Расчет и конструирование настила и вспомогательной балки. Подбор основного сечения балки. Расчет местной устойчивости стенки балки и сварных швов, соединяющих полки со стенкой. Монтажный стык балки. Расчет и конструирование поддерживающих колонн.
Из расчета на жесткость определяем отношение пролета настила lн к его толщине тн: , где - отношение пролета настила к предельному прогибу; - модуль упругости; Е=2,06*105 МПА; ; qн - нормативная нагрузка на настил. Определяем размеры настила: 1-й вариант: Принимаем пролет настила lн=100см, тогда В соответствии с сортаментом принимаем настил толщиной 2-й вариант: Принимаем пролет настила lн=95см, тогда В соответствии с сортаментом принимаем настил толщиной Угловые швы, крепящие настил к поднастильной балке, , где - для полуавтоматической сварки в нижнем положении (2, табл.2.3); ; - расчетное сопротивление углового шва по металлу шва (2, табл.2.6); - коэффициент условий работы. Характеристики сечений балок БН 1, БН 2 записываем в таблицу: Балка Номер двутавра Момент сопротивления, см3 Момент инерции, см4 Статический момент полусечения, см3 Размеры, см Вес 1м погонной длины, Высота Ширина полки Толщина полки Толщина стенкиДанные расчетов записываем в таблицу: Элемент Вариант I Вариант II Примечание Расход стали, кг/м2 Обозначение Расход стали на один элемент, кг Колво элементов, шт.Расчетной нагрузкой главной балки являются опорные реакции от двух смежных поднастильных балок.Сечение балки: Требуемый момент сопротивления с учетом собственного веса главной балки: , где Ry=235 МПА - расчетное сопротивление стали по пределу текучести для фасонного проката ВСТ3пс6 при толщине 21…40мм (2, табл.1.7); - коэффициент условий работы (2, табл.1.9, п.8); - коэффициент, учитывающий собственный вес балки, принимаемый в зависимости от нагрузки и пролета балки, Определяем высоту балки. Примем , тогда Оптимальная высота балки по min расходу стали: , где k - коэффициент, зависящий от соотношения конструктивных коэффициентов поясов и стенки балки, принимаемый k=1,1 для сварных балок переменного сечения. Наименьшая рекомендуемая высота балки hmin определяется жесткостью балки - ее предельным прогибом (второе предельное состояние): , где - модуль упругости стали; - отношение прогиба балки к пролету, регламентируемое нормами; - коэффициент надежности по нагрузке.В целях экономии стали в соответствии с эпюрой изгибающих моментов производим изменение сечения главной балки за счет изменения ширины поясов. Сечение балки изменяем на расстоянии от опоры Расчетная схема и эпюры М и Q главной балки от временной нагрузки: Изгибающий момент в месте изменения сечения: , где - расстояние до места изменения сечения от опоры; - расстояние от i-й силы до места изменения сечения балки слева; qсв - погонный вес балки.Потеря общей устойчивости балки заключается в нарушении плоской формы изгиба и возникновении крутильных деформаций.Местная устойчивость стенки балки зависит от характера ее напряженного состояния, вида нагрузки и условной гибкости стенки: , где - расчетная высота стенки, в сварных балках ; - толщина стенки. Ширина выступающей части ребра для парных симметричных ребер, мм: Примем ширину выступающей части ребра для парных симметричных реберКатет сварного шва определяем на участке с измененным сечением пояса: , где - продольное усилие сдвига пояса относительно стенки; - статический момент сдвигаемой площади относительно нейтральной оси; - коэффициент условий работы шва; - коэффициент условий работы.Так как у нас разрезная схема балок предпочтение отдаем решению с торцевым опорным ребром, достоинством которого является четкая передача реакции. В данном случае нижние торцы опорных ребер должны быть отстроганы. Определяем площадь опорного ребра: , где - опорная реакция главной балки с учетом собственного веса; - расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки) (при ). Участок балки над опорой рассчитываем на продольный изгиб из плоскости стенки, как условный центрально-сжатый стержень, на действие опорной реакции : В расчетное сечение стержня включаем ребра жесткости и участки стенки балки шириной не более с каждой стороны ребра. Гибкость условного стержня: Проверяем опорную стойку на устойчивость: Проверяем местную устойчивость опорного ребра: , гдеОпределяем значения момента и поперечной силы в месте стыка: , где - расстояние от левой опоры до места стыка; - расстояние от i-й силы слева до места стыка; qсв - погонный вес балки. Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом: , где - коэффициент условий работы соединения, в зависимости от колва болтов, при ; - площадь сечения болта нетто (при диаметре болта 24мм); - коэффициент трения, зависящий от характера обработки поверхностей соединяемых элементов (принимаем обработку поверхностей газопламенным способом без консервации ); - коэффициент надежности (при контроле натяжения болта по моменту закручивания и разности диаметров отверстия и болта 3мм). Определяем долю момента, приходящегося на пояса: , где - момент инерции поясов относительно нейтральной оси балки; - момент инерции сечения балки в местах стыка. Усилие в поясах балки: Стык осуществляется тремя накладками: одной сверху,
План
Содержание
Исходные данные для проектирования
I. Вариантное проектирование балочного перекрытия
1.1 Расчет и конструирование настила
1.2 Расчет и конструирование под настильной балки 1-го варианта
1.3 Расчет и конструирование под настильной балки 2-го варианта
1.4 Расчет и конструирование вспомогательной балки 2-го варианта
1.5 Сравнение вариантов
II Расчет и конструирование главной балки балочного перекрытия
2.1 Сбор нагрузок на балку
2.2 Подбор основного сечения балки
2.3 Изменение сечения балки по длине
2.4 Проверка общей устойчивости балки
2.5 Расчет местной устойчивости стенки балки
2.6 Расчет сварных швов, соединяющих полки со стенкой
2.7 Расчет опорного ребра
2.8 Монтажный стык балки
2.9 Узлы сопряжения балок
III Расчет и конструирование поддерживающих колонн
3.1 Определение нагрузок на колонну
3.2 Определение расчетных длин колонны
3.3 Подбор сечения стержня колонны
3.4 Расчет и конструирование оголовка колонны
3.5 Расчет и конструирование базы колонны
Список, использованной литературы
I. Вариантное проектирование балочного перекрытия
1.1 Расчет и конструирование настила
Список литературы
1. Методические указания к выполнению курсовой работы “Конструкции балочной клетки” по дисциплине “Металлические конструкции” / Сост. Г.А. Ажермачов, Ю.Е. Булавинцев, Е.В. Морозова. - Симферополь: КИПКС, 1993. - 52с.
