Выбор схемы балочной клетки, расчет настила. Проектирование и расчет главных балок, проверка прочности и общей устойчивости. Проектирование и расчет колонн. Определение продольной силы в колонне, выбор типа сечения. Расчет оголовка и базы колонны.
Несущий настил состоит из стального листа, уложенного на балки и приваренного к ним. По графику зависимости l/t для листового настила шарнирно закрепленными краями от заданного прогиба и нормативной нагрузки на настил получаем l/t=150. При t = 12 мм l=150х12=1800 мм, т.к. рекомендованный шаг балок настила находиться в пределах от 750 до 1200 мм, то принимаем l=1200 мм, тогда число балок настила равно n=16000/1200=13,33 шага или 14 балок. По формуле находим, что наибольший допустимый прогиб для балки такой длины составляет: см. f = 2,34 <2,4 = [f], следовательно принятая балка удовлетворяет условиям прочности и прогиба. Общую устойчивость балок настила проверять не надо, так как их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним настилом.В усложненном типе балочной клетки балки настила, в отличии от нормального типа, опираются не на главные балки, а на вспомогательные. Настил будем выбирать из соображений экономии металла и принятой за минимальный шаг балок настила 900 мм. По формуле находим, что наибольший допустимый прогиб для балки такой длины составляет: см. f = 1,28 <1,6 = [f], следовательно принятая балка удовлетворяет условиям прочности и прогиба. Проверку касательных напряжений в прокатных балках при отсутствии ослабления опорных сечений обычно не производят, так как она легко удовлетворяется изза относительно большой толщины стенок балок. Общую устойчивость балок настила проверять не надо, так как их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним настилом.С учетом принятой расчетной схемы и того, что на главную балку действует равномерно распределенная нагрузка, расчетный максимальный изгибающий момент в середине пролета найдем по формуле: КН?м = 535168 КН?см. Условие Wx > Wtp не выполняется ни для одной прокатной балки даже если не учитывать собственный вес при подсчете нагрузки на балку. Масса балки состоит из массы ее поясов, стенки и некоторых конструктивных элементов (стыковых накладок, ребер жесткости), учитываемых строительным коэффициентом, причем с увеличением высоты балки масса поясов уменьшается, а масса стенки возрастает. Так как, как видно из рисунка, функции массы поясов и стенки с изменением высоты балки изменяются неодинаково - одна убывает, а другая возрастает, то существует наименьшее значение суммы обеих функций, т.е. должна быть высота, при которой суммарная масса поясов и стенки будет наименьшей. Принимаем толщину поясов балки tf = 20 мм, тогда высота стенки балки будет равной см, Момент инерции стенки балки см4.Теперь рассчитаю балку с измененным сечением, путем изменения ширины поясов по длине. Сечение составной балки, подобранное по максимальному изгибающему моменту, можно уменьшить в местах снижения моментов (у опор). Однако каждое изменение сечения, дающее экономию металла, несколько увеличивает трудоемкость изготовления балки, и поэтому оно экономически целесообразно для балок пролетом более 12 м, что справедливо для нашего случая (16 м). Определим момент и поперечную силу в месте изменения сечения 1-1: КН?м = 297345 КН?см; Определим требуемый момент сопротивления и момент инерции измененного сечения исходя из прочности сварного стыкового шва, работающего на растяжение: см3;Проверим максимальное касательное напряжение в стенке на нейтральной оси сечения около опоры балки: где S-статический момент полусечения балки см3. Проверим местные напряжения в стенке под балками настила: , где F - расчетные значения опорных реакций балок настила: , где q =72,63 КН/м - расчетная нагрузка на балку настила c учетом собственного веса балки; Наличие местных напряжений, действующих на стенку балки, требует проверки совместного действия нормальных, касательных и местных напряжений на уровне поясного шва и под балкой настила по уменьшенному сечению вблизи места изменения сечения пояса. В рассматриваемом примере такого места нет, так как под ближайшей балкой настила будет стоять ребро жесткости, которое воспринимает давление балок настила, и передачи локального давления на стенку в этом месте не будет. Поэтому проверяем приведенные напряжения в месте изменения сечения 1-1 балки (где они будут максимальны) по формуле: , гдеЭту проверка производится в месте возникновения максимальных нормальных напряжений - в середине пролета главной балки. где bef - расстояние от грани стенки до края поясного листа - полки: - свес пояса Определим необходимость укрепления стенки поперечными ребрами жесткости по п. Так по СНИПУ II-23-81 стенки балок следует укреплять поперечными ребрами жесткости, если значение условной гибкости стенки балки`lw превышает 2,2. поперечные ребра жесткости необходимы. Определим длину зоны использования пластических деформаций в стенке: см, т.е. по 1937 мм с каждой стороны от оси симметрии. Проверим местную устойчивость стенки в сечении 2-2, для этого определяем средние значения M2 и Q2 на расстоянии х2 = 395 см от опоры (под балкой настила), что почти совпадает с рекомендацией расстояния в от края отсека.Так как
План
Содержание
1. Исходные данные
2. Выбор схемы балочной клетки
2.1 Расчет настила
2.2 Усложненный тип балочной клетки
3. Проектирование и расчет главных балок
3.1 Изменение сечения главной балки по длине
3.2 Проверка прочности и общей устойчивости главной балки
3.3 Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки сварной балки
3.4 Расчет поясных швов главной балки
3.5 Расчет опорного ребра главной балки
3.6 Проектирование стыка главной балки на высокопрочных болтах
3.7 Проектирование сварного стыка главной балки
4. Проектирование и расчет колонн
4.1 Расчетная схема и расчетная длина колонны
4.2 Определение продольной силы в колонне, выбор типа сечения колонны
4.3 Подбор сечения, проверка общей устойчивости колонн и местной устойчивости стенки и полок
