Проектирование металлических балочных клеток (144732)

Посмотреть архив целиком

Министерство образования и науки Украины

Одесская Государственная Академия строительства и архитектуры

Кафедра металлических, деревянных и пластмассовых конструкций











Пояснительная записка

к курсовому проекту по теме:

Проектирование металлических балочных клеток



Выполнила:

т. гр. ПГС-313т

Федорюк Т.А.

Проверил:

Михайлов А.А.






Одесса-2010


Содержание


Задание

Исходные данные для проектирования

  1. Компоновка балочной клетки

  2. Расчет балок настила

  3. Расчет и конструирование главных балок

3.1 Подбор сечения балки

3.2 Выбор сопряжения главных балок с балками настила

3.3 Проверка общей устойчивости балки.

3.4 Проверка местной устойчивости элементов главной балки

3.5 Расчет поясных швов

3.6 Расчет опорных частей балки

3.7 Расчет и конструирование сопряжений балок настила с главными балками

Список литературы




Исходные данные для проектирования:


  1. Пролет главных балок L=12,0 м

  2. Шаг главных балок l=3,5 м

  3. Отметка уровня пола площадки Н=3,5 м

  4. Временная длительная нормативная нагрузка gn=12 кН/м2

  5. Материал металлических конструкций: сталь С255

  6. Тип настила – железобетонная плита.


  1. Компоновка балочной клетки


Балочные клетки перекрытий представляют собой плоские системы стержневых элементов опирающихся на вертикальные конструкции зданий и воспринимающих поперечную распределенную нагрузку. Металлические балочные клетки нормального типа включают балки настила (второстепенные балки) по верхнему поясу которых монтируется железобетонный настил перекрытия. Балки настила в балочных клетках данного типа опираются непосредственно на главные балки, которые в свою очередь переедают нагрузку на стены или колонны здания.

На основании исходных данных задания разрабатывается расчетная схема балочной клетки, включающая ее основные размеры: пролета и шага главных балок, шага балок настила, привязку балок настила к осям.

Компоновку балочной клетки нормального типа следует начинать с разбивкисетки осей. Главные балки необходимо располагать в направлении бальшего ее шага, а балки настила – в перпендикулярном направлении.

Шаг а балок настила принимается постоянным:

а=1,5…3,0м при железобетонном настиле.

Принимаем:



Для упрощения и унификации узлов сопряжения балок настила с главными балками, следует стремиться к смещению осей балок настила на половину шага от осей опор главных балок, что приводит к необходимости размещения в торцах балочной клетки дополнительных балок.



2. Расчет балок настила


Определение величин нагрузок действующих на балку:

, кН/м - нормативная нагрузка

, кН/м - расчетная нагрузка


где:

- нормативная постоянная нагрузка от собственного веса настила;

кН/м3 - плотность материала настила (тяжелый железобетон);

и - коэффициенты надежности по нагрузке.


кН/м2

кН/м

кН/м


Определение максимальных усилий в балке, от действующей на нее расчетной нагрузки:


кНм

кН


Определение требуемого момента сопротивления балки:


см3


где:

кН/см2 - расчетное сопротивление стали изгибу;

- коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций;

, кНм - максимальный изгибающий момент.

По сортаменту принимаем номер двутавра так, чтобы при этом удовлетворялось условие .

Принимаем двутавр №24:

см3; см4; см3; см.

Проверяем прочность назначенного сечение балки по первой группе предельных состояний:


- нормальные напряжения: , кН/см2

кН/см2= 24 кН/см2;


Прочность подобранного сечения обеспечена.

Вычислим недонапряжение балки:



Сечение подобрано удовлетворительно.

Жесткость назначенного сечения проверяется по второй группе предельных состояний:



смсм

где:


- предельно допустимое значение относительного прогиба;

- нормативная погонная нагрузка на балку, кН/см;

кН/см2 - модуль упругости стали.

Жесткость подобранного сечения обеспечена.

Общую устойчивость балок допускается не проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс конструкции и надежно с ним связанный, что имеет место в рассматриваемом случае.

Местная устойчивость элементов прокатных профилей не проверяется, так как она обеспечена при проектировании их сортамента.



3. Расчет и конструирование главных балок.


3.1 Подбор сечения балки.


Определение величины сил, которыми загружается главная балка:


кН


Определение величины опорных реакций и внутренних усилий в главной балке:


кН


- коэффициент, учитывающий собственный вес главной балки, принимаем .


кНм;

кНм;

кНм;

кН;

кН;

кН;


Определяем требуемый момент сопротивления сечения главной балки из расчета в упругой стадии работы материала:


см3


Где:

- максимальный изгибающий момент по длине главной балки;

кН/см2 - расчетное сопротивление стали главной балки.

Высота сечения главной балки из условия минимального расхода материала:


см.


Поскольку для курсовой работы сталь с большим модулем не предусмотрена, увязываясь с сортаментом листовой стали окончательно принимаем см. В соответствии с рекомендуемой гибкостью стенки , ее толщина определяется как


см.


Окончательно принимаем см.

Проверим прочность стенки при ее работе на срез под действием максимальной поперечной силы:


смсм.


Прочность обеспечена.

Где:

кН - максимальная поперечная сила в сечениях главной балки;

см – высота балки;

кН/см2 – расчетное сопротивление стали срезу.


Площадь поперечного сечения отдельного пояса балки


см2.


Задаваясь шириной пояса:


см


находим его толщину:


см.


Увязываясь с сортаментом листовой стали, окончательно принимаем

см, см.

смсм

Проверяем скомпонованное сечение в соответствии с требованиями:

1. мммм;

2. мммм;

3. мммм.

Конструктивные требования выполнены.


4. .


Условие свариваемости выполнены.

5. мм.

Условие равномерного распределения напряжений по ширине пояса выполнено.


6.


Условие обеспечения местной устойчивости пояса выполнено.


Определяем геометрические характеристики скомпонованного сечения:


- момент инерции


см4


- момент сопротивления



см3


- статический момент полки балки относительно нейтральной оси X – X


см3


- статический момент половины сечения относительно нейтральной оси X – X


см3.


Проверим прочность балки на срез при действий максимальных касательных напряжений


кН/см2


Таким образом, недонапряжения не превышают допустимого уровня.


Проверим прочность балки на срез при действии максимальных касательных напряжений



кН/см2кН/см2


Прочность обеспечена.

При принятой расчетной схеме конструкций главной балки относительный прогиб определяется по формуле:


Где предельно-допустимое значение относительно прогиба главной балки,


3.2 Выбор сопряжения главных балок с балками настила.


Принимаем сопряжение главных балок с балками настила в одном уровне.


    1. Проверка общей устойчивости балки


Проверка общей устойчивости балки не выполняется.


    1. Проверка местной устойчивости элементов главной балки


Местная устойчивость сжатого пояса обеспечена при компоновке сечения балки . .


Местная устойчивость стенки

Местная устойчивость стенки составной балки может обеспечиваться ее толщиной, однако подобное решение приводит к значительному перерасходу стали при сечениях большой высоты. Более рациональным считается усиление стенки составной балки ребрами жесткости, устанавливаемыми в местах расположения балок настила.

Часть стенки, ограниченная поясами и ребрами жесткости, называется «отсеком». Длина отсека ограничивается в зависимости от величины гибкости балки.


при

см при


Ребра жесткости, усиливающие стенку балки, могут быть одно- и двухсторонними. Т.к. мы приняли сопряжение главных балок с балками настила в одном уровне, мы выбираем двусторонние ребра жесткости.

Определим ширину ребер из условия


см.


Округляясь до 0,5см, принимаем см.

Толщина ребер жесткости зависти от их ширины и определяется из условия


см


Окончательно, увязываясь с сортаментом листовой стали, принимаем см, см.

Определим средние значения изгибающих моментов и поперечных сил в пределах каждого отсека


кН;

кН;

кН;

кНм;

Нормальные расчетные сжимающие напряжения на уровне поясных швов при симметричном сечении балки и средние касательные напряжения определяются по формулам


; .

кН/см2;

кН/см2;

кН/см2;

кН/см2;

кН/см2;

кН/см2;


Критические напряжения, по достижении которых стенка теряет устойчивость


Случайные файлы

Файл
68584.rtf
36765.rtf
25482-1.rtf
39164.rtf
240-0535.DOC




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.