126053 (Проектирование металлической балочной площадки)
Описание файла
Документ из архива "Проектирование металлической балочной площадки", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "промышленность, производство" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "промышленность, производство" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "126053"
Текст из документа "126053"
Федеральное агентство по образованию
Томский государственный архитектурно-строительный университет
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
ТЕМА
«БАЛОЧНАЯ ПЛОЩАДКА»
Составила:
Студентка гр.162-021
Гусакова Н.В.
Проверил:
Айдаров Д.П.
Томск 2011
Таблица 1Геометрические характеристики подобранных сечений
| Наименование характеристик | Характеристика сечения | ||
| Основного | Уменьшенного | ||
| Высота сечения, см | | ||
| Расстояние между центрами поясов, см | | ||
| Площадь стенки, см2 | | ||
| Площадь сечения, см2 |
|
| |
| Условная гибкость стенки | | ||
| Момент инерции стенки,см4 | | ||
| Момент инерции поясов,см4 |
|
| |
| Момент инерции сечения,см4 |
|
| |
| Момент сопротивления сечения, см3 |
|
| |
| Статический момент сечения пояса, см3 | | ||
| Статический момент половины Сечения, см3 | | ||
Вариант 1
1. Балочная клетка нормального типа. Схема балочной клетки
Компоновка варианта.
Принимая ориентировочно пролёт настила равным 1м, по табл. п3. находим 
, затем по табл. п4. устанавливаем рекомендуемую толщину настила 
.
Тогда пролёт настила
, где
пролёт настила
коэффициент надёжности по назначению, численное значение которого = 0,95.
норма прогиба
.
коэф. Пуассона
Требуемое количество шагов балок настила в пределах пролёта главной балки
пролёт главной балки
Округляя количество шагов большую сторону до целого чётного числа, (на основе ограничений по компоновке варианта), окончательно К=9.
Фактический шаг балок настила
.
Компоновка варианта
Рис.1 Компоновка балочной клетки нормального типа.
2. Расчёт балки настила
Расчетная схема настила
Расчетную схему балки настила принимаем в виде однопролетной шарнирно-опертой балки пролётом 
400 см, загруженной равномерно распределённой погонной нагрузкой, собираемой с грузовой площади шириной
Рис.2 Расчётная схема настила
1- настил
2- балка настила
3- сварные швы
Сбор нагрузок
В соответствии с рис. 2 погонная нормативная нагрузка на балку настила
Где
1.02, коэффициент, учитывающий собственный вес балки
, коэффициент сочетания нагрузок
коэффициент надёжности постоянных нагрузок, для стальных конструкций =1,05.
коэффициент надёжности постоянной нагрузки 
1,1 приведено в задании на проектирование.
шаг балок настила
плотность стали 
Погонная расчетная нагрузка:
Статический расчёт балки настила в соответствии с принятой расчётной схемой
Подбор сечения балки настила
Требуемые геометрические характеристики сечения балки:
-момент сопротивления
Где
коэффициент, учитывающий ограниченных пластических деформаций в сечении балки =1,1 по ГОСТ 8239-89
расчётное сопротивление стали по пределу текучести (табл. П2) ГОСТ 27772-88 
, коэффициент условий работы 
-момент инерции
.
Где
167 (табл. П.3), при пролёте балки l=4м.
По ГОСТ 8239-89 принимаем I №30 с Jx =7080 см4, Wx=472см3, bf=13,5см, Pbn=36,5кг/м, twbn =0,65см
Одновременно должно выполняться неравенство Wx > Wreq; Jx ≥ Jreq.
Уточняем толщину настила
Окончательно tn=9мм.
Расход стали по варианту:
Вариант 2
Балочная клетка усложнённого типа
1. Компоновка варианта
В соответствии с ограничениями по компоновке варианта шаг второстепенных балок принимаем b=2м.
Количество шагов второстепенных балок в пределах пролёта главной балки:
Т. к. получилось дробное число, количество шагов округлим в меньшую сторону К=4 => b=2,25 м.
Учитывая, что по первому варианту аbn = 100см, определяем требуемое число шагов балок настила в пределах пролёта второстепенных балок:
Количество шагов отвечает ограничениям по компоновке варианта.
Таким образом, шаг балок настила abn =100см, а их пролёт b=200см шаг второстепенных балок b=225 см, и их пролёт ls = 400см.
Компоновка варианта
Рис.3 Компоновка балочной клетки усложнённого типа
2. Расчёт балки настила
Расчётная схема балки настила (рис.2).
Сбор нагрузок
Погонная расчетная нагрузка:
Статический расчёт балки настила:
Подбор сечения
Требуемые геометрические характеристики
-момент сопротивления
.
-момент инерции
.
Принимаем по ГОСТ 8239-89 I №18 с Jx=1290см4, Wx=143см3, bfbn=9,0см, Pbn=18,4кг/м.
Толщина настила
Окончательно tn=10мм.
3.Расчёт второстепенной балки
Расчётную схему принимаем в виде однопролётной шарнирноопертой балки пролётом ls=400см, сосредоточенными силами.
- опорная реакция балки настила
Погонная нормативная нагрузка
Погонная расчётная нагрузка
Статический расчёт:
Подбор сечения балки
Требуемый момент сопротивления сечения балки
-момент инерции
По ГОСТ 8239-89 принимаем I №40 с Jx=19062см4, Wx=953см3, bfbn=15.5см, Pbn=57кг/м.
Проверка прочности, жёсткости и общей устойчивости
Общая устойчивость балки обеспечивается при выполнении условия:
Значение
по табл. П5 определяем 
Фактическое значение
Неравенство не выполняется, т.к.
= 6,45 > 
= 5,87
В соответствии с рекомендациями п.13 перейдём на расчёт балки как упруго работающей. При с1 = 1.
Требуемый момент сопротивления
Требуемый момент инерции
.
Достаточно прежний номер профиля балки По ГОСТ 8239-89 принимаем I №40 с Jx=19062см4, Wx=953см3, bfbn=15.5см, Pbn=57кг/м.
Тогда
по табл. П.5 определяем 
Уточняем предельное значение
при 
коэффициент учитывающий развитие пластической деформации в сечении балки; 
при расчёте балки по упругой стадии работы.
Неравенство = 6,89 > = 19,4 выполняется, следовательно устойчивость второстепенной балки обеспечена.
Расход стали по варианту.
Сравнение вариантов.
| Вариант | Расход стали | Кол.балок | |
| кг/м2 | % | ||
| 1 | 107,15 | 100 | 14 |
| 2 | 119,7 | 111 | 24 |
Вывод: За оптимальный принимаем первый вариант, имеющий меньший расход стали и более простое конструктивное решение.
4. Расчет и конструирование составной сварной балки
На стальной листовой настил толщиной tn=9 мм, передаётся равномерно распределённая временная нагрузка qn=45кН/м2 с 
.
Настил опирается на прокатные балки из двутавра I №30 ГОСТ 8239-89
Линейная плотность Pbn
кг/м
Ширина полки балки bfbn=135мм
Опорная реакция Qbn= 97,2 кН
Шаг балок abn=1000мм
Отметка пола площадки Hf = 6000м
Отметка верха габарита помещения Hg=4,000м.
Выбор материала балки.
Согласно задания дан материал сталь С235.
Предположим. Что толщина листового настила и толщина полок вспомогательных (прокатных) балок не будет превышать 20 мм по табл.п2. для толщины проката от 7 до 20мм выписываем нормативные и расчётные сопротивления стали С-235, необходимые для производства расчётов:
Ryn=23,5 кн/cм2 , Run=36 кн/cм2 , Ry=23 кн/cм2 , Ru=35 кн/cм2 , Ryn=13,5 кн/cм2
Выбор расчётной схемы балки
Расчётную схему главной балки принимаем в виде однопролётной шарнирно опёртой балки. Нагрузка на главную балку от балок настила передаётся в виде сосредоточенных сил. Так как количество сосредоточенных сил более 5. действие сил заменяем действием равномерно распределённой нагрузки.
Рис.4 Расчётная схема главной балки
Принимаем для балки настила:
Двутавр I №30 ГОСТ 8239-89 с Jx =7080 см4, Wx=472см3, bf=13,5см, Pbn=36,5кг/м, twbn =0,65см
Сбор нагрузки на балку.
Нормативная погонная:
где
коэффициент, учитывающий собственный вес главной балки, принимаемый при пролёте lm ≤ 12м =1,02
коэффициент сочетания нагрузок, равный 1 при одной временной нагрузке
кг/см3 плотность стали.
Погонная расчётная нагрузка:
- коэффициент надёжности по нагрузке от собственного веса стальных конструкций перекрытия.
Статический расчёт балки
По принятой расчётной схеме изгибающий момент в середине пролёта (рис.3).
Подбор основного сечения балки
Главные балки площадки запроектированы сварными составного сечения, состоящие из стенки и двух поясов (полок). Материал конструкции сталь С235 по ГОСТ 27772-88.
Рассчитываем балку в предположении её упругой работы, принимаем гибкость стенки
Требуемый момент сопротивления.
