Сделай Сам Свою Работу на 5

Подбор сечения балки настила





Введение

В курсовой работе выполнены расчеты колонны, главной балки, балки настила и настила технологической площадки. Расчет конструкций проведен по методу предельных состояний: настил, балки настила и главная балка рассчитаны по первой и второй, а колонна - по первой группе предельных состояний. К технологической площадке приложены нагрузка от собственного веса конструкций и временная нормативная нагрузка. Нагрузка, воспринимаемая настилом, передается на балки настила, которые в свою очередь передают ее на главные балки, опирающиеся на колонны и далее на фундамент. Стержни центрально сжатых колонн состоят из двух ветвей, связанных между собой по высоте планками, приваренными к ветвям колонны. Для повышения сопротивления закручиванию и сохранения ее контура устанавливаем диафрагмы, которые располагаем у торцов отправочных элементов. Балки настила проектируем из прокатных профилей – двутавров, а главные балки - составными. Настил приварен к балкам настила, что делает невозможным сближение балок настила при его прогибе под нагрузкой. Кроме того, путем приварки настила к поясам балок создается частичное защемление настила, появляются опорные моменты, снижающие моменты и прогиб в пролете.



Взаимное расположение балок в балочной клетке согласно заданию на курсовую работу принято поэтажным.

Колонны в рабочих площадках проектируем центрально-сжатыми, состоящими из оголовка, стержня и базы. Стержень колонны выполняем из двух двутавров. Передача давления от стержня колонны на фундамент осуществляется через базу. Для соединения базы с фундаментом используем анкерные болты, диаметр которых из условий коррозии принимаем не менее 20 мм. Для обеспечения геометрической неизменяемости технологической площадки между колоннами устраиваем связи.

 

Исходные данные:

Временная нормативная нагрузка кН/м2. Размеры балочной клетки: м; м. Отметка верха настила м. Сопряжение балок настила с главной балкой – этажное. Материал конструкций: настил –18Гпс; балка настила – 09Г2; главная балка – ВСтТпс; колонна – 15ХСНД.

 

 

 

 

Расчёт стального настила

Предельный относительный прогиб настила принимаем равным [6].



Для настила применяем толстолистовую сталь по ГОСТ 19903-74.

Предварительно принимаем толщину стального настила в зависимости от временной нормативной нагрузки по [2]; t =14 мм. Шаг балок настила принимаем равным а = 0,6 м; количество балок настила nb = 15:0,6 = 25.

Проверим принятую толщину листов настила, для чего определим отношение пролета настила к его толщине

При жестком закреплении тонкого настила (40< <300),его рассчитываем на изгиб с распором (рисунок 1).

Рисунок 1 - К расчету плоского стального настила

 

Толщину листа при работе настила на изгиб с распором определяем по формуле [1]

, (1.1)

где - цилиндрическая жесткость пластинки;

;

- коэффициент Пуассона; для стали принимается равным 0,3[4];

- поправка, учитывающая отсутствие в настиле поперечной линейной деформации;

МПа - модуль упругости прокатной стали [4];

- расчетная ширина полосы настила; принимается равной 1 м;

- заданное отношение пролета настила к его предельному прогибу;

- нормативная нагрузка на 1 см полосы настила;

- собственный вес настила. По таблице 2.2 [7] для ромбической стали толщиной 12 мм масса 1 м2 = 129,5 кг.

Н/см.

МПа.

см=8,14 мм.

Принимаем толстолистовую сталь толщиной t = 10 мм, gn=78,5 кг/м2

 

Силу распора определяем по формуле [3]

, (1.3)

где - коэффициент надежности по нагрузке; принимаем [5];

Н/см.

Расчетное значение катета шва, прикрепляющего настил к балкам при ручной сварке определяем по одной из формул:

или , (1.4)

где - расчетная длина шва; принимаем см;

и - коэффициенты, принимаемые при сварке элементов; принимаем и ;



и - расчетные сопротивления сварных соединений угловых швов при срезе соответственно по металлу шва и металлу границы сплавления [4]; принимаем ; ;

здесь Rwun = Run ; Rwun – нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению; Run – временное сопротивление стали разрыву; Run=490 МПа;

тогда МПа; МПа.

- коэффициент надежности по материалу шва; принимаем = 1,25;

и - коэффициенты условий работы шва; принимаем , ;

- коэффициент условий работы [5]; принимаем .

см; см.

Принимаем катет шва kf = 4 мм.

 

 

Расчёт балки настила

Подбор сечения балки настила

Балки настила принимаем из прокатных двутавров по ГОСТ8239-72 (таблица 3.1) [7].

Расчетная погонная нагрузка на балку [1]

, (2.1)

где - коэффициент надежности по нагрузке для равномерно распределенной нагрузки; при полном нормативном значении равномерно распределенной нагрузки 2,0 кПа [5];

- коэффициент надежности по нагрузке; для металлических конструкций [5];

- собственный вес настила; ранее определен Н/м2;

- собственный вес 1 м балки; принимаем Н/м [2].

кН/м2.

 

Расчетная схема представлена на рисунке 2.1.

 

Максимальный изгибающий момент M находим по формуле

. (2.2)

кН·м.

Рисунок 2.1 - К расчету балки настила

 

 

Наибольшая поперечная сила определяется по формуле

. (2.3)

 

кН.

Требуемый момент сопротивления сечения балки «нетто» для случая упругопластической работы при изгибе балки в одной из главных плоскостей можно определить по формуле [4]

, (2.4)

где - коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций по сечению; предварительно принимаем [1];

- расчетное сопротивление материала; принимаем по [1] в зависимости от марки стали (таблицы 2.5 и 2.6) МПа;

- коэффициент условий работы; предварительно принимаем .

см3.

По сортаменту [2] принимаем прокатный двутавр № 40, имеющий см3, масса 1 метра 57,0 кг, см4.

Определяем соотношения площадей пояса и стенки балки по формуле

, (2.5)

где и - ширина и толщина пояса выбранного двутавра; мм;

мм;

- толщина стенки двутавра; мм;

- высота двутавра; мм.

.

По таблице 3.3 [7] принимаем значение .

 

 

Проверка жесткости балки

Проверка второго предельного состояния ведем путем определения прогиба балки от действия нормативных нагрузок при допущении упругой работы материала. Для однопролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, проверка деформативности производится по формуле [2]

, (2.6)

где - значение нормативной нагрузки на балку; определяется по формуле (2.1) с учетом значений, соответствующих выбранной балке настила;

Н/м.

 

< ,

т.е. условие жесткости балки удовлетворяется.

 

2.3 Проверка несущей способности балки

Подобранное сечение проверяем на прочность по первой группе предельных состояний от действия касательных напряжений по формуле [4]

, (2.7)

где - наибольшая поперечная сила на опоре;

и - статический момент и момент инерции сечения;

- толщина стенки балки;

- расчетное сопротивление стали сдвигу; определяем по формуле [4]

, (2.8)

где - предел текучести стали, принимаемый равным значению предела текучести по государственным стандартам и техническим условиям на сталь; принимаем по таблице 2.6 [7] МПа;

- коэффициент надежности по материалу проката [5]; принимаем по таблице 3.4 [7] .

МПа.

МПа.

55,57 МПа < 195,22 МПа, условие выполняется.

Проверка на прочность от действия нормальных напряжений:

где:

где - предел текучести стали, принимаемый равным значению предела текучести по государственным стандартам и техническим условиям на сталь; принимаем по таблице 2.6 [7] МПа;

,

условие выполняется.

Расчёт главной балки

Проектирование балок составного сечения выполняем в два этапа: на первом этапе компонуем и подбираем сечения, а на втором – проверяем балку на прочность, устойчивость и жесткость.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



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