Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Конструктивная схема балочная клетки↑ Стр 1 из 4Следующая ⇒ Содержание книги
Поиск на нашем сайте
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Металлические конструкции, включая сварку» Конструирование и расчет балочной площадки промышленного здания
Выполнил: ст-т гр. ПГС-41 Новаков В.А. Принял: проф. Шагивалеев К.Ф.
Саратов 2013г Оглавление Введение. 3 Исходные данные. 3 1. Конструктивная схема балочной клетки. 4 2. Основные положения по расчету конструкций. 4 3. Проектирование вариантов……………………………………………………………………………………………………………5 3.1. 1-й вариант балочной клетки. 6 3.1.1. Расчет настила. 6 3.1.2. Расчет балок настила. 8 3.1.3. Расчет вспомогательных балок. 11 3.2. 2-й вариант балочной клетки. 15 3.2.1. Расчет настила. 15 3.2.2. Расчет балок настила. 18 3.2.3. Расчет вспомогательных балок. 21 3.3. 3-й вариант балочной клетки. 25 3.3.1. Расчет настила. 25 3.3.2. Расчет балок настила. 28 3.3.3. Расчет вспомогательных балок. 30 4. Расчет главной балки. 36 4.1. Компоновка и подбор сечения балки. 36 4.2. Проверка прочности балки. 41 4.3. Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов сечения главной балки. 44 4.4. Расчет соединения поясов балки со стенкой. 55 4.5. Конструирование и расчет сопряжения вспомогательной балки с главной. 62 4.6. Конструкция и расчет опорной части балки. 63 5. Конструирование и расчет колонны.. 66 5.1. Конструирование и расчет стержня сквозной колонны.. 67 5.2. Конструирование и расчет базы колонны.. 70 5.3. Проектирование оголовка колонны.. 74 Литература. 77
Введение
В работе представлены принципы и правила проектирования металлических конструкций балочной площадки промышленного здания, отражена основная технологическая последовательность конструирования и расчета её элементов. В состав площадки включены следующие конструкции: стальной настил, балки настила и вспомогательные балки из прокатных двутавров, главные балки составного двутаврового сечения (сварные), колонны сплошного чечения. Расчет элементов металлических конструкций производится по методу предельных состояний с использованием международной системы единиц СИ. Расчет конструкций произведен с необходимой точностью и в соответствие с положением по расчёту и конструктивными требованиями СНиП 2-23-81* «Стальные конструкции». Исходные данные
Выполнение курсовой работы производится по заданным исходным данным (Таблица 1,2). Таблица 1
Таблица 2Тип пола
Конструктивная схема балочная клетки Балочная клетка состоит из следующих элементов: стального настила (Н), укладываемого по балкам настила (БН), вспомогательных балок (ВБ), и главных балок (ГБ), располагаемых обычно параллельно большей стороне перекрытия. Таким образом, балки настила воспринимают полезную нагрузку от массы настила и пола. Вспомогательные балки передают всю нагрузку от балок настила на главные балки, а главные балки - на колонны или стены. Основные положения по расчету конструкций Цель расчета – обеспечить заданные условия эксплуатации и необходимую прочность и устойчивость при минимальном расходе материала и минимальных затратах труда на изготовление и монтаж. Расчет проводится с использованием методов сопротивления материалов и строительной механики. Основной задачей этих методов является определение внутренних усилий, которые возникают в конструкциях под воздействием приложенных нагрузок. Расчет начинают с составления расчетных схем сооружения в целом и его отдельных элементов. Составлению расчетных схем должна предшествовать работа по компоновке отдельных конструкций с предварительной эскизной проработкой чертежей элементов и их сопряжений. Определив по принятой расчетной схеме усилия в конструкции или ее элементах (статический расчет), производят подбор их сечений (конструктивный расчет), проверяют несущую способность и жесткость конструкций. Если хотя бы одна из проверок не удовлетворяются, уточняют размеры сечений.
Вариантное проектирование. При проектировании балочной клетки задача сводится к тому, чтобы путем технико-экономического сравнения различных вариантов найти наиболее экономичную конструкцию балочной клетки по расходу материала на 1 площади перекрытия. С этой целью следует составить 3 варианта расположения вспомогательных балок и балок настила. После статического и конструктивного расчетов настила и балок для всех вариантов производят их сравнение по расходу стали на 1м^2 площади перекрытия балочной клетки и количеству монтажных единиц. Данные сравнения вариантов сводятся в таблицу, из которой выбирают наиболее выгодный вариант балочной клетки балочной клетки по расходу стали, предпочтение следует отдавать варианту с наименьшим количеством монтажных единиц. 3.1.Вариант №1:
рис1
3.1.1. Расчет настила. Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. Для удобства сварки ширина листа должна быть на 15-20 мм меньше шага балок настила. При нагрузках, не превышающих 50 кН/ , и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закрепленного по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб).
Сбор нагрузок:
Рис.2
qН- нормативная нагрузка, γf - коэффициент надежности по нагрузке, q – расчетная нагрузка. Для определения толщины настила вычисляют отношение пролета настила lн к его толщине по формуле , где ; - нормативная нагрузка на настил; Е – модуль упругости стали(Е=2,06 кН/см ); v – коэффициент Пуассона.
Выбираем по СНиП II-23-81* сталь под стальной настил (т. 50) группа №3 С235 ГОСТ 27772-88 t =2-20 мм R = 230 МПа l =150 см (расчетная схема на рис.2). В соответствии с ГОСТ 19903-74* принимаем толщину листа 18 мм. 1. Расчет по металлу шва
- коэффициент глубины провара шва bf = 0,9 (табл. 34* СНиП II-23-81*) - коэффициент условия работы шва gwf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*) В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* принимаем электроды типа Э42 для стали С235. Расчетное сопротивление металла шва R wf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*). 2.Расчет по металлу границы сплавления.
- коэффициент глубины провара шва bz = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81*) - коэффициент условия работы шва = 0,45Run. По т.51* СНиП II-23-81* для стали С245 Run =360 МПа.Rwz=0.45·360=162 МПа=16,2кН/см2. gwz=1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*) ; Принимаем требуемый катет шва к=6 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81*)
Расчет балок настила Настил непрерывно опирается на полки балок настила, следовательно, балки настила находятся под воздействием равномерно распределенной нагрузки. В качестве расчетной схемы для балки настила принимается однопролетная разрезная балка с пролетом, равным шагу вспомогательных балок Принимаем сталь С245,ГОСТ 27772-88 =240 МПа t=2-20 мм =425см (расчетная схема рис. 3) Определение удельного веса настила
Сбор нагрузок:
-нормативная нагрузка, - расчетная нагрузка Максимальный расчетный изгибающий момент определяется по формуле
Рис 3. По найденному по сортаменту принимаем ближайший больший номер двутаврового профиля. Затем, используя уже действительную характеристику W, определяется фактическое напряжение в балке По сортаменту принимаем двутавр №27 ГОСТ 8239-89 (Iх=5010см4, Wх=371см3, Sх=210 см3, b=125 мм, t=9,8 мм, d =6 мм, h = 270 мм, mбн =31,5 кг/м). Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81* Аf=bt=1225 мм2; Аw = (h-2t)d = 1502.4мм2 Þ с = 1,09 Фактическое напряжение в балке 238,01< 264 - условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре: Qmax = qбн lбн × 0,5= 42,63×4,25 × 0,5 = 90,59 кН; Проверка касательных напряжений. ; ; RS gс = = 153,12 кН/см2; 63,3<153.12=> условие выполняется. Проверка жесткости. ; ; 0,0039>0,004=>жесткость балки обеспечена. 3.1.3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ БАЛКИ.
Определим удельный вес балок настила. Нагрузка с балок настила передаётся на вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил. Сосредоточенная сила на вспомоготельную балку: Ra=Rb=F Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки вычисляем по формуле: Рис 4 Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1: По сортаменту принимаем двутавр №40 ГОСТ 8239-89 (Iх=19062 см4, Wх=953 см4, Sх=545 см3, b=155мм, t=13 мм, d =8.3 мм, h=400мм,R=15мм,mn=57 кг/м). Проверка прочности Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81* Аf=bt=2015 мм2; Аw = (h-2t)d =3104.2 мм2; Þ с = 1,105=> 260.07 < 264 - условие прочности выполняется Проверка касательных напряжений.
; ; RS gс = = 153.12 кН/см2; 6,29<15.312=> условие выполняется. Проверка жесткости. ; ; 0,0031<0,004=>жесткость балки обеспечена Так как при приложении сосредоточенной нагрузи через полку вспомогательной балки в месте, не укрепленном поперечным ребром, стенка балки должна быть проверена на прочность от местного давления по формуле
, где Fбн=182,58 - расчетная сосредоточенная нагрузка; t=1,3 – толщина стенки вспомогательной балки; lef=b+2tef =12.5+2·2,8 =18,1(см)– условная длина распределения нагрузки, где b=12.5-ширина полки балки настила; tef =t+r =1,5+1,3=2,8(см)– расстояние от нагруженной грани полки до начала внутреннего закругления стенки, где t=1,3 см; r=1,5см. ; Ryγc=24·1,1=26,4; 12,16<26,4- условие выполнено=> стенка балки обладает прочностью от местного давления. Проверка общей устойчивости балки - расчет на общую устойчивость не требуется.
3.2.Вариант №2: Рис5
3.2.1. Расчет настила. Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. Для удобства сварки ширина листа должна быть на 15-20 мм меньше шага балок настила. При нагрузках, не превышающих 50 кН/ , и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закрепленного по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб).
Сбор нагрузок:
Рис.6
qН- нормативная нагрузка, γf - коэффициент надежности по нагрузке, q – расчетная нагрузка. Для определения толщины настила вычисляют отношение пролета настила lн к его толщине по формуле , где ; - нормативная нагрузка на настил; Е – модуль упругости стали(Е=2,06 кН/см ); v – коэффициент Пуассона.
Выбираем по СНиП II-23-81* сталь под стальной настил (т. 50) группа №3 С235 ГОСТ 27772-88 t =2-20 мм R = 230 МПа l =90 см (расчетная схема на рис.2). В соответствии с ГОСТ 19903-74* принимаем толщину листа 10 мм. 1. Расчет по металлу шва
- коэффициент глубины провара шва bf = 0,9 (табл. 34* СНиП II-23-81*) - коэффициент условия работы шва gwf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*) В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* принимаем электроды типа Э42 для стали С235. Расчетное сопротивление металла шва R wf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*). 2.Расчет по металлу границы сплавления.
- коэффициент глубины провара шва bz = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81*) - коэффициент условия работы шва = 0,45Run. По т.51* СНиП II-23-81* для стали С245 Run =360 МПа.Rwz=0.45·360=162 МПа=16,2кН/см2. gwz=1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*) ; Принимаем требуемый катет шва к=4 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81*) Расчет балок настила Настил непрерывно опирается на полки балок настила, следовательно, балки настила находятся под воздействием равномерно распределенной нагрузки. В качестве расчетной схемы для балки настила принимается однопролетная разрезная балка с пролетом, равным шагу вспомогательных балок Принимаем сталь С245,ГОСТ 27772-88 =240 МПа t=2-20 мм =425см (расчетная схема рис. 3) Определение удельного веса настила
Сбор нагрузок:
-нормативная нагрузка, - расчетная нагрузка Максимальный расчетный изгибающий момент определяется по формуле
По найденному по сортаменту принимаем ближайший больший номер двутаврового профиля. Затем, используя уже действительную характеристику W, определяется фактическое напряжение в балке По сортаменту принимаем двутавр №18 ГОСТ 8239-89 (Iх=1290см4, Wх=143см3, Sх=81.4 см3, b=90 мм, t=8,1 мм, d =5.1 мм, h = 180 мм, mбн =18,4 кг/м). Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81* Аf=bt=729 мм2; Аw = (h-2t)d = 835.38мм2 Þ с = 1,08 Фактическое напряжение в балке 233,75< 264 - условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре: Qmax = qбн lбн × 0,5= 27,75×3,4 × 0,5 =42,47 кН; Проверка касательных напряжений. ; ; RS gс = = 153.12 кН/см2; 5.25<15.312=> условие выполняется. Проверка жесткости. ; ; 0,0045<0,004=>жесткость балки не обеспечена. По сортаменту возьмем двутавр №20 ГОСТ 8239-89 (Iх=1840см4, Wх=184см3, Sх=104 см3, b=100 мм, t=8,4 мм, d =5.2 мм, h = 200 мм, mбн =21 кг/м). 0,0032>0,004=>жесткость балки обеспечена. 3.2.3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ БАЛКИ.
Определим удельный вес балок настила. Нагрузка с балок настила передаётся на вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил.При количестве балок настила 4 и более,можно представить сосредоточенные силы в виде эквивалентной распределенной нагрузки
Сосредоточенная сила на вспомоготельную балку: Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки вычисляем по формуле: Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1: Рис 9 По сортаменту принимаем двутавр №40 ГОСТ 8239-89 (Iх=19062 см4, Wх=953 см4, Sх=545 см3, b=155мм, t=13 мм, d =8.3 мм, h=400мм,R=15мм,mn=57 кг/м). Проверка прочности Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81* Аf=bt=2015 мм2; Аw = (h-2t)d =3104.2 мм2; Þ с = 1,105=> 228.84 < 264 - условие прочности выполняется Проверка касательных напряжений.
; ; RS gс = = 153.12 кН/см2; 7,38<15.312=> условие выполняется. Проверка жесткости. ; ; 0,0027<0,004=>жесткость балки обеспечена Так как при приложении сосредоточенной нагрузи через полку вспомогательной балки в месте, не укрепленном поперечным ребром, стенка балки должна быть проверена на прочность от местного давления по формуле , где Fбн=85,68 - расчетная сосредоточенная нагрузка; t=1,3 – толщина стенки вспомогательной балки; lef=b+2tef =10+2·2,8 =15,6(см)– условная длина распределения нагрузки, где b=10см-ширина полки балки настила; tef =t+r =1,5+1,3=2,8(см)– расстояние от нагруженной грани полки до начала внутреннего закругления стенки, где t=1,3 см; r=1,5см. ; Ryγc=24·1,1=26,4; 6,62<26,4- условие выполнено=> стенка балки обладает прочностью от местного давления.
Проверка общей устойчивости балки - расчет на общую устойчивость не требуется. 3.1.Вариант №3: Рис10
3.3.1. Расчет настила. Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. Для удобства сварки ширина листа должна быть на 15-20 мм меньше шага балок настила. При нагрузках, не превышающих 50 кН/ , и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закрепленного по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб).
Сбор нагрузок:
Рис.11 qН- нормативная нагрузка, γf - коэффициент надежности по нагрузке, q – расчетная нагрузка. Для определения толщины настила вычисляют отношение пролета настила lн к его толщине по формуле
, где ; - нормативная нагрузка на настил; Е – модуль упругости стали(Е=2,06 кН/см ); v – коэффициент Пуассона.
Выбираем по СНиП II-23-81* сталь под стальной настил (т. 50) группа №3 С235 ГОСТ 27772-88 t =2-20 мм R = 230 МПа l =75 см (расчетная схема на рис.2). В соответствии с ГОСТ 19903-74* принимаем толщину листа 9 мм. 1. Расчет по металлу шва
- коэффициент глубины провара шва bf = 0,9 (табл. 34* СНиП II-23-81*) - коэффициент условия работы шва gwf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*) В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* принимаем электроды типа Э42 для стали С235. Расчетное сопротивление металла шва R wf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*). 2.Расчет по металлу границы сплавления.
- коэффициент глубины провара шва bz = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81*) - коэффициент условия работы шва = 0,45Run. По т.51* СНиП II-23-81* для стали С245 Run =360 МПа.Rwz=0.45·360=162 МПа=16,2кН/см2. gwz=1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*) ; Принимаем требуемый катет шва к=4 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81*) Расчет балок настила Настил непрерывно опирается на полки балок настила, следовательно, балки настила находятся под воздействием равномерно распределенной нагрузки. В качестве расчетной схемы для балки настила принимается однопролетная разрезная балка с пролетом, равным шагу вспомогательных балок Принимаем сталь С245,ГОСТ 27772-88 =240 МПа t=2-20 мм =425см (расчетная схема рис. 3) Определение удельного веса настила
Сбор нагрузок:
-нормативная нагрузка, - расчетная нагрузка Максимальный расчетный изгибающий момент определяется по формуле
По найденному по сортаменту принимаем ближайший больший номер двутаврового профиля. Затем, используя уже действительную характеристику W, определяется фактическое напряжение в балке По сортаменту возьмем двутавр №20 ГОСТ 8239-89 (Iх=1840см4, Wх=184см3, Sх=104 см3, b=100 мм, t=8,4 мм, d =5.2 мм, h = 200 мм, mбн =21 кг/м). Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81* Аf=bt=840 мм2; Аw = (h-2t)d = 952.64мм2 Þ с = 1,08 Фактическое напряжение в балке 235,86< 264 - условие прочности выполняется Перерезывающая сила на опоре: Qmax = qбн lбн × 0,5= 27,67×4,25 × 0,5 =44,12 кН; Проверка касательных напряжений. ; ; RS gс = = 14,94 кН/см2; 4,8<14.94=> условие выполняется. Проверка жесткости. ; ; 0,0051>0,004=>жесткость балки не обеспечена. По сортаменту возьмем двутавр №22 ГОСТ 8239-89 (Iх=2250см4, Wх=232см3, Sх=131 см3, b=110 мм, t=8,7 мм, d =5.4 мм, h = 220 мм, mбн =24 кг/м). 0,0037>0,004=>жесткость балки обеспечена. 3.3.3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ БАЛКИ.
Определим удельный вес балок настила. Нагрузка с балок настила передаётся на вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил.При количестве балок настила 4 и более,можно представить сосредоточенные силы в виде эквивалентной распределенной нагрузки
Сосредоточенная сила на вспомоготельную балку Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки вычисляем по формуле: Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1: Рис 13 По сортаменту принимаем двутавр №45 ГОСТ 8239-89 (Iх=27696 см4, Wх=1231 см4, Sх=708 см3, b=160мм, t=14.2 мм, d =9мм, h=450мм,R=16мм,mn=66.5 кг/м). Проверка прочности Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81* Аf=bt=2272 мм2; Аw = (h-2t)d =3794.4 мм2; Þ с = 1,11=> 220.52 < 264 - условие прочности выполняется Проверка касательных напряжений. ; ; RS gс = = 15,312 кН/см2; 7,6<15.312=> условие выполняется. Проверка жесткости. ; ; 0,0023<0,004=>жесткость балки обеспечена Так как при приложении сосредоточенной нагрузи через полку вспомогательной балки в месте, не укрепленном поперечным ребром, стенка балки должна быть проверена на прочность от местного давления по формуле
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 436; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.119.157.241 (0.011 с.) |