Расчет и конструирование конструкций балочной клетки (144919)

Посмотреть архив целиком
















Курсовая работа

"Расчет и конструирование конструкций балочной клетки"



1 Сравнение вариантов












Рисунок 1 – Схема балочной клетки рабочей площадки


Расчетная ячейка будет находиться в осях 2–3 и Б-В. На пересечении осей будут колонны.


1.1 Первый вариант балочной клетки нормального типа










Рисунок 2 – Схема первого варианта балочной клетки нормального типа


Шаг балок настила определяем исходя из расчета настила. Нагрузка задана и равна 22 кн/м2.

По графику Лейтеса в зависимости от нагрузки и относительного прогиба определяем отношение .

Толщина настила tн = 10 мм. в зависимости от q = 22 кн/м2.

Определяем расчетный пролет Lрасч. = 110*10 = 1100 мм.


;


Т.к. количество шагов n не может быть четным, то принимаем n = 13.

Следовательно а1 = 1100 мм.; а2 = 950 мм.

L = 11*1100+2*950 = 14000 мм.


1.1.1 Расчет балки настила первого варианта






Рисунок 3 – Расчетная схема балки настила первого варианта


Погонная равномерно-распределенная нагрузка на единицу длины балки определяется:


qn = (qвр + qпост)*а1, (1.1)


где qвр = 22 кн/м2;

qпост = 0,785 кн/м2;

а1 = 1.1 м.

qn = (22 + 0,785) * 1.1 = 25,064 кн/м

Расчетная нагрузка на единицу длины балки настила равна:


q = (qвр * γf1 + qпост * f1) * а1, (1.2)


где γf1 – коэффициент надежности по временной нагрузке, равен -1,2;

γf2 – коэффициент надежности по постоянной нагрузке, равен -1,05.

q = (22 * 1,2 + 0,785 * 1,05) * 1.1 = 29,946 кн/м

Определяем максимальный расчетный изгибающий момент в балке настила:


Ммах = (1.3)


Ммах = =134,76 кн*м

Определяем максимальную поперечную силу:


Qmax = (1.4)


Qmax = = 89,838 кн.

Определяем требуемый момент сопротивления балки с учетом упругой работы материала:


WpL =, (1.5)


где Ry – расчетное сопротивление стали, равно 24 кн/см2, для стали С255, t=20 мм [принимаем из СНиП II 23–81* по табл. 51*];

γc – коэффициент условий работы, равен 1.0 [принимается по табл. 7 приложения],

WpL = см3

Принимаем прокатную балку в соответствии с ГОСТ 8239–72*

33

Wx = 597 см3;

Jx = 9840 см4;

Линейная плотность = 42.2 кг/м

Если разрезные прокатные балки рассчитываются с учетом пластической работы материала, то требуемый момент сопротивления равен:


W = , (1.6)


где с1 – коэффициент, учитывающий развитие пластической деформации, равный 1,12.

W = 501,34 см3

По полученному моменту сопротивления по сортаменту подбираем ближайший номер двутавровой балки ГОСТ 8239 – 72*

33

Wx = 597 см3;

Jx = 9840 см4;

Линейная плотность = 42,2 кг/м

Производим проверку принятого сечения:

1) по первому предельному состоянию на прочность по формуле:


= Ry * γi; (1.7)


< 24*1 кн/см2

22,57 < 24 кн/см2 –условие выполняется

2) по второму предельному состоянию по деформациям.

Относительный прогиб балки должен быть менее или равен продольному


; (1.8)


где qn – нормативная погонная нагрузка;

Е – модуль упругости стали, равен 2,06 * 104 кн/см2

J – момент инерции балки

[] – предельный прогиб, равен

0,003 ≤ 0,004 – условие выполняется


1.2 Второй вариант балочной клетки нормального типа









Рисунок 4 – Схема второго варианта балочной клетки нормального типа


По графику Лейтеса в зависимости от нагрузки и относительного прогиба определяем отношение

Толщина настила tн = tн+ 2 мм = 12 мм.

Определяем расчетный пролет Lрасч. = 110 * 12 = 1320 мм.


;


Т.к. количество шагов n не может быть четным, то принимаем n = 11.

Следовательно а1 = 1,3 м., а2 = 1,15 м.

L = 9 *1,3 + 2 * 1,15 = 14 м.


1.2.1 Расчет балки настила второго варианта






Рисунок 5 – Расчетная схема балки настила второго варианта


Погонная равномерно-распределенная нагрузка на единицу длины балки определяется по формуле 1.1:

qп = (22 + 0,942) * 1,3 = 29,824 кн/м

где qвр = 22 кн/м2;


qпост = qпост *1,2


qпост = 0,785 * 1,2 = 0,942 кн/м2.

Расчетная нагрузка на единицу длины балки настила определяется по формуле 1.2:

q = (22 * 1,2 + 0,942 * 1,05) * 1,3 = 35,606 кн/м

Определяем максимальный расчетный изгибающий момент в балке настила по формуле 1.3:

Ммах = кн*м

Определяем максимальную поперечную силу по формуле 1.4:

Qмах = кн

Определяем требуемый момент сопротивления балки с учетом упругой работы материала по формуле 1.5:

WPL= см3

Принимаем прокатную балку в соответствии с ГОСТ 8239–72*

36

Wx = 743 см3;

Jx = 13380 см4;

Линейная плотность 48.6 кг/м;

Если разрезные прокатные балки рассчитываются с учетом пластической работы материала, то требуемый момент сопротивления рассчитывается по формуле 1.6:

W = cм3

По полученному моменту сопротивления по сортаменту подбираем ближайший номер двутавровой балки в соответствии с ГОСТ 8239–72*

33

Wx = 597 см;

I = 9840 см;

Линейная плотность 42,2 кг/м;

Принимаем двутавр №36

Производим проверку полученного сечения:

1) по первому предельному состоянию на прочность по формуле 1.7:

кн/см2

19,25 24 кн/см2–условие выполняется

2) по второму предельному состоянию по деформациям по формуле 1.8:

0,003 ≤ 0,004 – условие выполняется


1.3 Расчет балочной клетки усложненного типа












Рисунок 6 – Схема балочной клетки усложненного типа


Принимаем количество главных балок n равным 6.

Шаг главных балок Lб.н. настила равен 2.8 м.

Толщина настила tн = 12 мм, в зависимости от q = 22 кн/м.

Определяем расчетный пролет Lрасч. = 110 * 10 = 1120 мм.

Определяем количество вспомогательных балок настила, как n=, тогда принимаем n=6

Определяем шаг вспомогательных балок настила а4=


1.3.1 Расчет главной балки настила третьего варианта


Рисунок 7 – Расчетная схема третьего варианта балочной клетки рабочей площадки


Погонная равномерно-распределена нагрузка на единицу длины балки определяется по формуле 1.1:

qn = (22 + 0,785) * 1.1 = 25,0635 кн/м

где qвр = 22 кн/м2;

qпост = 0,785 кн/м2.

Расчетная нагрузка на единицу длины балки настила определяется по формуле 1.2:

q = (22 * 1,2 + 0,785 * 1,05) * 1.1 = 29,946 кн/м

Определяем максимальный расчетный изгибающий момент в балки настила по формуле 1.3:

М= кн*м

Определяем максимальную поперечную силу по формуле 1.4:

кн

Определяем требуемый момент сопротивления балки с учетом упругой работы материала по формуле 1.5:

см

Принимаем прокатную балку в соответствии с ГОСТ 8239–72*

18

W =143 см;

I =1290 см;

Линейная плотность 18,4 кг/м;

Если разрезные прокатные балки рассчитываются с учетом пластической работы материала, то требуемый момент сопротивления рассчитываются по формуле 1.6:

W = см

По полученному моменту сопротивления по сортаменту подбираем ближайший номер двутавровой балки ГОСТ 8239–72*

18

Производим проверку полученного сечения:

1) по первому предельному состоянию на прочность по формуле 1.7:

кн/см2

18,324 < 24 кн/см2–условие выполняется

2) по второму предельному состоянию по деформациям по формуле 1.8:

0,002 < 0,004 – условие выполняется


1.3.2 Расчет вспомогательной балки третьего варианта

Погонная равномерно-распределенная нагрузка на единицу длины балки определяется по формуле:



q = (q+q+q)*a, (1.10)


где q= 22 кн/м;

q= лин. пл/Lбн = 0,184/1,1=0,1673 кн/м;

q= 0,785 кн/м;

q = (22+0,785+0,167)*2,8 = 64,266 кн/м

Расчетная нагрузка на единицу длины балки настила определяется по формуле 1.2:

q = (22*1,2+0,785*1,05+0,1673*1,05)*2,8 = 76,717 кН/м

Определяем максимальный расчетный изгибающий момент в балке настила по формуле 1.3:

кн*м

Определяем максимальную поперечную силу по формуле 1.4:

кн

Определяем требуемый момент сопротивления балки с учетом упругой работы материала по формуле 1.5:

см3

Принимаем профиль в соответствии с ГОСТ 8239–72*

50

Wx =1589 см3;

Jx=39727 см;

Линейная плотность 78,5 кг/м;

Если разрезные прокатные балки рассчитываются с учетом пластической работы материала, то требуемый момент сопротивления рассчитываются по формуле 1.6:

см3

По полученному моменту сопротивления по сортаменту подбираем ближайший номер двутавровой балки ГОСТ 8239–72*

50

Wx = 1589 см3;

Jx= 39727 см;

Линейная плотность 78,5 кг/м;

Производим проверку полученного сечения:

1) по первому предельному состоянию на прочность по формуле 1.7:

кн/см2

21,73 < 24 кн/см2–условие выполняется

2) по второму предельному состоянию по деформациям по формуле 1.8:

0,00221 < 0,004 – условие выполняется


1.4 Сравнение вариантов


Таблица 1: Сравнение вариантов

Элемент

I вариант

II вариант

III вариант


Расход стали кг/м

Расход стали кг/м

Расход стали кг/м

Настил

78,5

94.2

78,5

Балка настила

42,2/1

48.6/1

78.5/1

Второст. балка

___

42.2/2.8=15.07

-

Итого

120,7

157.87

157.0


Случайные файлы

Файл
96998.rtf
135833.rtf
125721.rtf
261.doc
184030.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.