Сравнение вариантов и выбор типа балочной клетки. Компоновка и подбор сечения главной балки. Проверка прочности и жесткости главной балки. Конструирование и расчет монтажного стыка на сварке. Проектирование и расчет стержня центрально-сжатой колонны.
Аннотация к работе
Составные балки относятся к группе 2; стальной настил, прокатной балки и колонны - к группе 3. Коэффициент надежности по назначению принят ?n = 1. Коэффициент условной работы во всех случаях равны ?с = 1, кроме проверки общей устойчивости балок, когда следует принимать ?с = 0,95. Материал стального настила - сталь С235, балок настила и вспомогательных балок - сталь С245. Вид сопряжения главной балки с колонной - СВ (главная балка опирается на колонну сверху).В нормальной балочной клетке нагрузка с настила передается на балки настила, которые в свою очередь передают ее на главные балки. Балки настила принимают прокатными и располагают с шагом "а". Так как в курсовой работе рассматривается только средняя ячейка балочной клетки, то рекомендуется балки настила смещать с осей средних колонн на "а/2", что позволяет получить их регулярное размещение по всему перекрытию и избежать сложных узлов сопряжения с главной балкой на опорах. при этом количество балок настила (БН) должно быть четным, что бы они не приходились на середину пролета главной балки, где будет запроектирован монтажный стык. Шаг балок настила при стальном настиле обычно принимают 0,6-1,6 м. Определяем нагрузки на балки настила: погонная нормативная равномерно распределенная нагрузка QNБН=(Pn GH)a?=(25 0,94)?1,3?1,02 = 34,40 КН/м где GH=?tн=78,5?0,012=0,942 КН/м2, ? - плотность материала настила, для стали ?=78,5 КН/м3 ?=1,02 - коэффициент, учитывающий собственный вес балок настила. погонная расчетная равномерно распределенная нагрузка QБН=(Pn?fp GH?FG)a?=(25?1,2 0,942?1,05)?1,3?1,02 = 41,09 КН/м, где ?fp=1,2 - коэффициент надежности по полезной нагрузке;В усложненной балочной клетке нагрузка на главные балки передается со вспомогательных балок, которые располагаются с шагом b=2-5 м. количество вспомогательных балок принимается четным. Аналогично определяется нормативная и расчетная нагрузки, подбирается номер профиля, проверяются прочность и жесткость балок настила (следует иметь в виду, что пролет балок настила будет равен расстоянию между вспомогательными балками "b"). Принимаем 4 вспомогательные балки b = L/4 = 13/4 =3,25 м. принимаем толщину стального листа настила тн=0,012 м. Определяем нагрузки на балки настила: погонная нормативная равномерно распределенная нагрузка QNБН=(Pn GH)a?=(25 0,942)?1,063?1,02=28,13 КН/м, где GH=?tн=78,5?0,012=0,942 КН/м2, ? - плотность материала настила, для стали ?=78,5 КН/м3 ?=1,02 - коэффициент, учитывающий собственный вес балок настила. погонная расчетная равномерно распределенная нагрузка QБН=(Pn?fp GH?FG)a?=(25?1,2 0,942?1,05) ?1,063?1,02=33,6 КН/м, где ?fp=1,2 - коэффициент надежности по полезной нагрузке; Определяем нагрузку на вспомогательные балки: погонная нормативная равномерно распределенная нагрузка КН/м, где GH=?tн=78,5?0,012=0,942 КН/м2, ? - плотность материала настила, для стали ?=78,5 КН/м3 GБН-линейная плотность балки настила в усложненной БК в КН/м. погонная расчетная равномерно распределенная нагрузкаБалочная клетка нормального типа является более экономичной (149,67 кг/м2) по сравнению с балочной клеткой усложненного типа (156,31 кг/м2), кроме того балочная клетка нормального типа более проста в изготовлении и монтаже, поэтому окончательно принимаем нормальный тип балочной клетки.Нагрузку на главную балку можно считать равномерно распределенной при передаче ее через 6 и более балок настила. Собственный вес главной балки принимается ориентировочно в размере 1-2% от нагрузки на нее. Погонная нормативная нагрузка на главную балку: КН/м, где GH=?tн=78,5?0,012=0,942 КН/м2, ? - плотность материала настила, для стали ?=78,5 КН/м3 погонная расчетная нагрузка на главную балку: По расчетной нагрузке вычисляют максимальный изгибающий момент Mmax и максимальную поперечную силу Qmax в балке настила как в разрезной однопролетной балке. Главную балку рассчитывают с учетом развития пластических деформаций. Устанавливаем высоту главной балки h исходя из трех условий: 1) Наименьшего расхода металла м где k - коэффициент, зависящий от конструктивного оформления балки; для сварных балок переменного по длине сечения принимают k=1,15;Длина пролета балки равна 13 м, экономически целесообразно уменьшить сечение в местах снижения изгибающих моментов (целесообразно в балках пролетом более 12 метров). Расстояние от опоры до места изменения сечения: м, принимаем х=2,3м. Расчетное усиление в местах изменения сечения: КН/м; Расчетное сопротивление стыковых швов растяжению при отсутствии физического контроля качества шва Rwy=0,85Ry=204 МПА.Укрепления стенки главной балки не требуется поперечных ребер жесткости не ставим. Условие выполняется, значит, прочность опорного сечения на срез по максимальным касательным напряжениям обеспечена. В местах опирания по верхнем поясу балок настила или вспомогательных балок при отсутствии в этом месте ребер жесткости необходима проверка прочности стенки главной балки по местным напряжениям.
План
Содержание
1. Исходные данные
2. Компоновка балочного перекрытия
2.1 Нормальный тип балочной клетки
2.2 Усложненный тип балочной клетки
2.3 Сравнение вариантов и выбор типа балочной клетки
3. Проектирование главной балки
3.1 Определение нагрузок. Компоновка и подбор сечения главной балки
3.2 Изменение сечения главной балки по длине
3.3 Расстановка поперечных ребер. Проверка прочности и жесткости главной балки
3.4 Проверка общей устойчивости балки
3.5 Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки балки
3.6 Расчет поясных швов
3.7 Конструирование и расчет монтажного (укрупнительного) стыка на сварке колонна балочный балка прочность
3.8 Конструирование и расчет опорной части балки
4. Проектирование центрально-сжатой колонны
4.1 Проектирование стержня центрально-сжатой колонны