Розрахунково-пояснювальна записка

Розрахунково-пояснювальна записка

до курсової роботи з дисципліни

“ Металеві конструкції ”

 

Виконав:

Ст.. гр. ПЦБ-31

Клюфінський А. Р.

Перевірив:

Барабаш В.М.

 

Львів-2016

Вибір найвигіднішого типу балкової клітки

Розрахунок нормального типу балкової плити

 

Нормативне навантаження на 1м довжини балки:

q_n = p_n = 26.0^kH/м

Приймаємо, що граничне відношення прольоту настилу до прогину дорівнює 150.

Максимальне допустиме відношення прольоту сталевого настилу до його товщини з умови жорсткості за (5.1):

 

Приймемо крок балок настилу 1м. Прийнявши попередньо, що ширина поясів балок b_f= 10 см, отримуємо розрахунковий проліт настилу: l_н=a- b_f=100-10=90см

Мінімальна товщина настилу:

Приймаємо товщину настилу t=11см.

Оскільки настил працює на розтяг зі згином його приєднання до балок у місці стиків балок треба розрахувати на передачу зусиль розтягу, що припадають на одиницю довжини:

Кріплення листів здійснюємо за допомогою ручного електродугового зварювання електродами Е42 (R_wf=180 МПа, R_wz=0,45· R_un=0,45·350=157,5 МПа). Положення швів при зварюванні: нижнє β_f=0,7; β_z=1;γ_wf= γ_wz=1.

Розрахунковий катет швів, обчислений за наплавленим металом:

 

Та межею сплавлення:

Приймаємо конструктивно із умови зварюваності:

k_f =6мм.

Розрахунок балки настилу

Нормативне навантаження на 1м довжини балки:

 

 

Розрахункове навантаження на 1м довжини балки:

 

 

Розрахункові зусилля:

Потрібний момент опору перерізу балки:

 

Приймаю двотавр №36 за ГОСТ 8239-72. Його характеристики:

W_x=743,0·10^-6м³; I_x=13380·10^-8м⁴; S_x=423·10^-6м³; маса 1 м g=48,6 кг; b_f=145 мм;

t_f=12,3·10^-3м; t_w=7,5·10^-3м.

Остаточна перевірка прийнятого перерізу. Навантаження на балку з врахуванням її власної ваги:

 

Зусилля в балці:

 

Оскільки товщина полички двотавра t_f перебуває в межах 2…20мм (прийнятих раніше), величину R_y не корегуємо. Отже,

 

Тобто балка має достатню міцність.

Загальна стійкість балки забезпечується суцільним кріпленням настилу до неї і тому ми її не перевіряємо.

Прогин посередині прольоту балки:

Отже, переріз відповідає вимогам міцності, стійкості та жорсткості

Розрахунок ускладненого типу балкової клітки

Навантаження на 1м довжини балок приймаємо з першого варіанту, оскільки крок

балок аналогічний:

q_н=26,0кН/м; q=32,5кН/м.

Максимальний згинальний момент:

Потрібний момент опору перерізу:

 

Приймаю двотавр №27 за ГОСТ 8239-89. Його характеристики:

W_x=371·10^-6м³; I_x=5010·10^-8м⁴; S_x=210·10^-6м³; маса 1 м g=31,5 кг; b_f=125 мм;

t_f=9,8·10^-3м; t_w=6·10^-3м.

З врахуванням власної маси балки:

 

 

Величину R_y не коригуємо, оскільки t_f перебуває в межах 2…20мм.

Прогин балки:

 

Вимога міцності та жорсткості задовольняється, загальну стійкість балки забезпечемо шляхом приварювання настилу по всій довжині балки.

Добір перерізу допоміжних балок

Оскільки балок настилу 4, то навантаження передається, як зосереджені сили в місцях спирання балок настилу.

Ширина смуги навантаження дорівнює кроку допоміжних балок а₁=3,4м.

Навантаження на 1м довжини балки:

Нормативне:

 

Розрахункове:

 

Максимальний згинальний момент:

 

Потрібний момент опору перерізу:

 

Приймаю двотавр №55Б3 за ГОСТ 26020-83. Його характеристики:

W_x=2480·10^-6м³; I_x=68580·10^-8м⁴; S_x=1400·10^-6м³; маса 1 м g=103кг; b_f=215 мм;

t_f=17,7·10^-3м; t_w=10,0·10^-3м.

Величину R_y не коригуємо, оскільки t_f перебуває в межах 4…20мм.

Перевіряємо міцність і жорсткість допоміжної балки з врахуванням навантаження від власної маси:

 

 

 

 

 

 

Міцність і жорсткість балки забезпечені. Перевіряти загальну стійкість допоміжної балки не потрібно, бо вона часто (l_ef=1,0м) закріплена балками настилу і відношення не перевищує допустимих значень.

Техніко-економічне порівняння варіантів

Витрати металу на квадратний метр плану майданчика:

Для першого варіанту:

 

Для другого варіанту (ускладнений тип):

 

 

Порівнюючи витрати металу, бачимо, що перший варіант (нормальний тип балкової клітки) вигідніший. Його й обираємо для подальших розрахунків.

Розрахунок і конструювання головної балки

Перевірка загальної стійкості балки.

де відстань між осями поличок;

коефіцієнт, що враховує погіршення загальної стійкості балки через пластичне деформування поличок;

Умова задовольняється,загальна стійкість забезпечена.

Рис. До розрахунку місцевої стійкості стінки головної балки.

Розрахунок бази колони.

Бази колон призначені для передачі зусилля N на бетонний (або залізобетонний) фундамент і поділяється на бази з траверсами і бази з фрезованим торцем.

Матеріал колони і бази – сталь 255, з розрахунковим опором МПа бетон фундаменту класу B12,5 з МПа. Навантаження на колону кН.

Площа плити в плані визначається з умови міцності бетону фундаменту на стиск.

см²,

Де - коефіціент, який залежить від характеру розподілення навантаження по площі і приймається – 1,2.

Ширина плити В приймається конструктивно, виходячи з того, що плита повинна виступати за межі колони с=60…100мм. Товщина траверс попередньо береться t_s=8…16мм. Остаточно ширину плити приймають кратною 50 мм. Приймаємо t_s=12мм, с=88мм: мм. Тоді довжина плити

Приймаємо см. Визначаємо дійсне значення напруження під плитою бази:

кН/см²

Товщина плити t визначається з умови її міцності на згин. При цьому плиту розглядаємо як пластину, навантажену знизу рівномірно розподіленим тиском фундаменту. Пластина опирається на жорсткий контур перерізу колони (на полички та стінку), а також на траверси. Для розрахунку її розділяють на окремі ділянки – дві ділянки, які опираються по всьому контуру (на чотири канти) – ділянку типу 1; дві ділянки типу 2 (опирається на 3 сторони) і дві ділянки типу 3 (защемлення тільки одного канта).

 

Рис. База суцільної колони:

 

Для 1-ої ділянки,консольна,защемлена у місці спирання на траверсу:

кНсм,

Для другої ділянки,оперта на три сторони де відношення ,

кНсм,

Для третьої ділянки,защемлена по контуру:

,

Товщину плити визначаємо з умови її міцності на згин найбільшим моментом кНсм:

Так як момент дуже великий необхідно поставити ще одне опорне ребро:

, що находиться в допустимих межах (20…40 мм).

Приймаємо мм.

Траверси до колони приварюємо напівавтоматичною сваркою, зварний дріт Св-08Г2С, МПа, . Товщину траверси приймаємо мм. Висота траверси h_s визначається за умови міцності швів, якими вона кріпляться до колони. Вважається що колона не спирається на плиту, а зависає на швах, якими вона приварюється до траверс і консольних ребер (загальна кількість таких швів n=8). Катет зварних швів приймаємо мм.

Загальна довжина швів см

Необхідна довжина одного шва

см.

Враховуючи можливий не провар по 1см на кожному кінці швів, отримуємо

см

Приймаємо см

Торець колони конструктивно варимо до плити швами мм.

 

Розрахунок опорного столика

Приймемо опорний столик товщиною 40мм

Висоту столика оголовка визначають необхідною довжиною швів, якими столик кріпиться до колони, прийнявши попередньо катет шва мм, МПа, :

м,

Враховуючи можливий не провар по 1см на кожному кінці швів, отримуємо

см

Приймаємо см.

Конструюємо опорний столик із штабової сталі класу С255 розмірами 40×650×350 мм. Лобовий горизонтальний шов по всій ширині опорного столика приймаємо конструктивно з катетом мм.

Розрахунок оголовка колони

 

Висоту оголовка приймаємо з міркувань забезпечення жорсткості вузла

h=0.5…0.7b=225…315мм.

b-більший з основних розмірів перерізу колони.

Товщину опорної плити приймаємо 20мм,що лежить в межах 16…30мм.

Товщина вертикального ребра з умови міцності

F= кН-сумарна опорна реакція

- розрахункова величина ширини прикладання сил;

Товщина вертикального ребра

Приймаємо .

Перевірка міцності вертикальних ребер

 

13,9

Розрахункова довжина швів

 

Перевірка довжини:

Приймаємо висоту вертикального ребра рівною 600мм.

Перевірка:

1

 

0,37<1

 

 

Література:

 

1. Клименко Ф.Є., Барабаш В.М. Металеві конструкції. Підручник, Львів: Світ, 2002. – 312с.

2. ДБН В.2.6-163:2010. Сталеві конструкції. Норми проектування, виготовлення та монтажу.

3. ДБН В 1.2-2:2006. Навантаження і впливи. Норми проектування.

4. ДБН В 1.2-3:2006. Прогини і переміщення. Вимоги проектування.

 

Розрахунково-пояснювальна записка

до курсової роботи з дисципліни

“ Металеві конструкції ”

 

Виконав:

Ст.. гр. ПЦБ-31

Клюфінський А. Р.

Перевірив:

Барабаш В.М.

 

Львів-2016