Выбор схемы балочной клетки. Методы расчета балок настила и сравнение вариантов. Расчет и конструирование главной балки: расчетные нагрузки и усилия, расчетная схема и усилие в главной балке, подбор сечения главной балки. Расчет и конструирование колоны.
Аннотация к работе
В зависимости от заданной нагрузки = КН/м2 и относительного прогиба [f/l] = 1/ n0 = 1/150 определяем наибольшее отношение пролета настила к его толщине lн/тн: , где n0 = lн/f = 150 - норма прогиба; Окончательно принимаем тн = мм, поскольку пролет настила меньше шага балок настила на ширину полки балки. Схема расстановки балок настила показана на рисунке 2, а сопряжение балок - на рисунке 1а или 1б. Принимаем шаг вспомогательных балок, а значит и пролет балок настила авб = lбн = 2,8 м. Окончательно принимаем тн = 11 мм, поскольку пролет настила меньше шага балок настила на ширину полки балки.Таблица 1 - Расчет балок настила и сравнение вариантов Вариант 1 Вариант 2Нагрузку на главную балку при передаче ее через 5 и более балок настила можно считать равномерно распределенной. Постоянная нагрузка (вес настила, балок настила и вспомогательных балок) найдена при сравнении вариантов.Высоту главной балки hгб целесообразно назначать близкой к оптимальной и кратной 100 мм при соблюдении условия Минимальная высота определяется из условия обеспечения предельного прогиба при полном использовании расчетного сопротивления материала по формуле Оптимальная высота определяется по формуле Расчетное сопротивление стали С245 при толщине поясных листов до 20 мм составляет КН/см2.Находим требуемую площадь поясов : см4; Принимаем пояса из листа 550?20 мм. Принятое сечение балки показано имеет характеристикиПринимаем место изменения сечения на расстоянии 2,3 м от опор, т.е. приблизительно 1/6l, как показано на рисунке 8. Подбираем сечение, исходя из прочности стыкового шва нижнего пояса. Наличие местных напряжений, действующих на стенку балки, требует проверки на совместное действие нормальных, касательных и местных напряжений в уровне поясного шва и под балкой настила по уменьшенному сечению вблизи места изменения ширины пояса. Так как под ближайшей балкой настила будет стоять ребро жесткости, которое воспринимает давление балок настила, передачи локального давления в этом месте на стенку не будет, . Поэтому приведенные напряжения проверяем в месте изменения сечения на грани стенки (точка Б), где они будут наибольшими: КН/см2;В рассмотренном примере устойчивость обеспечена. В отсеке №1 стенка работает в упругой стадии и проверка устойчивости выполняется по формуле Проверяем устойчивость стенки отсека № 1 по формуле (3.14): Устойчивость стенки обеспечена. Однако в настоящем примере приближенно примем средние напряжения для проверки устойчивости по сечению x=3,5 м, учитывая, что уменьшенное сечение находится близко к краю отсека и мало влияет на устойчивость стенки. Проверяем устойчивость стенки отсека № 2: Устойчивость стенки обеспечена.Поясные швы примем двусторонними, так как . Расчет выполняем для наиболее нагруженного участка шва у опоры под балкой настила. Расчетные усилия на единицу длины шва составляют Сварка автоматическая, выполняется в положении «в лодочку» сварочной проволокой Св-08Га.Ребро крепится к стенке полуавтоматической сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С. Размер выступающей части опорного ребра принимаем 20 мм. Ширину опорного ребра принимаем равной ширине пояса уменьшенного сечения балки: . Принимаем ребро из листа 300?14 мм. (моментом инерции участка стенки шириной пренебрегаем ввиду малости) см2;Принимаем болты диаметром 20 мм из стали 40Х «Селект», отверстия диаметром 23 мм. Способ подготовки поверхности - газопламенный без консервации, способ регулирования натяжения - по углу поворота гайки. Стык поясов перекрываем накладками из стали С245 сечением 550?12 с наружной и 2?260?12 с внутренней стороны поясов. Принимаем 18 болтов. Болты ставим в двух вертикальных рядах с каждой стороны стыка на расстоянии в ряду a=100 мм (максимально допустимое расстояние мм.Принимаем шарнирное закрепление концов колонны (коэффициент ?=1). Геометрическая длина колонны равна отметке верха настила (из задания) за вычетом толщины настила тн, высоты балки настила и главной балки hг.б., с учетом выступающей части опорного ребра 2см, заглубления колонны ниже отметки чистого пола на 0,6 м. с учетом ?=1 составляет м. Проектируя колонну с гибкостью, равной примерно l=60 , найдем наименьшие размеры h и bf см см Поскольку ширину колонны bf не рекомендуется принимать больше высоты h, а толщину стенки принимают обычно мм и толщину поясов , то компонуем сечение колонны с см. Принимаем: пояса - 2 листа 420?15 мм, площадью 2Af=2?42?1,5=126,0 см2 , стенка - 1 лист 460?10 мм, площадью Aw=4,6?1.0=46.0см2, рис.
План
Содержание
1. Исходные данные
2. Выбор схемы балочной клетки
3. Расчет балок настила и сравнение вариантов
4. Расчет и конструирование главной балки
4.1 Расчетная схема. Расчетные нагрузки и усилия
4.2 Расчетная схема и усилие в главной балке
4.3 Подбор сечения главной балки
4.4 Изменение сечения главной балки
4.5 Проверка общей устойчивости балки
4.6 Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки
4.7 Расчет поясных швов главной балки
4.8 Конструирование и расчет опорной части балки
4.9 Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки