Реферати українською » Строительство » Проектування і розрахунок балочної клітки


Реферат Проектування і розрахунок балочної клітки

Страница 1 из 3 | Следующая страница

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Федеральне агентство за освітою

МОСКОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНІВЕРСИТЕТ (>МГСУ)

Факультет >ПГС-о

Кафедра Металеві конструкції

>КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисципліни  Металеві конструкції

Тема:  Проектування і розрахунокбалочной клітини


>Виполнил студент 

>Поздняков Н.В.,ПГС-о, IV курс, 2 група

Керівник проекту 

Морозова Д.В.

>МЫТИЩИ 2005 р.


Зміст

 

1. Вихідні дані

2. Вибір схемибалочной клітини

2.1 Розрахунок настилу

2.2Усложненний типбалочной клітини

3. Проектування і розрахунок головних балок

3.1 Зміна перерізу головною балки за довжиною

3.2 Перевірка міці й загальної стійкості головною балки

3.3 Перевірка місцевої стійкості стиснутого пояса і стінки зварної балки

3.4 Розрахунок поясних швів головною балки

3.5 Розрахунок опорного ребра головною балки

3.6 Проектування стику головною балки на високоміцних болтах

3.7 Проектування зварного стику головною балки

4. Проектування і розрахунок колон

4.1 Розрахункова схема і розрахункова довжина колони

4.2 Визначення подовжньої сили у колоні, вибір типу перерізу колони

4.3 Підбір перерізу, перевірка загальної стійкості колон і реконструкція місцевої стійкості стінки і полиць

4.4 Розрахунок і конструюванняоголовка колони

4.5 Розрахунок і конструювання бази колони

Список використовуваної літератури


1. Вихідні дані

Крок колон в подовжньому напрямі А, м 16
Крок колон в поперечному напрямі B, м 6
Габарити майданчики у плані >3Ах3В
Позначка верхи настилу, м 9
Будівельна висота перекриття, м не обмежена

Тимчасова рівномірно розподілена навантаження,кН/м2

22

Матеріал конструкцій:

         настилу

         балок настилу та допоміжних

         головних балок

         колон

         фундаменту

стальС235

стальС245

стальС255

стальС275

бетонВ12,5

Допустимий відносний прогин настилу 1/120

Тип перерізу колони

>Сопряжение колони з фундаментом

суцільна

>шарнирное


2. Вибір схемибалочной клітини

>балочная клітина настил міцність колона

 

2.1 Розрахунок настилу

 

Несучий настил складається з сталевого аркуша, покладеного на балки іприваренного до них.

Вже заздалегідь знаючи оптимальну товщину настилу, наведемо добір настилу і балок настилу саме з цієї товщини.

За графіком залежності l/>t для листового настилу шарнірно закріпленими краями від заданого прогину і нормативного навантаження на настил отримуємо l/>t=150.

>Определим витрата металу при товщині настилу >t = 6 мм >t = 12 мм.

При >t = 6 мм

>l=150х6=900 мм, тоді число балок настилу одноn=16000/900= =17,78 кроків чи 18 балок.

Приймаємо n = 18 , a1= 900 мм.


Схема нормального типубалочной клітини за >t=6 мм а1=900 мм

При >t = 12 мм

>l=150х12=1800 мм,т.к. рекомендований крок балок настилу в межах від 750 до 1200 мм, то приймаємоl=1200 мм, тоді число балок настилу одноn=16000/1200=13,33 кроку чи 14 балок. Приймаємо n = 14, a2 = 1200 мм.

Схема нормального типубалочной клітини за >t=12 мм а2=1200 мм


2.1.1Рассматриваем 1 варіант при >tзв = 6 мм

Товщина настилуtзв = 6 мм

Вага настилуr = 7,85г/см3 = 7850кг/м3

приtзв = 6 мм вагу gn= 0,471кН/м2

 

Розрахункова схема балок настилу

Нормативна навантаження балку настилу

>qn = (>pn +gn)a1 = (22+0,471)0,9 = 20,22кН/м

Розрахункова навантаження балку настилу

>q = (g>p>pn + gggn) a1 = (1,222 + 1,050,471)0,9 =24,21кН/м

g>p = 1,2, gg = 1,05 – коефіцієнти надійності

Розрахунковийизгибающий момент (довжина балки настилу 6 м)

>кН>м = 10892 >кН>див.

>Требуемий момент опору балки настилу:

  див3.

За умов Wx>W>тр по ГОСТ 8239-72 приймаємо сталевоїгорячекатаннийдвутавр № 30 з ухилом внутрішніх граней полиць. Він з сортаменту виписуємо: Wx = 472 див3; Ix = 7080 див4; g = 36,5кг/м, ширина полкиb=135 мм.

Оскільки W = 472 див3 > W>р,тр = 412,58 див3, то перевіряємо лише прогин балки настилу за такою формулою:

,

тут l – довжинаизгибаемой балки, у разі цеВ=600 див.

 див.

За формулою знаходимо, що найбільше припустимий прогин для балки такий довжини становить:

див.

>f = 2,34 < 2,4 = [>f], отже прийнята балка задовольняє умовам міці й прогину. Перевірку дотичних напруг у прокатних балках за відсутності ослаблення опорних перетинів звичайно виробляють, оскільки він легко задовольняється через щодо великий товщини стінок балок.

Загальну стійкість балок настилу перевіряти зайве, бо їх стислі пояса надійно закріплені в горизонтальному напрямі привареним до них настилом.

Обрана балка настилу відбувається за всім перевірок.

>Вичислим загальну масу настилу і балок настилу однією суцільному прольоті:

 кг,

тоді витрата металу на 1 м2 буде:

 >кг/м2.


2.1.2Рассматриваем 2 варіант при >tзв = 12 мм

Товщина настилуtзв = 12 мм

Вага настилуr = 7,85г/см3 = 7850кг/м3

приtзв = 12 мм вагу gn= 0,942кН/м2

Нормативна навантаження балку настилу

>qn = (>pn +gn)a2 = (22+0,942)1,2 = 27,53кН/м

Розрахункова навантаження балку настилу

>q = (g>p>pn + gggn)a2 = (1,222 + 1,050,942)1,2 =32,87кН/м

g>p = 1,2, gg = 1,05 – коефіцієнти надійності

Розрахунковийизгибающий момент (довжина балки настилу 6 м)

>кН>м = 14790 >кН>див.

>Требуемий момент опору балки настилу:

  див3.

За умов Wx>W>тр по ГОСТ 8239-72 приймаємо сталевоїгорячекатаннийдвутавр № 33 з ухилом внутрішніх граней полиць. Він з сортаменту виписуємо: Wx = 597 див3; Ix = 9840 див4; g = 42,2кг/м, ширина полкиb=140 мм.

Оскільки W = 597 див3 > W>р,тр = 560,23 див3, то перевіряємо лише прогин балки настилу за такою формулою:

,

тут l – довжинаизгибаемой балки, у разі цеВ=600 див.

 див.

За формулою знаходимо, що найбільше припустимий прогин для балки такий довжини становить:

див.

>f = 2,29 < 2,4 = [>f], отже прийнята балка задовольняє умовам міці й прогину. Перевірку дотичних напруг у прокатних балках за відсутності ослаблення опорних перетинів звичайно виробляють, оскільки він легко задовольняється через щодо великий товщини стінок балок.

Загальну стійкість балок настилу перевіряти зайве, бо їх стислі пояса надійно закріплені в горизонтальному напрямі привареним до них настилом.

>Вичислим загальну масу настилу і балок настилу однією суцільному прольоті:

 кг,

тоді витрата металу на 1 м2 буде:

 >кг/м2.

2.2Усложненний типбалочной клітини

Уусложненном типібалочной клітини балки настилу, на відміну від нормального типу, спираються не так на головні балки, але в допоміжні.

>Виберем крок допоміжних балок - l. Вона має бути не більше від 3 до запланованих 4 м. Приймемо l = 4 м, тобто. при розбивціА=16 м на виборах 4 частини.

Схема ускладненого типубалочной клітини.

Підбір настилу

>Настил вибиратимемо із міркувань економії металу і прийнятої за мінімальний крок балок настилу 900 мм.

Кількість балок настилу одно n = 6000/900 = 6,67 кроків чи 7 балок.

Товщина настилуtзв = 6 мм вагу gn= 0,471кН/м2

Нормативна навантаження балку настилу

>qn = (>pn +gn)a = (22+0,471)0,9 = 20,22кН/м

Розрахункова навантаження балку настилу

>q = (g>p>pn + gggn)a = (1,222 + 1,050,471)0,9 =24,21кН/м

g>p = 1,2, gg = 1,05 – коефіцієнти надійності

Розрахункова схема балок настилу

Розрахунковийизгибающий момент (довжина балки настилу 4 м)

>кН>м = 4842 >кН>див.

>Требуемий момент опору балки настилу:

  див3.

За умов Wx>W>тр по ГОСТ 8239-72 приймаємо сталевоїгорячекатаннийдвутавр № 22 з ухилом внутрішніх граней полиць. Він з сортаменту виписуємо: Wx = 232 див3; Ix = 2550 див4; g = 24кг/м, ширина полкиb=110 мм.

Перевіримо підібрану балку настилу на наявність пластичних деформацій:

>кН/см2 < 24кН/см2.

Перевіряємо прогин балки настилу за такою формулою:

,

тут l – довжинаизгибаемой балки, у разі цеl=400 див.

 див.

За формулою знаходимо, що найбільше припустимий прогин для балки такий довжини становить:

див.

>f = 1,28 < 1,6 = [>f], отже прийнята балка задовольняє умовам міці й прогину. Перевірку дотичних напруг у прокатних балках за відсутності ослаблення опорних перетинів звичайно виробляють, оскільки він легко задовольняється через щодо великий товщини стінок балок.

Загальну стійкість балок настилу перевіряти зайве, бо їх стислі пояса надійно закріплені в горизонтальному напрямі привареним до них настилом.

Визначення силирастягивающая настил і катет зварного шва

З першого граничного стану знайдемо розпір М:

>кН/см.

 - наведений модуль жорсткості.

Отже нашого випадку одержимо

>кН/см2,

>Определим катет шва зварного сполуки настилу і балки настилу:

,                      (2)

де b>f - коефіцієнт, приймаємо при напівавтоматичного зварюванні елементів зі сталі по >СНиП II-23-81* таблиця 34 рівним 0,9;

lw – розрахункова довжина шва, приймаємо рівної = 1 див;

R>wf – розрахункове опір кутових швів зрізу по металу шва, по >СНиП II-23-81* таблиця 3 окреслюється:

,

де R>wun – нормативне опору металу шва по тимчасовому опору, визначаємо по >СНиП II-23-81* таблиця 56 для електрода типуЭ42 і марки дротуСв-08 одно 41 >кН/см2;

g>wm – коефіцієнт надійності за матеріалом по металу шва, по >СНиП II-23-81 таблиця 3 дорівнює 1,25.

>кН/см2.

Отже з огляду на це розрахункова товщина шва зварного сполуки настилу і балок настилу за такою формулою (1) буде

див.

Приймаємо >kw = 4 мм, оскільки це мінімум припустимий катет.

Підбір допоміжних балок

Матеріал допоміжних балок – стальС245, має розрахункове опір розтяганню, стиску і вигину межею плинності Ry = 24кН/см2.

Скористаємося правилом: якщо кількість кроків балок настилу 5, то навантаження сприйнята допоміжними балками вважається як дію зосереджених сил; якщо > 5, то навантаження допоміжну балку приймається рівномірно розподіленої. Отже,m = 7 > 5, отже, для допоміжної приймаємо ті ж самі розрахункову схему, як балки настилу.

Вага балок настилу:

>кг/м2.

Тоді нормативна навантаження допоміжну балку не враховуючи власної ваги допоміжних балок дорівнюватиме

>кН/м = 0,9095кН/см.

Розрахункова навантаження допоміжну балку з урахуванням власної ваги допоміжних балок дорівнюватиме

>кН/м=1,089кН/см

З урахуванням прийнятої розрахункової схеми і ще, що у балку настилу діє рівномірно розподілена навантаження, розрахунковий максимальнийизгибающий момент знайдемо за такою формулою:

>кНм = 48913кНсм.

>Требуемий момент опору допоміжної балки:

див3.

За умов Wx > W>тр по ГОСТ 26020-83 приймаємо сталевоїгорячекатаннийдвутавр №55Б1 з паралельними гранями полиць. Він з сортаменту виписуємо: Wx = 2051 див3; Ix = 55680 див4; g = 89кг/м; b = 220 мм;t = 13,5 мм.

Перевіримо підібрану балку настилу на наявність пластичних деформацій за такою формулою:

,

>кН/см2 < 24кН/см2.

Перевіримо прогин балки настилу за такою формулою:

,

тут l – довжинаизгибаемой балки, у разі це У =600см.

див.

За формулою знаходимо, що найбільше припустимий прогин для балки такий довжини становить:

див.

>f = 1,34 < 2,4 = [>f], отже прийнята балка задовольняє умовам прогину.

Перевіримо загальну стійкість допоміжних балок у середині прольоту, всечении найбільшими нормальними напругами. Їх стиснений пояс закріплено від переміщень балками настилу, які з привареним до них настилом утворюють жорсткий диск, і поза розрахунковий проліт слід сприймати відстань між балками настилу l>ef = 900 мм. Умова стійкості записується як:

,

де l>ef – розрахункова довжина балки між зв'язками, які перешкоджають поперечнимсмещениям стиснутого пояса балки;

b>f – ширина стиснутого пояса (ширина полки);

>t>f – товщина стиснутого пояса (товщина полки);

h>ef – відстань (висота) між осями поясних аркушів.

.

Умови застосування рівняння стійкості пласкою форми вигину:

застосування формули можливо.

Приt=0 і з>1хx отримуємо ,

.

Отже, прийняте перетин відповідає вимогам стійкості.

>Вичислим загальну масу настилу, балок настилу та допоміжних балок однією суцільному прольоті:

тоді витрата металу на 1 м2 буде:

 >кг/м2.

Типбалочной системи Маса, кг
>Настил Балки настилу Другорядні балки На один проліт

На 1 м2

1 4521,6 3942 - 8463,6 88,16
2 9043,2 3544,8 - 12588 131,13
3 4521,6 2688 2136 9345,6 97,35

По витраті металу вигідніше нормальний (1) типбалочной клітини заt=6 мм.

Отже приймаємобалочную клітину нормального типу з настилом завтовшки 6 мм балками настилу з сталевого гарячекатаногодвутавра № 30 з ухилом внутрішніх граней полиць.


3. Проектування і розрахунок головних балок

 

Головні балки, які мають балки настилу, є балками складеного перерізу. Складові балки використовують у тому випадку, коли прокатні балки не задовольняють хоча б одного з умов – міцності, жорсткості, загальної стійкості. Перевіримо необхідність використання складеного перерізу.

Розрахункова схема для головною балки виглядатиме, як показано малюнку (див. нижче). Але тут побудованоепюриизгибающих моментів М і поперечних силQ.

Вага балок настилу

>кг/м2 = 0,411кН/м2.

Нормативна навантаження головну балку не враховуючи власної ваги головною балки

>кН/м = 1,4кН/см.

Розрахункова навантаження головну балку з урахуванням власної ваги головною балки

>кН/м=

= 1,6724кН/см

З урахуванням прийнятої розрахункової схеми і ще, що у головну балку діє рівномірно розподілена навантаження, розрахунковий максимальнийизгибающий той час у середині прольоту знайдемо за такою формулою:

>кНм = 535168кНсм.

Максимальне значення поперечна сила приймає на опорах і дорівнює:

>кН.

Головну балку розраховуємо з урахуванням розвитку пластичних деформацій.Требуемий момент опору головною балки, спочатку приймаючис=1,1:

див3.

Умова Wx > W>тр не виконується ні на однієї прокатної балки навіть а то й враховувати власний вагу під час підрахунку навантаження на балку. Отже будемо підбирати складене перетин головною балки.

>Сечение головною балки будемо підбиратидвутаврового типу, що складається з із трьох аркушів: вертикального – стінки і двох горизонтальних – полиць, які зварюють в заводських умовах автоматичної зварюванням.

Запишемо необхідних розрахунку величини:

- матеріал головною балки – стальС255;

- розрахункове опір стали розтяганню, стиску і вигину Ry = 23кН/см2 приt 20 мм приймаємо по ГОСТ 27772-88;

- розрахункове опір стали зрушенню RP.S приймаємо поСНиПII-23-81* (1990)табица 1:

>кН/см2.

- будівельна висота перекриття hстор – не обмежена

- прогинf  < (1/400)l

Маса балки складається з маси її поясів, стінки та деякі конструктивних елементів (стикових накладок, ребер жорсткості), врахованих будівельним коефіцієнтом, причому зі збільшенням висоти балки маса поясів зменшується, а маса стінки зростає. Оскільки, з малюнка, функції маси пасків і стінки зі зміною висоти балки змінюються неоднаково – одна убуває, іншу зростає, що існує найменше значення суми обох функцій, тобто. мусить бути висота, коли він сумарна маса пасків і стінки буде найменшої.

>Определим оптимальну висоту  балки, попередньо поставивши її висоту:

h » (1/10)l » 1,6 м

 і розрахувавши товщину стінки

>tw = 7+31600/1000 = 11,8 мм = 12 мм

По довідковим даним визначимо, щоk = 1,15.

див = 150 див.

З умови жорсткості головною балки знайдемо величину мінімальної висоти головною балки h>min:

див.

З

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація