Проектирование стальных конструкций балочных перекрытий - Курсовая работа

Их широко применяют в конструкциях гражданских, общественных и промышленных зданий, в балочных площадках, междуэтажных перекрытиях, мостах, эстакадах, в виде подкрановых балок производственных зданий, в конструкциях гидротехнических шлюзов и затворов и в других сооружениях. Широкое распространение балок определяется простотой конструкции изготовления и надежностью в работе.1.1 Первый вариант - балочная клетка нормального типаВ зависимости ОТРН=24КН/м2 принимаем толщину настила тн=12мм.Определяем нормативную и расчетную погонную нагрузки на балку настила по формулам (1.4) и (1.5): , (1.4) вес 1м? настила, определяемые по прил. шаг балок настила, который является одновременно шириной грузовой площади, с которой балка настила воспринимает нагрузку, м. Расчетный максимальный момент и поперечная сила определяем с учетом собственного веса балки по формулам (1.6) и (1.7): , (1.6) По условию прочности определяем требуемый момент сопротивления сечения балки согласно п.5.18 [2] определяется с учетом пластических деформаций по формуле: , (1.8) где с1 - коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций, принимаемый равным 1,0;Определяем нагрузку на балку настила по формулам (1.4) и (1.5) Расчетный максимальный момент и поперечная сила определяется с учетом собственного веса балки по формулам (1.6) и (1.7) Требуемый момент сопротивления согласно п.5.18 [2] определяется с учетом развития пластических деформаций по формуле (1.8) По вычисленному значению подбирают по сортаменту двутавров номер профиля табл.1 и 2 прил.18 [1]. Уточняем величину расчетного максимального изгибающего момента по формуле (1.9)Нагрузка на вспомогательную балку принимается в виде равномерно-распределеннной, нормативная и расчетная величины которой вычисляют по формулам (1.16) и (1.17) , , а расчетный изгибающий момент и поперечную силу - по формулам (1.6) и (1.7) соответственно: , , Требуемый момент сопротивления согласно п.5.18 [2] определяется с учетом развития пластических деформаций по формуле (1.8) По вычисленному значению подбирают по сортаменту двутавров номер профиля и записывают из сортамента его геометрические характеристики. Уточняем величину расчетного максимального изгибающего момента по формуле (1.9) Максимальный относительный прогиб балки определяется по формулеПояса рекомендуется принимать постоянной толщины из одиночных листов универсальной стали по ГОСТ 82-70*, стенку при высоте ее не более 1050 мм также из универсальной стали, при большей высоте из толстолистовой стали по ГОСТ 19903-74. Нагрузку от балок настила, передаваемую на главную балку, принимаем в виде равномерно-распределенной и определяем по формуле: , где - сосредоточенная сила, равная сумме опорных реакций двух балок настила КН, определяется по формуле (1.19): , (1.19): - шаг балок (вспомогательных или настила), м Основной параметр, влияющий на экономичность сечения балки, ее высота - h, которую определяем исходя из трех основных условий: 4. Проверяем прочность по максимальным нормальным напряжениям в середине пролета балки по формуле: Недонапряжение D не должно превышать 5 %: Так как окончательно величину высоты главной балки назначили больше hmin, то проверять на жесткость главную балку не нужно. Вычисляем геометрические характеристики уменьшенного сечения: Вычисляем момент инерции по формуле: Вычисляем момент сопротивления по формуле: Статический момент половины уменьшенного сечения относительно нейтральной оси находим по формуле: Статический момент полки уменьшенного сечения относительно оси x-x определяем по формуле: Проверяем нормальные напряжения в шве по формуле: Вычисляем недонапряжение D: В месте изменения сечения балки на уровне поясных швов выполняем проверку по приведенным напряжениям (для случая этажного сопряжения балок в перекрытии по условию): где: - расчетное нормальное напряжение в стенке балки на уровне поясных швов, КН/см2;Определяем расчетное усилие в стержне колонны по формуле (3.1) Расчетную длину стержня колонны определяем по формуле (3.3) Принимаем тип сечения колонны в виде составного двутаврового сечения из трех листов (рис.1.6). Вычисляем требуемую площадь сечения колонны по формуле (3.4) Минимально возможную толщину стенки tw из условия обеспечения местной устойчивости определяем по формулам (3.5) или (3.6) при , (3.5) или при , (3.6) но не более где hw - высота стенки колонны, принимаемая на данном этапе расчета равной высоте сечения колонны, см;Толщина плиты оголовка колонны принимается конструктивно мм. Площадь торцевой поверхности ребер оголовка, принимающих давление от плиты, определяется из условия прочности при смятии: , (3.60) где N - опорное давление двух главных балок, КН; Rp - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности, определяется по приложению 4 Определяются размеры ребра оголовка a. толщина ребра вычисляется по формуле Принимаем тр = 32мм. b. высота ребра устанавливается из условия прочности швов "А" по формулеКонструкция базы должна обеспечить равномерное распределение сосредоточенного давле

Содержание

Бланк задания

Введение

1. Выбор типа балочной клетки

1.1 Первый вариант - балочная клетка нормального типа

1.1.1 Расчет стального настила

1.1.2 Расчет балки настила

1.2 Второй вариант - балочная клетка усложненного типа

1.2.1 Расчет балки настила

1.2.2 Расчет вспомогательной балки

1.3 Сравнение вариантов двух балочных клеток

2. Расчет и конструирование главной балки

3. Расчет и конструирование колонны

3.1 Расчет и конструирование оголовка колонны

3.2 Конструирование и расчет базы колонны

Заключение

Список использованных источников

Балки являются основным и простейшим конструктивным элементом, работающим на изгиб. Их широко применяют в конструкциях гражданских, общественных и промышленных зданий, в балочных площадках, междуэтажных перекрытиях, мостах, эстакадах, в виде подкрановых балок производственных зданий, в конструкциях гидротехнических шлюзов и затворов и в других сооружениях.

Широкое распространение балок определяется простотой конструкции изготовления и надежностью в работе.

Целью данного курсового проекта является приобретение первых навыков в проектировании металлических конструкций.

Проект балочной площадки выполняется в три этапа: 1. Сравнение вариантов.

2. Расчет и конструирование главной балки.

3. Расчет и конструирование центрально сжатой колонны.

Этапы завершаются разработкой рабочих чертежей металлических конструкций стадии КМД.