Курсовая работа - Балочная клетка - файл n1.doc

Курсовая работа - Балочная клетка
скачать (595.5 kb.)
Доступные файлы (2):
n1.doc6094kb.24.06.2010 23:52скачать
n2.dwg

n1.doc


Содержание


Содержание 1

1. Выбор схемы балочной клетки 2

1.1Нормальная балочная клетка 2

2. Расход и конструирование главной балки 6

2.1 Сбор нагрузок 6

2.2 Определение высоты главной балки 6

2.3 Компоновка сечения 7

Условие прочности выполняется. 8

8

2.4 Изменение сечения главной балки 9

2.6 Расчет узла сопряжения балок 11

2.7 Монтажный узел стыка главной балки на высокопрочных болтах 12

2.8 Проверка обеспеченности общей устойчивости балки 14

3. Расчет центрально сжатой балки 15

3.1 Определение расчетных длин и расчетных усилий 15

3.2 Подбор сечения колонны 15

3.3 Расчет соединительных планок 17

3.4 Расчет базы колонны 18

3.5 Расчет оголовка колонны 19

Литература: 21





1. Выбор схемы балочной клетки


Балочной клеткой является система балок, образующих несущую конструкцию перекрытия.
    1. Нормальная балочная клетка





Определим tн по условию деформативности, пролёт настила lн принимаем равным шагу балок настила а = 2м.

;

no = 200;

pn – нормативная временная нагрузка по п.6

pn = 30 кН/м2

Е1 – приведенный модуль упругости стали с учётом коэффициента Пуассона

Е1 = 2,26 ∙ 108 кН/м2

; ; ,

Принимаем tн = 2,8 см.=0, 028 м.



    1. Усложнённая балочная клетка





Подбираем сечение балки настила, уточняем толщину настила, поскольку шаг балок настила изменился в меньшую сторону.

;; ,

Принимаем tн2 =1,9 см =0,019 м.


    1. .Подбор сечения прокатных балок.

( второстепенных и балок настила)
В целях упрощения расчет сводим в таблицу 1.

Подбор сечения балок. Табл. 1




п/п

Расчетные

формулы и

величины

1 вариант

Балка настил

2 вариант

Балка настил

Вспомогательная балка

1

Толщина настила

tн (мм)


tн1 = 28


tн2 =19

2

Вес настила

qн = ?Ч tн

?=78,5кН/м2 =7850кг/м3


78,5Ч0,028=2,2


78,5Ч0,019=1,49

3

Нормативная нагрузка на балки

qn =1.02 (qн + pn) a

(кН/м)


1.02(2,2+30)2=65,7



1.02(1.49+30)1.3=41,8



1.02(1.49++30)3.5=187,4


4

Расчетная нагрузка на балки

(приближенный

подбор сечения)

qn =1.02 (qн ?f1 + pn ?f2) a

?f1 =1.05 ?f2 =1.2


1.02(2,2Ч1.05+30Ч1.2)2=78,2




1.02(1.49Ч1.05+30Ч1.2)1.3=49,8



1.02(1.49Ч1.05+Ч1,05+

+30Ч1.2)3.5=219,1


5

Изгибающий момент

(кН/м)

l = В = 6,5 м











6

Момент сопротивления

, см3;













7

Сечение

№ 50

Ix = 39727 см4;

mпм = 78,5 кг/м.

см3;

№ 24

Ix = 3460 см4;

mпм = 27,3 кг/м.

см3

№ 70Б2

Ix = 145912 см4;

mпм = 144,2 кг/м.

=4187см3

8

Относительный прогиб












9

Расход стали кг/м3

, м3






Вывод: По расходу стали принимаем II вариант.

2. Расход и конструирование главной балки

2.1 Сбор нагрузок



Главная балка проектируется в виде сварного симметричного двутавра.
Нормативная нагрузка на главную балку

кН/м;

Расчетная нагрузка:

, кН/м;

кН/м;

Максимальный изгибающий момент:

; А = 14 м;

;

Поперечная сила:



Требуемый момент сопротивления:

, см3;

С = 1,1; Ry = 25,5 кН/см2;

см3;

2.2 Определение высоты главной балки



Высота главной балки принимается из двух условий:

1) h ? hmin;

2) h ? hopt

Первое условие обеспечивает жесткость главной балки, второе условие – наименьшую материалоемкость балки.

;

Оптимальная высота балки :

;

К = 1,1;

;

Минимальная высота балки:



; ;


Предварительно принимаем hгл.б. по максимальной h, равной

Учитывая принятую толщину полки определяем требуемую высоту стенки: , принимаем высоту стенки 1500 мм, тогда высота балки

2.3 Компоновка сечения


Уточняем толщину из условия прочности на срез.

; ;

;

; ;

Условие выполняется, оставляем толщину стенки равной 1,4 см.

;

;

;

Требуемая площадь поясного листа:

;

Требуемая ширина пояса

; ;

Проверяем принятую ширину поясов, исходя из местной устойчивости:

  1. - верно;

  2. ; ; ;

условие выполняется.

Окончательная ширина пояса 460 мм.
Проверяем подобранное сечение балки на прочность:

;

;

;

условие выполняется

Наибольшее нормальное напряжение в балке:

кН/см2

Условие прочности выполняется.



2.4 Изменение сечения главной балки





Изменение сечения производим за счёт уменьшения ширины пояса,

место изменения сечения принимаем

на расстоянии

;

;

Требуемый момент сопротивления измененного сечения

; ;



;

;

;



1) , условие выполняется, принимаем

2) ; условие выполняется;

;

условие выполняется
;

;

;

;

условие выполняется.



условие выполняется.


2.5 Проверка местной устойчивости балки

Местная устойчивость включает устойчивость поясов и стенки. Местная устойчивость поясов обеспечена при компоновке сечения, местная устойчивость обеспечивается постановкой поперечных рёбер жесткости. Поперечные рёбра жесткости ставятся в местах опирания вспомогательных балок.

;

если , то

если , то


Проверяем отсек № 2 на местную устойчивость стенки. Отсек – это расстояние, ограниченное полками и рёбрами жесткости.



;

;

;

;

? ;

;

;

; ;



; - условие выполнено.






2.6 Расчет узла сопряжения балок





М 20

диаметр отверстия–20мм
,

Rbs = 19 кН / см2



= кН
- количество болтов

2.7 Монтажный узел стыка главной балки на высокопрочных болтах


Принимаем для стыка высокопрочные болты из легированной стали марки 40Х - «СЕЛЕКТ», диаметром 20 мм, отверстия диаметром 23 мм. Способ подготовки поверхности– газопламенная обработка

;

;;

; ;



Усилие, которое может возникнуть в верхнем поясе.

- усилия в поясе

;

; ; , конструктивно принимаем 16 болтов.
Болты расставляем в два ряда с каждой стороны стыка пояса и по разные

стороны стыка стенки. Окончательная длина накладки должна быть кратна 10 мм.
.





Проверим достаточность принятого количества болтов, для обеспечения несущей способности балки.

;

; ;

;



- условие выполняется.

2.8 Проверка обеспеченности общей устойчивости балки



Главные балки верхними поясами связываются жестким стальным настилом, приваренным к ним, поэтому для обеспечения общей устойчивости необходимо выполнение условия:

;



- условие выполняется.
Вывод: Общая устойчивость обеспечивается.


















3. Расчет центрально сжатой балки

3.1 Определение расчетных длин и расчетных усилий



Расчетная нагрузка на колонну


где G- вес главной балки,

G=А pСТ l = 78,2·0,0325·14=35,58 кН

Фактическая длина колонны:




3.2 Подбор сечения колонны



Колонну подбираем сквозную, состоящую из 2-х двутавров, соединенных между собой планками.


Требуемая площадь сечения:



Требуемая площадь одной ветви:



Принимаем двутавр № 55 со следующими характеристиками:

; ; ; ;

Гибкость колонны относительно материальной оси:

, где -предельная гибкость

Приведенная гибкость сечения:



Принимаем и определяем требуемую гибкость относительно свободной оси:


Требуемый радиус инерции сечения:



Требуемая ширина сечения:



Принимаем ширину сечения колонны b = 58 см.

Проверяем достаточность ширины для размещения минимального зазора (150 мм) между ветвями.

- верно

Оставляем ширину равной 58 см.

Определяем геометрические характеристики подобранного сечения

момент инерции





<

По и находим требуемое значение

- верно.

3.3 Расчет соединительных планок



Ветви колонны соединяем при помощи листовых планок шириной dпл = 30 см, приваренных к ветвям колонны механизированной сваркой электродами Э46.

Расстояние между планками определяется по предельной гибкости ветви, =20:



Принимаем ;


Определяем условную поперечную силу, которая приходится на две плоскости планок:



Определяем усилия действующие на 1 планку:











Марка проволоки ( по ГОСТ 2246-70) Св-10ГА:

;

- верно.

- верно.



- верно.

3.4 Расчет базы колонны



Нагрузку на базу принимаем с учетом веса колонны (двух ветвей)



Требуемая площадь опорной плиты:

;


;

Конструктивно с принимаем равной

tтрав =12 мм.

Определяем один из размеров плиты



Другой размер определяем из

площади



Проверяем достаточность этого размера для размещения ветвей колонны



Увеличиваем ширину плиты до 78 см.

Разбиваем плиту на участки в зависимости от их защемления и определяем моменты на этих участках









Толщина плиты определяется по формуле:

округляем до

Высота траверсы:


3.5 Расчет оголовка колонны




Толщину ребра оголовка определяем из условия смятия ребра опорной реакцией главной балки:



Принимаем =12 мм.

Высота ребра определяем по условию прочности сварных швов:



Принимаем высоту ребра 106 см, толщину плиты оголовка 30 мм.

Литература:





  1. СНиП II-23-81 Стальные конструкции. Нормы проектирования. М. ЦИТП. 1990.

  2. Металлические конструкции. Под редакцией Е.И. Беленя. М. Стройиздат, 1986.

  3. Лихтарников Я.М. и др. Расчет стальных конструкций. Справочное пособие. К. Будiвельник, 1984.

  4. Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций. М. Стройиздат, 1991.




Содержание
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации