - расчетное сопротивление стали срезу
Уточняем нормативную нагрузку на балку
Проверка общей устойчивости не требуется, так как по всей длине балки к её верхнему поясу приварен настил.
Рисунок 1.6 - Расчетная схема второстепенной балки
Определяем расчетную нагрузку на второстепенную балку. Сосредоточенные реакции балок настила в данном случае можно привести к погонной равномерно-распределенной нагрузке. Тогда
где - линейная плотность балки настила двутавр № 20Б1
- шаг балок настила в усложненном типе балочной клетки;
- шаг второстепенных балок в усложненном типе балочной клетки
Расчетный изгибающий момент в балке
Определяем требуемый момент сопротивления
Принимаем двутавр № 55Б2 (по ГОСТ 26020-83):
Уточняем расчетную нагрузку на балку
Уточним коэффициент C 1 (т. 3.6 [1]), учитывающий развитие пластических деформаций. Для этого вычислим:
Проверим прочность балки по нормальным напряжениям
Условие не выполняется, принимаем двутавр № 60Б1 (по ГОСТ 26020-83):
Уточняем расчетную нагрузку на балку
Уточним коэффициент C 1 (т. 3.6 [1]), учитывающий развитие пластических деформаций. Для этого вычислим:
Проверим прочность балки по нормальным напряжениям
Проверим прочность балки по касательным напряжениям
где - расчетное сопротивление стали срезу
Уточняем нормативную нагрузку на балку
Проверка общей устойчивости вспомогательной балки не требуется, если выполняется условие (т. 3.1 [1])
где - расчетная длина верхнего пояса второстепенной балки;
- ширина верхней сжатой полки (ширина полки второстепенной балки);
Условие выполняется, следовательно проверка общей устойчивости вспомогательной балки не требуется
Выбор наиболее экономичного варианта балочной клетки
Таблица 1.1 - Сравнение вариантов балочных клеток
- линейная плотность балок настила, ;
Вес главной балки принимаем в пределах (1..2)% от нагрузки на балку:
где - шаг колонн в поперечном направлении, .
Нормативная нагрузка на главную балку:
Расчётная нагрузка на главную балку:
Максимальный расчётный изгибающий момент в середине пролёта:
Максимальная поперечная сила на опоре:
Требуемый момент сопротивления сечения главной балки в упругой стадии работы:
где - расчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 20 до 40 мм (т. 2.3 [1]).
Определяем ориентировочную высоту главной балки:
При расчёте по эмпирической формуле толщина стенки главной балки:
Толщина стенки главной балки из условий среза:
где - расчётное сопротивление стали срезу, .
Толщина стенки главной балки из условия местной устойчивости:
Принимаем толщину стенки главной балки по ГОСТ 82-70* (т. 7.14 [1]).
Определяем оптимальную высоту главной балки при :
где - коэффициент, зависящий от соотношения конструктивных коэффициентов поясов и стенки балки.
где - величина, характеризующая допустимый прогиб, при длине главной балки по т. 1.5 [1] интерполяцией определяем ;
- расчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине свыше 20 до 40 мм (т. 2.3 [1]).
Принимаем толщину полки главной балки (т. 7.14 [1]), тогда высота стенки:
Требуемый момент инерции сечения главной балки:
Требуемый момент инерции стенки главной балки:
Требуемый момент инерции полки главной балки:
Определяем требуемую площадь полки главной балки:
Определяем требуемую ширину полки главной балки:
Ширина полки главной балки принимается в пределах , но не менее 180 мм.
Принимаем ширину полки главной балки из универсальной широкополосной стали по ГОСТ 82-70 * (т. 7.14 [1]).
Из условия свариваемости отношение толщины полки к толщине стенки не должно превышать 3:
Проверяем принятую ширину (свес) поясов , исходя из обеспечения их местной устойчивости:
Уточняем нагрузку на главную балку с учётом собственного веса главной балки
Площадь поперечного сечения главной балки:
Нормативная нагрузка на главную балку:
Расчётная нагрузка на главную балку:
Максимальный расчётный изгибающий момент в середине пролёта:
Максимальная поперечная сила на опоре:
Проверяем толщину стенки главной балки из условия среза:
где - расчётное сопротивление стали срезу, .
Проверяем условие, при соблюдении которого не требуется постановка продольных ребер в стенке:
Расчётные геометрические характеристики сечения главной балки.
Момент инерции сечения главной балки:
Момент сопротивления сечения главной балки:
Прочность главной балки по нормальным напряжениям .
Проверка прогиба (второе предельное состояние).
где - предельный прогиб балки, при по т. 1.5 [1] интерполяцией определяем .
Жёсткость главной балки обеспечена.
2.2 Изменение и проверка сечения главной балки
Проверка общей устойчивости главной балки не требуется, так как она закреплена балками настила через и выполняется следующее условие:
2.3 Проверка местной устойчивости элементов главной балки
Проверка местной устойчивости пояса главной балки
Местная устойчивость пояса обеспечена, т. к. выполняется условие:
Проверка местной устойчивости стенки главной балки
Расчётное сопротивление смятию торцевой поверхности:
где нормативное временное сопротивление стали С345 (т. 2.3 [1]);
коэффициент надёжности по нагрузке (т. 1.6 [2]).
Определяем требуемую площадь опорного ребра:
Ширина опорного ребра принимается равной ширине полки в измененном сечении балки
Определяем требуемую толщину опорного ребра:
Принимаем толщину опорного ребра (т. 7.14 [1]).
Ширина участка стенки, включенного в работу опорной стойки
коэффициент продольного изгиба центрально-сжатых элементов при гибкости опорного ребра и (т. 3.10 [1]).
Для крепления опорного ребра принимаем ручную электродуговую сварку (ГОСТ 9467-75*) с электродом Э60.
Угловой шов рассчитываем по металлу шва, т. к.
где и - коэффициенты глубины проплавления шва, и (т. 4.2 [1]);
- расчётное сопротивление металла шва (т. 4.4 [1]);
нормативное временное сопротивление стали С345 (т. 2.3 [1]);
(т. 4.7 [1]), расчётное сопротивление шва по металлу границы сплавления.
- коэффициенты условий работы сварного шва.
Определяем катет сварного шва, прикрепляющего опорное ребро к стенке главной балки из условия его прочности и максимально допустимой длины . Расчет ведем по металлу шва:
где количество швов, прикрепляющих ребро к стенке.
Принимаем катет сварного шва , что больше (т. 4.5 [1]).
Проверяем длину расчетной части шва
Ребро привариваем к стенке по всей высоте сплошными швами.
Опорное ребро выпускаем за пределы нижнего пояса на
Торец ребра, опирающийся на опорный столик должен быть пристроган.
2.6 Расчёт укрупнительного стыка балки
Укрупнительный стык делаем в середине пролёта балки, где и
Стык осуществляем высокопрочными болтами из стали 40X «Селект» по ГОСТ 4543-71*. В соответствии с т. 5.7 [1] наименьшее временное сопротивление высокопрочного болта
По т. 5.9 [1] принимаем способ обработки соединяемых поверхностей - дробеметный или дробеструйный двух поверхностей без консервации, способ регулирования натяжных высокопрочных болтов - по углу закручивания.
Несущая способность болта при двух поверхностях трения k =2 :
коэффициент условий работы болтового соединения (т. 5.3 [1]);
коэффициент надёжности (т. 5.9 [1]);
Каждый пояс балки перекрываем 3_мя накладками ( и ) общей площадью сечения:
Количество болтов для прикрепления накладок:
Стенку перекрываем 2_мя вертикальными накладками сечением длиной .
Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:
Коэффициент стыка при двух вертикальных рядах болтов :
По т. 2.12 [1] принимаем количество рядов болтов по вертикали с
Окончательно принимаем 10 рядов болтов по высоте балки с шагом 1 5 0 мм, 9 ?120=1080 мм.
Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты .
Пояс ослаблен 2_мя болтами на краю стыка:
В ослабленных сечениях пояса должно выполняться условие прочности:
Проверяем ослабление накладок в середине стыка двумя отверстиями:
Ослабление накладок можно не учитывать.
2.7 Расчёт стыка балки настила с главной балкой
Уточняем расчётную нагрузку на балку с учётом собственного веса двутавровой балки № 45Б1 по ГОСТ 26020-83:
Укрупнительный стык делаем на краю пролёта балки, где и .
Для крепления балки настила к главной балке принимаем болты М20 класса точностиВ5.6.
Определяем несущую способность болта из условия среза:
где - расчетное сопротивление болта срезу (т. 5.8 [1]).
- коэффициент условий работы болтового соединения (т. 5.3 [1]).
- площадь сечения болта (т. 5.5 [1]).
Определяем несущую способность болта из условия смятия:
где - расчетное сопротивление болта смятию (т. 5.6 [1]).
- минимальная толщина элементов, сминаемых в одном направлении.
- коэффициент условий работы болтового соединения (т. 5.3 [1]).
Проверяем ослабление сечение отверстиями под болты .
Для крепления настила принимаем сварку полуавтоматическую (ГОСТ 14771-76*) в углекислом газе (ГОСТ 8050-85) сварочной проволокой СВ_08Г2С (ГОСТ 2246-701*) Ш1.4-2.0 мм
Угловой шов рассчитываем по металлу шва, так как
где и - коэффициенты глубины проплавления шва, для полуавтоматической сварки в среде углекислого газа проволокой СВ_08Г2С Ш1.4-2.0 мм и (т. 4.2 [1]);
- расчетное сопротивление по металлу шва (т. 4.4 [1]);
где - временное сопротивление стали С285 (т. 2.3 [1]);
- коэффициент условий работы сварного шва
Уточняем расчётную нагрузку на балку с учётом собственного веса двутавровой балки № 45Б1 по ГОСТ 26020-83:
- коэффициент условий работы (т. 2.1 [1])
Окончательно по т. 4.5 [1] принимаем минимально допустимое значение в зависимости от толщины более толстого из свариваемых элементов: для двутавра № 45Б1 при толщине стенки
3. Расчёт и конструирование колонны
3.1 Определение расчётной длины колонны
где - расчётная нагрузка на главную балку с учётом собственного веса.
Т.к. , то будем рассчитывать сплошную колонну.
где коэффициент, зависящий от вида закрепления колонны (т. 3.19 [1]).
Подбор и проверка сечения стержня колонны
Задаемся гибкостью сечения колонны л=60; при R y =260 МПа ц=0,795 (по табл. 3.10 [1]) и определим требуемую площадь сечения колонны:
Определим требуемые радиусы инерции:
Определяем минимальные требуемые размеры сечения:
В двутавровом сечении по конструктивным соображениям, поэтому принимаем . Принимаем .
Из условия местной устойчивости стенки, толщина стенки должна быть не менее:
где - предельная условная гибкость стенки;
Принимаем , следовательно площадь стенки равна
но из условия местной устойчивости полки, ее толщина должна быть не менее:
Определяем геометрические характеристики сечения:
Определяем геометрические характеристики сечения колонны:
Определяем максимальную гибкость колонны:
по гибкости определяем по т. 3.10 [1].
Проверяем колону по предельной гибкости:
Проверка местной устойчивости стенки:
Проверка местной устойчивости полки:
Принимаем фундамент из бетона класса , для которого:
нормативное сопротивление бетона осевому сжатию (т. 6.1 [3]);
частный коэффициент безопасности бетона;
расчётное сопротивление бетона осевому сжатию;
коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки (изменение № 3 [3]);
коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии.
Предварительно определяем требуемую площадь опорной плиты:
Базу колонны проектируем с фрезерованным концом.
Назначаем толщину траверсы , вылет консольной части плиты .
Получаем плиту с размерами в плане .
Среднее напряжение в бетоне под плитой:
Определяем изгибающие моменты для участков 1, 2, 3.
где коэффициент расчёта на изгиб прямоугольных пластинок, опёртых на четыре канта (т. 2.14 [1]) в зависимости от.
Требуемая толщина плиты по максимальному моменту:
где расчётное сопротивление стали С285 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине свыше 10 до 20 мм (т. 2.3 [1]).
Так как требуемая толщина плиты больше 2 см, что превышает выпускаемы толщины для стали С285, принимаем сталь С345, где расчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине свыше 40 до 60 мм (т. 2.3 [1]).
Принимаем толщину листа из стали С345 (т. 7.14 [1]).
Для крепления траверсы к стержню колонны принимаем сварку полуавтоматическую (ГОСТ 14771-76*) в углекислом газе (ГОСТ 8050-85) сварочной проволокой СВ_08Г2С (ГОСТ 2246-701*) Ш1.4-2.0 мм
Угловой шов крепления траверсы к колонне рассчитываем по металлу шва, т. к.
где и - коэффициенты глубины проплавления шва, для полуавтоматической сварки в углекислом газе, электродом Э50, и (т. 4.2 [1]);
- расчётное сопротивление металла шва (т. 4.4 [1]);
- временное сопротивление свариваемости стали С345 (т. 2.3 [1]);
-коэффициенты условий работы сварного шва.
Высота траверсы определяется прочностью сварных швов, необходимых для прикрепления её к стержню колонны четырьмя вертикальными швами, и прочностью самой траверсы, работающей как балка на двух опорах.
Принимаем высоту траверсы , толщину .
Производим проверку прочности траверсы (, ).
Ширина грузовой площади, с которой собирается реактивное давление фундамента на траверсу:
Интенсивность погонной нагрузки на траверсу:
Производим проверку траверсы на прочность:
По табл. 5.11 [1] конструктивно принимаем анкерные болты ВСт3кп2 диаметром 20 мм, с площадью сечения и расчётным сопротивлением .
Принимаем толщину плиты оголовка колонны .
Определяем толщину ребра оголовка из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением
нормативное временное сопротивление стали С345 (т. 2.3 [1]);
коэффициент надёжности по нагрузке (т. 1.6 [2]);
По табл. 7.14 принимаем толщину ребра оголовка из стали класса С345.
Для крепления рёбер оголовка к стенке колонны принимаем полуавтоматическую сварку (ГОСТ_14771-76*) в углекислом газе (ГОСТ 8050-85) проволокой СВ_08Г2С (по ГОСТ2246-71*).
Угловой шов крепления ребра оголовка к стенке колонны рассчитываем по металлу шва, так как:
где: и- коэффициент глубины проплавления
расчётное сопротивление по металлу шва, (т. 4.4 [1]);
расчётное сопротивление шва по металлу границы сплавления,
коэффициенты условий работы сварного шва.
Принимаем высоту ребра оголовка 53 см
Проверяем напряжения в швах прикрепляющих оголовок к плите при
Так как условие выполняется то поперечные ребра устанавливать не надо.
При выполнении курсового проекта подробным образом ознакомились с методами расчета балочного перекрытия рабочей площадки. Балки являются основными и простейшими элементами работающими на изгиб. Их широко применяют в конструкциях гражданских и промышленных зданиях, в балочных площадках, междуэтажных перекрытиях, мостах, складах, в подкрановых балках производственных зданий, в конструкциях гидротехнических шлюзов и затворов и в других сооружениях. Ознакомились с методом расчета настила и компоновки балочной клетки (нормального и усложненного типов), подбором наиболее экономичного варианта. Выяснили, что наиболее часто используемыми являются балки двутаврового сечения, которые могут быть прокатными и сварными, симметричными и ассиметричными. В ходе расчета проследили распределение нагрузок передающихся через металлический настил непосредственно через главную балку на колонну. Затронули расчет колонны и ее составляющих частей.
1. Справочные материалы для проектирования стальных конструкций зданий и сооружений./А.Б. Шурин, А.Б. Мухин. - Брест, Изд-во БрГТУ 2004 г. - 84 стр.
2. Металлические конструкции: учебник для студ. учреждений высш. проф. образов/ Ю. И. Кудишин и др. Под общей редакцией Ю.И. Кудишина. - 13_е изд., испр. - М.: Издательский центр «Академия», 2011. - 688 с.
3. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов./Е. И. Беленя и др. Под общей редакцией Е.И. Беленя и др. - высшее издание переработанное и дополненное - М. Стройиздат 1985 г. - 560 стр.
4. СНиП II_23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1998.-96 стр.
Расчет стального настила. Компоновка балочной клетки и выбор варианта для детальной разработки. Подбор сечения главной балки, изменение ее сечения по длине. Проверка общей устойчивости балки. Конструирование и расчет планок, базы и оголовка колонны. курсовая работа [410,6 K], добавлен 28.04.2011
Компоновка балочной клетки и выбор стали. Расчет железобетонного настила. Проектирование монтажного стыка главной балки. Расчет соединения пояса со стенкой. Подбор сечения сквозной колонны. Определение высоты траверсы. Конструирование базы колонны. курсовая работа [663,6 K], добавлен 08.12.2013
Компоновка балочной клетки. Расчет листового несущего настила. Определение нагрузки на балку настила. Определение внутренних усилий, подбор сечения, проверка прочности и жесткости принятого сечения балки настила. Конструирование сварных составных балок. курсовая работа [831,4 K], добавлен 06.10.2011
Выбор схемы балочной клетки. Методы расчета балок настила и сравнение вариантов. Расчет и конструирование главной балки: расчетные нагрузки и усилия, расчетная схема и усилие в главной балке, подбор сечения главной балки. Расчет и конструирование колоны. курсовая работа [560,5 K], добавлен 20.08.2010
Конструктивная схема балочной клетки. Основные положения по расчету конструкций. Составление вариантов балочной клетки. Порядок расчета балок настила, вспомогательных балок. Компоновка и подбор сечения балки и ее проверка. Конструкция и расчет колонны. курсовая работа [916,0 K], добавлен 11.10.2008
Проектирование конструкций балочного перекрытия, выбор системы несущих балок. Характеристика варианта балочной клетки. Сбор нагрузок, расчет балки настила. Узлы главной балки. Расчет колонн сплошного и сквозного сечения. Расчет базы колонны и ее оголовка. курсовая работа [569,6 K], добавлен 16.12.2014
Компоновка балочной клетки. Определение размеров поперечных ребер. Сопряжение главной балки с балкой настила. Расчет стыка поясов, стыка стенки, опорной части балки, сварных швов крепления опорного ребра к стенке главной балки, колонны сквозного сечения. курсовая работа [968,9 K], добавлен 09.11.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Расчет параметров балочной клетки курсовая работа. Строительство и архитектура.
Дипломная работа по теме Сравнительный исследование монополистической конкуренции и олигополии
Изоляция В Учреждения Культуры Реферат Статья
Реферат: Организации складского хозяйства оптовой и розничной торговли
Нужно Ли Счастье Заслужить Сочинение
Реферат по теме Разработка и применение пакетов прикладных программ
Какие Рассказы Прочитать Для Итогового Сочинения
Сочинение Образ Маши Мироновой
Сколько Стоит Написать Курсовик
Реферат: Понятие инноваций в российской экономике
Сочинение Первое Появление Базарова
Готовая Курсовая Работа По Теории Государства И Права
Реферат: Схема и краткая характеристика сварки плавлением
Дипломная работа по теме Здания и сооружения энергетических объектов
Эссе На Тему Мой Выходной День
Дипломная работа по теме Роль медицинской сестры дошкольного учреждения в профилактике заболеваний у дошкольников
Сочинение На Тему Почему Горе От Ума
Курсовая работа по теме Политика США в Афганистане
Бальзак Полное Собрание Сочинений
Реферат: Организация производства. Определение, элементы и задачи
Дипломная работа по теме Разработка рекомендаций по оптимизации налогообложения ООО 'КСК'
Современный витраж - Культура и искусство курсовая работа
Сущность издержек обращения в торговле, их классификация. Розничный товарооборот - Маркетинг, реклама и торговля контрольная работа
Розробка заходів щодо удосконалення управління персоналом підприємства харчової промисловості у системі соціального трипартизму - Менеджмент и трудовые отношения дипломная работа