Розрахунок і конструювання елементів балкової клітки - Курсовая работа

Вихідні дані проекту: крок колон в повздовжньому напрямку L1=12,9 м; крок колон в поперечному напрямку L2=5,0 м; навантаження на настил Pn=35КН/м2; тип сполучення балок - в одному рівні; тип бази колони - з траверсою та консольними ребрами;Допустиме відношення прольоту настилу до його товщини визначаємо за рівнянням Тимошенка-Телояна у графічній формі: За графіком приймаємо відношення прольоту настилу до його товщиниБалку настилу проектуємо з прокатного двотавра (ГОСТ 8229-89): ; ; густина сталі (). а) нормативне навантаження від ваги настилу: б) нормативне погонне навантаження на балку: Розрахункове погонне навантаження на балку настилу: , конструювання балкова клітка колона де , - коефіцієнти надійності щодо тимчасового та постійного навантаження. Оскільки балка є нерозрізною, працює на статичне навантаження, то розрахунок на міцність виконуємо з урахуванням розвитку пластичних деформацій: , де - коефіцієнт, що враховує вплив пластичних деформацій при одночасній дії і .умова виконується. за дотичними напруженнями при сполученні балок в одному рівні: умова виконується.Навантаження на головну балку складається з двох складових: зосереджених сил , що передаються від балок настилу і рівномірно розподіленого навантаження , обумовленого вагою головної балки: а) нормальне значення зосередженої сили: ; розрахункове значення навантаження на балку настилу. Реальне навантаження на балку змінюємо еквівалентним рівномірно розподіленим по прольоту.Головну балку проектуємо у вигляді складеного звареного двотавра зі сталі С245 для якої , , . Приймаємо звідси визначаємо орієнтовне значення товщини стінки . Використовуючи відомі значення визначаємо висоту перерізу із умови мінімальної матеріалоємності конструкції , де - загальний конструктивний коефіцієнт. , Для даного випадку - умова виконується. б) Для забезпечення умови, за якою не потрібно стінку балки укріплювати повздовжніми ребрами жорсткості: , умова виконується . З урахуванням сортаменту на листову сталь приймаємо товщину стінки головної балки .Нормальні напруження визначаються в перерізі з максимальним моментом , для чого: визначаємо момент інерції відносно осі Х де - висота стінки;Зміну перерізу балки проводимо за рахунок зменшення поясних листів. Зміну перерізів поясів розміщуємо на відстані від опор головної балки: , приймаємо . Зєднання між собою окремих частин поясного листа у місці зміни перерізу виконуємо стиковим швом. Його виконують на заводі з фізичним контролем якості шва при повному проварі зєднувальних елементів. Визначаємо необхідні геометричні характеристики зміненого перерізу балки: момент опору б) момент інерції в) момент інерції поясів г) площа перерізу поясу д) ширина поясного листаДотичні напруження обчислюється в перерізі з максимальною дотичною силою на опорі.У небезпечному перерізі - місті зміни ширини поясних листків - діють згинальний момент перерізу і поперечна сила .Загальна стійкість балки буде забезпечена, якщо виконується умова: , де - крок балок настилу.Стійкість стінки оцінюється за значенням умовної гнучкості: , де . Якщо значення умовної гнучкості , стінку необхідно укріплювати поперечними ребрами жорсткості. У нашому випадку , тому стінку необхідно укріплювати поперечними ребрами жорсткості. Розрахунковий відсік має фактичну довжину а = 810 мм і висоту hef= hw=1400 мм, тобто а = 810мм<hef= 1400 мм, тому розрахункові перерізи I та II розміщуємо на межі відсіку. КН?м, поперечні сили: середнє значення поперечних сил: В звязку з тим, що теоретичне місце зміни перерізу поясу співпадає з розміщенням ребра жорсткості, переносимо стик поясних листів на 100 мм ближче до опори.Допустимий прогин балки: -Поясні шви виконуються автоматичним зварюванням. Відповідно до марки сталі головної балки С245 приймаємо зварювальний дріт Св. Нормы проектирования") приймаємо-, (нижнє положення шва, ).Головна балка опирається на колону зверху через торцеве опорне ребро. Потрібна площа перерізу опорного ребра: , ширину опорного ребра приймаємо bs =b1f =20см, товщина опорного ребра рівна: . Перевіряємо стійкість опорної частини балки, розглядаючи її, як умовного стояка таврового перерізу довжиною і завантаженою опорною реакцією .При поверховому сполученні, балки настилу опираються на головні балки зверху і прикріплюються до них за допомогою болтів діаметром класів точності В і С. При сполученні в одному рівні балки настилу прикріплюються болтами до поперечних ребер жорсткості головних балок, або до опорних столиків головних балок. В цьому випадку болти необхідно розраховувати. Рекомендується приймати болти нормальної (грубої) точності, діаметром d= 20; 24 мм. Приймаємо болти класу міцності 4.8 з розрахунковим опором Rbs=160МПА IRBP=450МПА.У балках складених перерізів монтажні стики найчастіше виконують за допомогою зварювання та високоміцних болтів.де Af - площа перерізу стінки. а) за наплавленим металом: б) за межею сплавлення: Умова не виконується потрібні додаткові накладки на стінку двотавра.а) за наплавленим металом: б) за межею сплавлення: Так

Зміст

Вступ

1. Розрахунок настилу та балок настилу

1.1 Розрахунок сталевого настилу

1.2 Розрахунок балки настилу

1.3 Перевірка балки прийнятого перерізу

2. Розрахунок головної балки

2.1 Збір навантажень та визначення розрахункових зусиль

2.2 Підбір поперечного перерізу головної балки

3. Перевірка міцності підібраного перерізу головної балки за нормальними напруженнямита зміна перерізу по довжині балки

3.1 Перевірка міцності підібраного перерізу за нормальними напруженнями

3.2 Зміна перерізу по довжині балки

3.3 Перевірка міцності за дотичними напруженнями

3.4 Перевірка міцності стінки за приведеними напруженнями

3.5 Загальна стійкість балки

3.6 Місцева стійкість елементів балки

3.7 Перевірка прогину балки

3.8 Розрахунок зєднання полиці зі стінкою

3.9 Розрахунок опорного ребра

3.10 Розрахунок кріплення балок настилу до головних балок

4. Монтажний стик головної балки

4.1 Розрахунок монтажного стику за допомогою зварювання

4.2 Стик стінок балки

4.3 Стик поличок

5. Розрахунок колони

5.1 Вибір розрахункової схеми

5.2 Розрахунок стержня наскрізної колони з планками

5.4 Розрахунок бази колони із траверсою

5.5 Розрахунок оголовка колони

Література