Главная Обратная связь

Дисциплины:






ПРИМЕР 2. Конструирование и расчет



Задание на курсовую работу (вариант №17)

Горина к.е. 41-с

Шифр задания – О636561.

Исходные данные:

1. Размер рабочей площадки – 3А×3В

2. Шаг колонн в продольном направлении А = 18 м Шаг колонн в поперечном направлении В = 6 м

3. Строительная высота hстр= 2,2 м

4. Отметка верха настила Hвн= 8,5 м

5. Временная нормативная равномерно распределенная нагрузка на площадку pн= 22 кН/м2

6. Материал балок настила – сталь С345

7. Материал главной балки – сталь С285

8. Материал колонны – сталь С345

9. Бетон фундамента класса В10

10. Сечение колонны – сквозное


Вариант 1

План балочной клетки с раскладкой балок приведён на рисунке 1.1,а. Толщина настила в зависимости от нормативной нагрузки:

tн = 12...14 мм при pн > 20 кН/м2.

 

 
 

 

 

Таким образом, расчетной схемой настила будет балка на двух шарнирно-неподвижных опорах, вследствие чего возникнет растягивающее настил усилие Н.

При нагрузке менее 50 кН/м2 прочность настила обеспечена и его рассчитывают из условия жесткости. Предельное соотношение пролета настила к его толщине из условия жесткости определяем из выражения А.Л. Телояна:

где – a / tн предельное соотношение пролета настила к его толщине из условия жесткости; Е1 – цилиндрическая жесткость настила;

где m = 0,3 – коэффициент Пуассона для стали; n0 = 120 – величина обратная предельному относительному прогибу стального настила fu / ai = 1/120, принимается по таблице 1.1; qн – нормативная равномерно распределенная погонная нагрузка на 1 см ширины настила.

Собственный вес настила:

где ρст = 78,5 кН/м3 – объемный вес стали.

Общая нагрузка на настил с учетом полезной нагрузки:

Нагрузка на 1 погонный сантиметр ширины настила:

При заданном пролете настила а1 = 1 м определяем его требуемую толщину:

По сортаменту принимаем tн1= 7 мм. Растягивающее усилие Н в настиле определяем по формуле:

где gf = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке для временной нагрузки; fu / l = 1/120 – предельный относительный прогиб настила (таблица 1.1).

Назначаем параметры сварных швов крепления настила к балкам настила. Принимаем автоматическую сварку под флюсом сварочной проволокой СВ-10НМА, флюс АН-47 по таблице 55* [1], диаметр проволоки 3 мм, положение шва – нижнее, предварительно принимаем катет шва kf = 5 мм по минимально возможному значению (таблица 38* [1]). Значения расчетных сопротивлений:

где Rwf = 21,5 кН/см2 – по таблице 56 [1], Run = 49 кН/см2 – по таблице 51* [1].

Значения коэффициентов проплавления шва bf = 1,1, bz = 1,15 (таблица 34*[1]). Определяем наиболее опасное сечение шва:



Таким образом, расчет ведем по металлу границы сплавления. Требуемый катет шва на один сантиметр ширины настила:

В соответствии с таблицей 38* [1] принимаем катет шва kf = 5 мм.

Подбираем сечение балки настила. Расчетная схема балки настила представлена на рисунке 1.3. Определяем нормативную и расчетную погонную нагрузку на балку:

 

 
Рисунок 1.2 – Расчетная схема балки настила

где 1,02 – коэффициент, учитывающий собственный вес балки настила; gf1 = 1,2 и gf2 = 1,05 –коэффициенты надежности по нагрузке соответственно для временной нагрузки и нагрузки от собственного веса металлических конструкций.

Расчетные значения изгибающего момента и перерезывающей силы:

Так как балка сплошного сечения и на нее действует статическая нагрузка, расчет ведем с учетом развития пластических деформаций, причем для прокатных двутавров принимаем c1 = 1,1. Требуемый момент сопротивления двутавра:

где Rу = 31,5 кН/см2 – по таблице 51* [1]; gс = 1 – коэффициент условия работы балки (в дальнейшем при написании формул опускается кроме оговоренных случаев).

По сортаменту ближайший больший момент сопротивления Wх = 472 см3 имеет двутавр №30, вес одного погонного метра двутавра gн с.в. = 0,365 кН/м, момент инерции Jх = 7080 см4 .

Проверяем прочность балки:

Прочность балки обеспечена. Прогиб конструкции:

где fu – предельно допустимый прогиб балки настила, определяется по таблице 1.1: при пролете 6 м fu= l/200.

Жесткость балки также обеспечена. Вес настила и балок настила на 1 м2 площади сооружения:

Вариант 2

 

План балочной клетки с раскладкой балок приведён на рисунке 1.1,б. По формуле А.Л. Телояна:

где n0 = 127,5 – по интерполяции для пролета 1,5 м по таблице 1.1.

При заданном шаге балок настила а2 = 1,5 м определяем требуемую толщину настила:

По сортаменту принимаем tн2 =12 мм. Расчетная схема настила аналогична варианту 1. Распор настила:

Параметры сварки принимаем по варианту 1. Требуемый катет шва:

По таблице 38* [1] принимаем kf = 5 мм.

Аналогично варианту 1 рассчитываем балку настила. Нагрузки на балку:

 

Рисунок 1.3 – Расчетная схема

балки настила

 

Расчетные усилия в балке:

Определяем требуемый момент сопротивления:

Принимаем двутавр №33, Wх = 597 см3 , Jх = 9840 см4 , gнс.в = 0,4227кН/м. Напряжения и прогиб:

Прочность и жесткость балки обеспечена.

Вес настила и балок настила на 1 м2 площади:

Вариант 3

Так как шаг балок настила a3 = 1 м, то толщину настила и катет шва принимаем по 1 варианту. Нагрузку на балку настила также принимаем по варианту 1.

Расчетная схема балки настила приведена на рисунке 1.4.

 

Рисунок 1.4 – Расчетная схема балки настила по 3 варианту

 

Усилия в балке:

Требуемый момент сопротивления:

Принимаем прокатный двутавр №16, Wх = 109 см3 , Jх = 873 см4 , gнс.в. = 0,159 кН/м. Напряжение и прогиб:

где fu – предельно допустимый прогиб балки настила, определяется по таблице 1.1: при пролете 3 м fu= l/150.

Жесткость и прочность балки обеспечены.

Подсчитываем нагрузку на второстепенную балку. Так как балок настила в пролете более 4-х, то заменяем сосредоточенные силы от них равномерно распределенной нагрузкой и расчетную схему принимаем по рисунку 1.3:

 

Изгибающий момент и перерезывающая сила в балке:

Требуемый момент сопротивления:

Принимаем двутавр №45, Wх = 1231 см3 , Jх = 27696 см4 , gнс.в. = 0,665кН/м. Напряжения и прогиб:

Прочность и жесткость балки обеспечена. Расход стали:

Основные показатели балочных клеток по вариантам сводим в таблицу 1.2.

 

 

Таблица 1.2 – Основные показатели балочных клеток

Показатель Номер варианта
Шаг балок настила (м) 1,5
Шаг второстепенной балки (м) - -
Толщина настила (мм)
№ двутавра балки настила
№ двутавра второстепенной балки - -
Расход стали Gi (кН/м2 ) 0,914 1,22 0,93

 

На основе сравнения вариантов по материалоемкости для дальнейшей разработки принимаем 1-й вариант балочной клетки.

 

 

ПРИМЕР 2. Конструирование и расчет

Главной балки

Требуется запроектировать составную сварную балку пролетом 18 м. Сечение балки – симметричный сварной двутавр. Предусматривается изменение сечения главной балки и укрупнительный стык в середине пролета.

 





sdamzavas.net - 2020 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...