РАСЧЕТНО ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №6

Тема: Расчет стальных и деревянных центрально-растянутых элементов

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Разрушение растянутых элементов происходит по сечению с наименьшей площадью (А_n) В случае, если ослабление отсутствует, площадь нетто - А_n равна площади брутто А.

Расчет прочности ведется по формуле

Длинные растянутые элементы могут изменять свою первоначальную форму в результате чрезмерной гибкости, что может затруднять их применение. Поэтому гибкость ограничивают нормами, проверяя элемент на устойчивость

ЗАДАНИЯ

Задача 1

Подобрать сечение центрально-растянутого нижнего пояса деревянной фермы. Материал: брус, Сосна, сорт 2-ой. Ослабление за счет врезки глубиной h_вр ( коэффициент условия работы m_o = 0,8). На нижний пояс действует растягивающая сила N = ..γ_n= 0,95. Расчетная длина l_o = …метров. Предельная гибкость растянутых поясов в вертикальной плоскости λ_max = 150

Алгоритм решения задачи :

1. Определяем расчетное сопротивление растяжению вдоль волокон R_p

(таблица 2 Приложение 1)

2. Находим усилие с учетом коэффициента надежности по ответственности N_р = N γ_n , кн

3. С учетом коэффициента условия работы определяем требуемую площадь сечения нетто F_нт^треб= N_р/R_pm_o , см²

m_o = 0,8 – с ослаблением в расчетном сечении

4. Задаемся толщиной пояса b = …см (4,0; 4,4; 5,0; 6,0; 7,5 см)

5. Определяем требуемую площадь ослабления F_осл^треб= b h_вр , см²

6. Определяем требуемую площадь сечения F^треб = F_нт^треб + F_осл^треб

7. По требуемой площади подбираем сечение пояса, руководствуясь сортаментом (таблица 5 Приложение 2)

8. Определяем фактическое значение площадей : F_бр = b h _,см²

F_нт = b (h – h_вр) , см²

9. Выполняем проверку прочности

σ = N_p/ F_нт ≤ R_p m_o

10. Выполняем проверку гибкости

где r – радиус инерции сечения r = 0,289 b ,см

Вывод: прочность и жесткость сечения с размерами … ^х … обеспечена.

Задача 2

Проверить прочность и гибкость стального центрально-растянутого стержня круглого сечения диаметром d =… мм. Сталь С245 Растягивающая сила N = .. кн Коэффициент надежности по назначению γ_n= 0,95 Коэффициент условия работы γ_с= 0,9 .

Расчетная длина стержня l_ef = … Предельная гибкость λ_пред = 400.

Алгоритм решения задачи :

1. Определяем расчетное сопротивление растяжению R_у , кн/см²

(таблица 1 Приложение 1)

2. Находим усилие с учетом коэффициента надежности по ответственности N_р = N γ_n , кн

3. Находим площадь сечения круглого стержня А , см²

4. Проверяем прочность стержня

5. Определяем радиус инерции затяжки i = 0,25d , см

6. Проверяем гибкость стержня λ = l_ef / i ≤ λ_пред

Вывод: прочность и гибкость стержня обеспечены (или не обеспечены, если условия не удовлетворяются)

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ:

1. Чем отличается площадь поперечного сечения «нетто» от площади поперечного сечения «брутто»?

2. Нужно ли суммировать ослабления растянутых элементов, если они находятся на расстоянии не более 200 мм друг от друга?

3. Какие материалы используются для конструкций растянутых элементов?

4. Какие факторы влияют на прочность растянутого элемента?

Литература: В.И. Сетков «Строительные конструкции»,М.,

ИНФРА-М,2009, с. 164- 169

РАСЧЕТНО ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 7

Тема: Расчет стальной балки.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Рациональными сечениями при изгибе являются те, которые обладают большим сопротивлением изгибу при прочих равных условиях. Например, прямоугольное сечение с одной и той же площадью и размерами будет более рациональным, если его расположить длинной стороной по вертикали

Также рациональными сечениями являются симметричные сечения с развитой вертикальной стенкой: двутавровые прокатные балки, балки «Н»-образного составного сечения.

Рассчитать на прочность – это значит определить напряжения и сравнить его с расчетным сопротивлением или допускаемым напряжением.

σ_и^мах = М_мах / W_x = … ≤ R_y, кН/см²

По этому неравенству проводят проверочные расчеты после окончания конструирования балки. При проектировочном расчете определяются требуемые размеры поперечных сечений балки или № прокатной балки

ЗАДАНИЯ

Задача 1

Подобрать необходимый № двутавровой балки при действии равномерно распределенной нагрузки (q ) на балку настила пролетом (L) и проверить её на прочность. Материал балки: сталь С245 с расчетным сопротивлением R_y = 24 кн/см². Нормативный прогиб равен (1/200)L. Коэффициент надежности по нагрузке для стальных балок γ_f =1,05

3. Алгоритм решения задачи :

1. Определяем расчетную нагрузку

q = qⁿ γ_{f ,} кН /m

2. Находим максимальный изгибающий момент

М_мах = q L² / 8 ,кН ^х м

3. Требуемый момент сопротивления сечения

W_{x тр} = М_мах / R_y γ_с , см³

4. По сортаменту (таблица 1 Приложение 2) подбираем необходимый

№ профиля из условия, что фактический момент сопротивления

сечения W_x ≥ W_{x тр}. Выписываем геометрические характеристики

(W_x) и массу одного погонного метра (G)

5. Находим фактическую нагрузку с учетом собственного веса балки

q_ф = q + G γ_f , кН/м

6. Находим фактический изгибающий момент

М_факт = q_ф L² / 8 , кН ^х м

7. Проверяем прочность сечения σ_и^мах = М_факт / W_x = … ≤ R_y γ_с, кН/см²

8. Определяем прогиб балки

Е = 2,1 * 10⁴ кн/см² – модуль упругости стали

qⁿ= q_ф / γ_f γ_f= 1,05 – коэффициент надежности по нагрузке

I_x - момент инерции сечения ( по сортаменту) , см⁴

9. Проверяем жесткость балки

f ≤ f_n f_n = L/200 см

10.Сделать выводы. ( Балка №… обеспечивает необходимую прочность и жесткость.)

Задача 2

Сконструировать сварную балку «Н»-образного сечения пролетом (L) при действии равномерно распределенной нагрузки (q ) и проверить её на прочность. Материал балки: сталь С235 с расчетным сопротивлением

R_y = 23 кн/см². Нормативный прогиб равен 1/400. Коэффициент надежности по нагрузке для стальных балок γ_f =1,05

1. Определяем расчетную нагрузку

q = qⁿ γ_{f ,} кН _/м

2. Изгибающий момент, действующий посередине пролёта главной балки:

М_мах = q L² / 8 ,кн м

3. Требуемый момент сопротивления сечения главной балки:

, см³

т.к. см³ , то балку проектируем составной.

4. Минимальная высота балки:

, см

1/n_o - нормативный прогиб = 1/400

5. Ориентировочная толщина стенки балки:

,мм

6. Оптимальная высота стенки:

, см

к – коэффициент, зависящий от конструктивного оформления
стенки для сварных балок к = 1,15

7. Назначаем высоту стенки балки, руководствуясь данными
сортамента (Таблица 4 Приложение 2)

, см

8. Минимальная требуемая толщина стенки
- из условия прочности при работе на срез:

,см , кн/см

- нормативное сопротивление по пределу текучести (таблица 1 Прил.1)

- коэффициент надежности по материалу

для стали СтЗ: g_m = 1,025

- из условия обеспечения местной устойчивости:
для углеродистых сталей ,см

для низколегированных сталей ,см

9. Окончательно назначаем толщину стенки: = ... , мм в пределах 8¸16 мм

10. Назначаем толщину пояса балки в пределах 12 - 40 мм из
условия , соблюдая сортамент (таблица 4 Приложение 2)

11. Высота балки : ,см

12. Требуемая площадь сечения пояса

, см²

13. Требуемая ширина пояса: , см

14. Окончательно назначаем ширину пояса ,см из условия

, см и сортамента на широкополосную сталь

15. Местная устойчивость пояса обеспечена, если

16. Проверка сварной балки на прочность и жесткость

16.1. Геометрические характеристики сечения:

- площадь , см²

- статический момент полусечения относительно нейтральной оси Х:

, см³

- момент инерции сечения:

, см⁴

- момент сопротивления сечения:

, см³

16.2. Собственный вес 1 п.м. балки:

,

где - удельный вес стали

16.3. Изгибающий момент от собственного веса балки:

,

16.4. Суммарный изгибающий момент:

,

16.5. Суммарная поперечная сила равна опорной реакции

,

R_A=q L/2

16.6. Проверка прочности по нормальным напряжениям:

% ,

по касательным напряжениям:

,

16.7.Нормативная нагрузка с учетом собственного веса балки:

qⁿ_∑ = qⁿ + qⁿ_bp ,

16.8. Проверка жесткости:

Вывод:Прочность и жесткость главной балки подобранного сечения обеспечена.

 

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ:

 

1. Назовите типы сечений стальных балок?

2. Какие существуют виды расчетов стальных балок?

3. Как обеспечивается устойчивость балки?

 

 

Литература: В.И. Сетков «Строительные конструкции»,М.,

ИНФРА-М,2009, с. 181- 191

 

Предыдущая1234567Следующая

---

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:

©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.