144706 (620697)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Выбор схемы балочной клетки

Конструкция, состоящая из системы пересекающихся балок, называется балочной клеткой. На балочную клетку укладывают настил в виде металлического листа, железобетонных плит и др. балочная клетка состоит из главных балок, перекрывающих большой пролет, и вспомогательных балок. Главные балки опираются на опоры, а вспомогательные – на главные.

Выбираем тип балочной клетки с поэтажным расположением вспомогательных балок.

Расчет несущего настила, балок настила и подбор сечения балок настила

Плоский настил из металлического листа располагают на полках балок и обычно приваривают его к ним. Толщина настила назначается чаще всего в зависимости от допустимого прогиба:

,

где - относительный прогиб настила;

- нормативная полезная равномерно распределенная нагрузка;

- цилиндрическая жесткость пластинки, определяют по формуле:

,

где – коэффициент Пуассона;

- модуль упругости при цилиндрическом изгибе пластинки, когда невозможна поперечная деформация.

Расчет по жесткости проводим от действия нормативных нагрузок, расчет по прочности на действие расчетных нагрузок.

Задаемся шагом балок настила: 1м и 1,25м.

Принимаем t_d = 8 мм.

Определяем расход стали от настила 1 м², толщиной 8 мм – весит 66,6 кг.

Расчет балок настила

Пролет балки настила l = 5 м; нормативная нагрузка ; материал балки - сталь С235 (ГОСТ 27772-88) с расчетным сопротивлением по пределу текучести (для толщины листа t = 4…20 мм).

Нормативную погонную нагрузку на балку настила определяем по формуле:

,

где - вес настила;

- шаг балок настила.

Расчетная нагрузка на балку:

,

где γ_fр = 1,2; γ_gf = 1,05– коэффициенты надежности по нагрузке.

Расчетный изгибающий момент определяется по формуле:

Из условия прочности для пластической стадии деформаций

выражаем требуемый момент сопротивления балки W_тр:

,

где γ_с = 1 – коэффициент условий работы¹;

С₁ = 1,12.

Принимаем двутавр №22: W_x=232см³ ; J_x=2550 см⁴ ; Вес = 24 кг/м

Проверяем прогиб настила по формуле:

,

где J_x = 2550 см⁴ – момент инерции сечения.

Предельный прогиб установленный для балок настила:

-

удовлетворяет требованиям СНиП, следовательно жесткость настила обеспечена.

Определяем расход стали для первого варианта:

Определяем толщину настила при шаге балок настила l = 125 см.

Принимаем t_d = 10 мм.

Определяем расход стали от настила 1 м², толщиной 10 мм – весит 83 кг.

Нормативная погонная нагрузка на балку настила:

,

где - вес настила;

Расчетная нагрузка на балку:

Расчетный изгибающий момент:

Требуемый момент сопротивления балки W_тр:

Принимаем двутавр №24: W_x= 289см³ ; J_x=3460 см⁴ ; Вес = 27,3 кг/м

Проверяем прогиб настила:

-

удовлетворяет требованиям СНиП2.01.07-85*, следовательно жесткость настила обеспечена.

Определяем расход стали для второго варианта:

Исходя из экономических условий, целесообразно принять первый вариант.

Проектирование составной сварной балки (главной балки)

Исходные данные:

;

;

l = 15 м

a = 1,0 м

С245

Определяем нормативную нагрузку:

Определяем расчетную погонную нагрузку:

Расчетный изгибающий момент в середине пролета определяем по формуле:

Поперечную силу на опоре находим по формуле:

Требуемый момент сопротивления балки W_тр выражаем из условия прочности:

Расчет производим в упругой стали, так как учет развития ограниченных пластических деформаций для оптимально подобранного сечения малоэффективен.

Определяем высоту балки

По имперической формуле определяем предварительную толщину стенки балки:

где h – предварительная высота балки;

Принимаем предварительную высоту балки:

Принимаем толщину стенки .

Установим высоту главной балки из условия экономичности, характеризующимся наименьшим расходом металла. Определяем оптимальную высоту балки по формуле:

,

где k = 1,15 – конструктивный коэффициент.

Определяем высоту балки из условий жесткости:

Предельный прогиб установленный СНиП 2.01.07-85* для главных балок:

Принимаем высоту стенки балки² h_ef = 125 см.

Определяем минимальную толщину стенки из условия работы ее на срез:

,

где k = 1,2 - коэффициент, принимаемый с учетом работы поясов балки;

h_ef = 125 см - высота стенки балки;

- расчетное сопротивление стали срезу;

γ_с = 1 – коэффициент условий работы.

Принимаем толщину стенки балки .

Толщину полки принимаем конструктивно t_f = 20 мм, тогда высота главной балки h = 129 см.

Определяем требуемый момент инерции сечения балки по формуле:

,

где W_тр – требуемый момент сопротивления;

h – высота балки.

Определяем момент инерции стенки по формуле:

Требуемый момент инерции поясов определяем по формуле:

Определяем требуемую площадь пояса:

,

где h₀ = 127 см – расстояние между осями поясов.

Находим ширину полки из отношения:

Принимаем сечения пояса³ из универсальной стали 300х20.

Рекомендуемое отношение свеса пояса к толщине

Определяем фактические геометрические характеристики подобранного сечения балки. Статический момент инерции всей балки определяем по формуле:

,

где - статический момент инерции полки;

А – площадь сечения полки;

расстояние между осями симметрии балки и полки.

Момент сопротивления сечения определяем по формуле:

Определяем нормальное напряжение из условия прочности:

Подобранное сечение балки удовлетворяет проверке прочности и не имеет недонапряженности больше 5%.

Изменение сечения составной сварной балки

Изменение сечения по длине балки целесообразно применять при длине пролета ≥ 12 м. В сварных конструкциях используют два варианта изменения сечения: за счет изменения ширины пояса или высоты стенки. Наибольший эффект дает изменение сечения на расстоянии 1/6 пролета от опоры:

Определяем расчетный момент на расстоянии х = 2,5м:

Определяем перерезывающую силу в сечении на расстоянии х = 2,5м:

Определяем требуемый момент сопротивления измененного сечения из условия прочности:

Требуемый момент инерции измененного сечения определяем по формуле:

Определяем требуемый момент инерции поясов:

Определяем требуемую площадь сечения одного пояса:

Находим ширину полки из отношения:

Согласно условию опирания балки должно выполняться условие . Так как полученная ширина полки не удовлетворяет условия, принимаем лист сечением 200х20.

Определяем фактические геометрические характеристики измененного сечения балки.

Момент инерции уменьшенного сечения:

Момент сопротивления уменьшенного сечения:

Проверка прочности балки

Прочность балки проверяется в месте действия максимального момента, максимальной поперечной силы и в месте изменения сечения на совместное действие M и Q (нормальных и касательных напряжений).

Проверка прочности на опоре (сечение I-I)

Значение касательных напряжений τ в сечениях изгибаемых элементов должны удовлетворять условию:

,

где ;

S – статический момент сечения, определяемый по формуле:

Прочность балки на опоре обеспечена.

Проверка прочности балки в месте уменьшения сечения (сечениеII-II)

Проверяем прочность стыкового шва (соединяющего два листа) на растяжение:

Прочность стыкового шва обеспечена.

Проверяем прочность сечения на совместное действие нормальных и касательных напряжений. В соответствии с энергетической теорией прочности, проверку производим по приведенным напряжениям:

Прочность балки в сечении II-II обеспечена.

Проверка прочности балки в месте действия максимального момента (сечение III-III)

Прочность балки в сечении III-III обеспечена.

Жесткость балки также будет обеспечена, так как .

Проверка местной устойчивости элементов балки

Проверка местной устойчивости сжатого пояса

В изгибаемых элементах отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине следует принимать не более значений⁴

Местная устойчивость балки обеспечена.

Проверка местной устойчивости стенки

Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения при наличии местного напряжения следует выполнять по формуле

,

где - определяют согласно требованиям п.7.2* СНиП II-23-81*;

Определяем фактические напряжения для проверки устойчивости стенки балки в первом отсеке (сечение I-I)

Принимаем сечение I-I расстоянии х = 1м.

Фактическое значение нормативных напряжений на уровне верха стенки определяем по формуле:

Для проверки местной устойчивости принимаем среднее значение касательных напряжений при условии, что они воспринимаются только стенкой:

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы