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

Текст из файла

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

Кафедра «Строительные конструкции, здания и сооружения»

РАСЧЁТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ РАБОТА

по дисциплине

Металлические конструкции и сварка

Металлические конструкции рабочей площадки

Выполнил: ст.гр. СГС-311

Козырев Ю.А.

МОСКВА – 2010

2. Исходные данные

Тип балочной клетки	нормальный
Шаг колонн в продольном направлении (пролёт главных балок)	L = 12 м
Шаг колонн в поперечном направлении (шаг главных балок)	l = 4 м
Отметка верха настила рабочей площадки	H = 8,5 м
Временная (технологическая) нормативная нагрузка на перекрытие	vn = 26 кН/м2
Марка стали (кроме балки настила)	С345
Класс бетона фундамента	В15
Сопряжение главной балки с колонной	шарнирное
Сопряжение колонны с фундаментом	шарнирное

ПОПЕРЕЧНЫЙ РАЗРЕЗ

Рис. 1. Поперечный разрез и план рабочей площадки:

1 – настил;

2 – балки настила;

3 – главные балки;

4 – колонны;

5 – железобетонные фундаменты

1 2 3

4

4

5

1 2 3

8.50

0.00

L = 12 000

L = 12 000

11 a = 11 000

a/2

a/2 = 500

l = 4 000

H = 8 500

ПЛАН

1. Сбор нагрузок на элементы рабочей площадки

• Нормативное значение рабочей (технологической) нагрузки на перекрытие:

v_n = 26 кН/м² (по заданию).

• Нормативная линейная нагрузка на балку настила:

q_n = v_n a = 26 1 1,05 = 27,3 кН/м = 0,273 кН/см,

где a – шаг балок настила; принимаем a = 1 м (рис. 2);

– коэффициент, учитывающий собственный вес настила и балок настила; = 1,05.

• Расчётная линейная нагрузка на балку настила:

q = q_{n f n} = 27,3 1,2 0,95 = 31,122 кН/м,

где _f – коэффициент надёжности по нагрузке; для временной нагрузки _f = 1,2;

• _n – коэффициент надёжности по назначению сооружения; для сооружений обычного уровня ответственности _n = 0,95.

• Расчётная линейная нагрузка на главную балку:

g = v_n l _{f n} = 26 4 1,05 1,2 0,95 = 124,488 кН/м,

где l – шаг главных балок; l = 6 м (по заданию);

– коэффициент, учитывающий собственный вес конструкций; = 1,05.

• Расчётное значение опорной реакции главной балки:

V = g L / 2 =124,488 12 / 2 = 746,928 кН,

где L – пролёт главных балок; L = 12 м (по заданию).

• Расчётная сосредоточенная нагрузка на колонну: N = 2V = 2 746,928 = 1493,856 кН.

• L

  a

  a

  1

  2

  3

  L

  L

  l

  l

  l

  l

  l

  Рис. 2. Передача нагрузок на элементы рабочей площадки:

  1 – грузовая площадь балки настила;

  2 – грузовая площадь главной балки;

  3 – грузовая площадь колонны

• Подбор и проверка сечения балки настила

• Балка настила выполняется из прокатного двутавра, марка стали определяется непосредственно в процессе расчёта. =

• В расчётной схеме балка настила рассматривается как статически определимая шарнирно опёртая пролётом l = 6 м (рис. 3).

Рис. 3. Расчётная схема балки настила

M_max

Q_max

q

• Максимальные значения внутренних усилий в балке настила от расчётной нагрузки:

• Сечение балки подберём из условия жёсткости (прогибов). Предельно допустимый прогиб балки для пролёта l = 6 м (по прил. 4):

.

• Требуемый момент инерции сечения при действии нормативной нагрузки:

.

где E – модуль упругости стали; Е = 2,06 10⁴ кН/см² (независимо от марки стали).

• Принимаем по сортаменту (прил. 7) наименьший двутавровый профиль, у которого момент инерции J_x будет выше требуемого. Назначаем сечение и выписываем его основные геометрические характеристики (рис. 4).

• Марку стали назначаем из условия прочности балки по нормальным напряжениям:

,

где с – коэффициент, учитывающий возможность ограниченного развития пластических деформаций; для прокатных балок с = 1,12; R_y – расчётное сопротивление стали по пределу текучести;

_с – коэффициент условий работы; во всех случаях, кроме специально оговоренных, _с = 1,0.

• Принимаем по таблице (прил. 1) наименьшую марку стали, для которой расчётное сопротивление R_y будет выше требуемого (расчётное сопротивление зависит от толщины полки t; в данном случае t = 8,7 мм).

• Назначаем для балки настила сталь марки С245, у которой

• расчётное сопротивление изгибу R_y = 240 МПа = 24,0 кН/см² (при толщ. 2…20 мм);

• расчётное сопротивление срезу R_s = 0,58R_y = 0,58 24 = 13,92 кН/см².

• Проверка прочности по касательным напряжениям:

; .

• Проверка общей устойчивости балки настила не требуется, так как сжатая полка закреплена от горизонтальных перемещений приваренными к ней листами настила.

• Проверка местной устойчивости поясов и стенки прокатной балки не требуется, так как она обеспечена их толщинами, принятыми из условий проката.

1. Подбор и проверка сечения главной балки

• В расчётной схеме главная балка рассматривается как разрезная свободно опёртая, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой (рис. 5, а-б). Сечение главной балки – двутавровое, сварное из трёх листов (рис. 5, в). Марка стали – по заданию.

в)

полка

стенка

g

Рис. 5. Главная балка:

а – конструктивная схема; б – расчётная схема; в – поперечное сечение

• Максимальные значения внутренних усилий в главной балке от расчётной нагрузки:

• Требуемый момент сопротивления сечения балки:

,

где R_y – расчётное сопротивление стали по пределу текучести; по прил. 1 принимаем R_y = 300 МПа = 30,0 кН/см² (марка стали С345 – по заданию; предполагаемая толщина листового проката 20…40 мм).

• Оптимальная высота балки – высота, при которой вес поясов будет равен весу стенки, а общий расход материала на балку – минимальным:

,

где k – конструктивный коэффициент; для сварной балки переменного по длине сечения k = 1,1;

t_w – толщина стенки балки; предварительно принимаем t_w = 1,2 см.

• Минимальная высота балки – высота, при которой обеспечивается необходимая жесткость балки при полном использовании несущей способности материала:

,

где f_u – предельно допустимый прогиб; балки для пролёта L = 12 м: f_u = L/217 (по прил. 4);

_f – коэффициент надёжности по нагрузке; для временной нагрузки _f = 1,2.

• Окончательно принимаем высоту балки так, чтобы она была примерно равна оптимальной (h h_opt), но не менее минимальной (h > h_min). Отступление от оптимальной высоты на 20…25% слабо влияет на расход материала. Высота стенки балки h_w должна соответствовать ширине листов по сортаменту (прил. 5).

• Назначаем высоту стенки h_w = 900 мм; h_min = 67,81 см < h_w = 90,0 см h_opt = 86,78 см.

• Рекомендуемая толщина стенки (здесь h_w принимается в мм):

• ,

• Принимаем в соответствии с сортаментом (прил. 5) t_w = 10 мм.

• Наименьшая толщина стенки t_w,min из условия её работы на срез:

• где R_s – расчётное сопротивление стали срезу; марка стали С345 (по заданию); толщина листа соответствует толщине стенки t_w: для листового проката толщиной 4…10 мм R_s = 0,58R_y = 0,58 33,5 = 19,43 кН/см².

• Момент инерции стенки:

• Толщина полок (поясов) принимается примерно в два раза больше толщины стенки:

• t_f 2t_w = 210 = 20 мм.

• В соответствии с сортаментом (прил. 5) принимаем t_f = 20 мм.

• Полная высота балки: h = h_w + 2t_f = 900 + 220 = 940 мм.

• Расстояние между центрами тяжести полок: h₀ = h – t_f = 940 – 20 = 920 мм.

• Уточняем расчётное сопротивление стали: для листового проката толщ. 10…20 мм R_y = 315 МПа = 31,5 кН/см² (по прил. 1); тогда требуемый момент сопротивления сечения:

.

• Минимально допустимая ширина полок (поясов) определяется из условия обеспечения прочности балки на изгиб:

• В соответствии с сортаментом (прил. 5) принимаем b_f = 34 см.

• Для возможности размещения болтов ширина полки b_f должна составлять не менее 18 см. Кроме того, ширина полки не должна превышать следующих значений:

b_f 30 t_f = 302,0 = 60 см (для обеспечения равномерности распределения напряжений по ширине полки);

(для обеспечения местной устойчивости).

• Принятая ширина полки b_f = 38 см этим требованиям соответствует.

• Ширина рёбер жёсткости:

; принимаем b_h = 70 мм (кратно 10 мм).

• Толщина рёбер жёсткости:

;

принимаем по сортаменту t_h = 0,8 см.

• В целях экономии материала ширину полки у опор можно уменьшить (рис. 6). Назначаем место изменения сечения на расстоянии x₁ = L/6 от опоры: x₁ = 12/6 = 2м.

• Расчётные внутренние усилия в месте изменения сечения:

• Требуемый момент сопротивления сечения:

• .

• Уменьшенная ширина полки (пояса) b_f определяется из пяти условий:

• из условия обеспечения прочности балки на изгиб:

;

• из условия обеспечения сопротивления балки кручению:

• ,

• в целях уменьшения концентрации напряжений:

• ,

• для обеспечения размещения болтов: ,

• из условия установки поперечных ребер жесткости, которые не должны выступать за пределы полки

• В соответствии с сортаментом принимаем: b_f = 20 см.

• Если уменьшенная ширина получается меньше исходной всего на 2…3 см, то изменение ширины устраивать нецелесообразно.

• Геометрические характеристики сечения балки (в середине пролёта)

• Площадь стенки:

• ,

• Площадь полки:

• ,

• Момент инерции сечения балки:

• Момент сопротивления сечения балки:

• .

• Геометрические характеристики уменьшенного сечения

• Площадь полки: .

• Момент инерции сечения:

• Момент сопротивления сечения:

• .

• Статический момент полусечения:

.

• Статический момент сечения полки:

• .

• Проверка прочности по нормальным напряжениям (расчётные точки расположены на наружных гранях поясов в середине пролета):

• Проверка прочности по касательным напряжениям (расчётная точка находится посередине высоты стенки у опоры):

Проверка прочности по приведённым напряжениям. Расчётная точка располагается: по высоте балки – в краевом участке стенки на уровне поясных швов; по длине пролёта – в месте изменения сечения балки).

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