Конструирование элементов балочной клетки - Курсовая работа

Балочной клеткой называется система несущих балок с уложенным по ним настилом. Выбор типа балочной клетки связан с вопросом о сопряжении балок между собой по высоте.Принимаем шаг вспомогательных балок при А=1200 см, а=300 см.Принимаем длину настила lн=100 см (в пределах 10 см)По статической схеме балки в системе балочной клетки принимаются разрезными, шарнирно опертыми.qнбн = (P qн)•b=(23 0,785) = 23,785 КН/м = 0,24 КН/см qрбн = (P•?f1 qн•?f2)•b=(23•1,2 0,785•1,05) = 28,4 КН/м = 0,28 КН/см= = 3213 КН•см

= = 42,84 КН=121,7 см3 с=1,1 - коэффициент, учитывающий возможность развития пластических деформацийПроверяем прочность принятого сечения балки на действие нормальных напряжений ?= =20,43 КН/см2 <Ry•?c=24 - условие выполненоНормативное значение сосредоточенной силы, передаваемой балками настила на вспомогательную балку 2.2.1 К определению нагрузки на вспомогательную балку.Подбираем двутавр № 55 с расчетными характеристиками: Wx=2035 см3, Jx=55962 см4, h=55 см, b=18 см, d=2.5 см, t=1,65 см, gвб=92,6 кг/мПроверка прочности ?= =23,72 КН/см2 <Ry•?c=24 - условие выполнено 0,0028 <0,004 - условие выполнено Фактическое отношение ; 5,55 <5,56 - общая устойчивость вспомогательной балки обеспеченаГлавные балки балочных клеток проектируют составными из листовой стали по ГОСТ 82-70*.Нормативное значение сосредоточенной силы на главную балку нормативное значение сосредоточенной силы;Распределение нагрузки на главную балкуСечение главной балки назначается в зависимости от величины требуемого момента сопротивления сечения: =14133 см3 Определяем высоту сечения главной балки. Окончательно высоту главной балки h принимаем близкой к hопт, не менее hmin и кратной 10 см. В нашем случае целесообразно принять h=130 см, так как балка с более низкой величиной стойки не будет обеспечивать требуемого момента сопротивления. Определяем требуемый момент инерции поясов: = =708930 см4Место изменения сечения главной балки находится на расстоянии х=(1/6)•LГБ =(1/6)·12=2 м=200см. Определяем внутренние расчетные усилия в месте изменения сечения: , где х=(1/6)• . Определяем требуемые геометрические характеристики уменьшенного сечения: , где Rwy - расчетное сопротивление сварного стыкового шва растяжению, Rwy=0,85Ry . Проверяем прочность сварного стыкового шва в месте изменения сечения. Проверяем прочность балки в месте изменения сечения по приведенным напряжениям от совместного действия М1 и Q1 , предварительно определив , и Sf1: = =16,69 КН/см2;Вычисляем статический момент полусечения балки на опоре: S1 =(bf1tf) ( ) = (18 ) =5971 см3.Принимаем электроды Э46, Rwf=20КН/см2 - расчетное сопротивление срезу по металлу шва, , Rwz=0,45·37=16,65 КН/см2 - расчетное сопротивление срезу по металлу границы сплавления, , ?wf=?wz=?c=1Для рабочих площадок промышленных зданий чаще всего используются пониженное сопряжение балок или сопряжение в одном уровне, при которых передача нагрузки на главные балки происходит не только через другие балки, но и непосредственно через настил, непрерывно опирающийся на верхний сжатый поиск балки и удерживающий балку от потери устойчивости.Толщина стенки назначалась из условия укрепления ее только поперечными ребрами жесткости. С целью выяснения необходимости проверки местной устойчивости стенки, определяем ее условную гибкость и проверяем выполнения условия: , где hef = hw, t = tw. Так как ?w=3,64 > 3,2 - стенку следует укреплять поперечными ребрами жесткости на расстоянии не более 2hef =2·128=256 см. Если поперечные ребра ставить только в местах крепления к главной балке второстепенных балок, шаг которых 300 см, это условие не выполняется, поэтому принимаем шаг ребер жесткости 150 см. При отсутствии местных напряжений в стенке, которые могут появиться, например, при опирании балок на верхний пояс главной балки (этажное сопряжение) проверку устойчивости выполняют по формуле. где ? и ? - соответственно нормальное и касательное напряжения, действующие в рассматриваемом сечении отсека, определяемые по формулам: ;Ширину опорного ребра принимаем равной ширине уменьшенного сечения пояса: bh = bf1 = 18 см. Толщину опорного ребра вычисляем из расчета на смятие, предварительно определив расчетное сопротивление смятию Rp = Ru = 36 КН/см2. = =1,95 см, принимаем 2см. Устойчивая часть стенки, включающаяся в работу ребра на продольный изгиб Проверяем крепление опорного ребра к стенке балки по: , где lw - расчетная длина шва, принимаемая с учетом неравномерной работы сварного шва по длине.Из соображений удобства доставки с завода изготовителя на монтажную площадку тем или иным видом транспорта главная балка может быть изготовлена в виде двух отправочных элементов, а на монтажной площадке собрана с помощью укрупнительного стыка.Сварной укрупнительный стык конструируют таким образом, чтобы сжатый пояс и стенка стыковались прямым швом, и растянутый пояс - косым под углом 600 . Такой стык при правильном выборе сварочных материалов будет равнопрочным основному сечению балки и может не рассчитываться.Исходные данные: запро

Содержание

1. Компоновка балочной клетки

1.1 Общие сведения

1.2 Определение шага вспомогательных балок и балок настила

1.3 Расчет листового несущего настила

2. Расчет прокатных балок

2.1 Расчет балки настила

2.1.1 Определение нагрузки на балку настила

2.1.2 Определение внутренних усилий в балке настила

2.1.3 Подбор сечения балки настила

2.1.4 Проверки прочности и жесткости принятого сечения балки настила

2.2 Расчет вспомогательных балок

2.2.1 Определение нагрузки на вспомогательную балку

2.2.2 Определение внутренних усилий вспомогательной балки. Подбор сечения

2.2.3 Проверка прочности и жесткости принятого сечения

3. Расчет и конструирование сварных составных балок

3.1 Сбор нагрузки на главную балку

3.2 Определение внутренних усилий в главной балке

3.3 Подбор сечения главной балки

3.4 Изменение сечения главной балки по длине

3.4.1 Проверка прочности по касательным напряжениям на опоре

3.5 Расчет поясных швов

3.6 Проверка общей устойчивости главной балки

3.7 Проверка местной устойчивости стенки и конструирование ребер жесткости

3.8 Расчет опорного ребра главной балки

3.9 Укрупнительные стыки балок

3.9.1 Конструирование стыка на монтажной сварке

3.9.2 Расчет укрупнительного стыка на высокопрочных болтах

3.9.3 Расчет крепления вспомогательной балки к главной балке

4. Расчет и конструирование колонны

4.1 Расчетная схема. Расчетная длина

4.2 Подбор сечения сплошной колонны

4.3 Конструирование и расчет оголовка и базы центрально - сжатой колонны

4.3.1 Расчет оголовка сплошной колонны

4.3.2 Расчет базы сквозной колонны

5. Список используемой литературы

1. Компоновка балочной клетки

Исходные данные: Тип балочной клетки и тип сопряжения балок: усложненный, пониженное сопряжение

Шаг колонн в продольном направлении А =12 м.

Шаг колонн в поперечном направлении В =7 м.

Габариты площадки в плане 2Ах2Б

Полезная равномерно распределенная нагрузка Р = 23 КН/м2

Материал конструкций: сталь марки ВСТ3Кп (С245) ГОСТ 277 72-88

1.1 Общие сведения

1. Беленя Е.И. Металлические конструкции. - М.: Стройиздат, 1985.

2. СНИП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1986.

3. СНИП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. нормы проектирования. Дополнения. Разд. 10. Прогибы и перемещения. - М.: 1988.

4. СНИП 2-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1988.

5. Мандриков А.О. Примеры расчета металлических конструкций. - М.: Стройиздат, 1991.

Размещено на