Проектирование металлических балочных клеток

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Проектирование металлических балочных клеток

Выполнила:

т. гр. ПГС-313т

Федорюк Т.А.

Проверил:

Михайлов А.А.

Одесса-2010

Содержание

Задание

Исходные данные для проектирования

1. Компоновка балочной клетки

2. Расчет балок настила

3. Расчет и конструирование главных балок

3.1 Подбор сечения балки

3.2 Выбор сопряжения главных балок с балками настила

3.3 Проверка общей устойчивости балки.

3.4 Проверка местной устойчивости элементов главной балки

3.5 Расчет поясных швов

3.6 Расчет опорных частей балки

3.7 Расчет и конструирование сопряжений балок настила с главными балками

Список литературы

Исходные данные для проектирования:

1. Пролет главных балок L=12,0 м

2. Шаг главных балок l=3,5 м

3. Отметка уровня пола площадки Н=3,5 м

4. Временная длительная нормативная нагрузка gⁿ=12 кН/м²

5. Материал металлических конструкций: сталь С255

6. Тип настила – железобетонная плита.

Компоновка балочной клетки

Балочные клетки перекрытий представляют собой плоские системы стержневых элементов опирающихся на вертикальные конструкции зданий и воспринимающих поперечную распределенную нагрузку. Металлические балочные клетки нормального типа включают балки настила (второстепенные балки) по верхнему поясу которых монтируется железобетонный настил перекрытия. Балки настила в балочных клетках данного типа опираются непосредственно на главные балки, которые в свою очередь переедают нагрузку на стены или колонны здания.

На основании исходных данных задания разрабатывается расчетная схема балочной клетки, включающая ее основные размеры: пролета и шага главных балок, шага балок настила, привязку балок настила к осям.

Компоновку балочной клетки нормального типа следует начинать с разбивкисетки осей. Главные балки необходимо располагать в направлении бальшего ее шага, а балки настила – в перпендикулярном направлении.

Шаг а балок настила принимается постоянным:

а=1,5…3,0м при железобетонном настиле.

Принимаем:

Для упрощения и унификации узлов сопряжения балок настила с главными балками, следует стремиться к смещению осей балок настила на половину шага от осей опор главных балок, что приводит к необходимости размещения в торцах балочной клетки дополнительных балок.

Расчет балок настила

Определение величин нагрузок действующих на балку:

, кН/м - нормативная нагрузка

, кН/м - расчетная нагрузка

где:

- нормативная постоянная нагрузка от собственного веса настила;

кН/м³ - плотность материала настила (тяжелый железобетон);

 и  - коэффициенты надежности по нагрузке.

 кН/м²

 кН/м

 кН/м

Определение максимальных усилий в балке, от действующей на нее расчетной нагрузки:

 кНм

 кН

Определение требуемого момента сопротивления балки:

см³

где:

кН/см² - расчетное сопротивление стали изгибу;

 - коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций;

 , кНм - максимальный изгибающий момент.

По сортаменту принимаем номер двутавра так, чтобы при этом удовлетворялось условие .

Принимаем двутавр №24:

см³; см⁴; см³; см.

Проверяем прочность назначенного сечение балки по первой группе предельных состояний:

- нормальные напряжения: , кН/см²

кН/см² = 24 кН/см²;

Прочность подобранного сечения обеспечена.

Вычислим недонапряжение балки:

Сечение подобрано удовлетворительно.

Жесткость назначенного сечения проверяется по второй группе предельных состояний:

см см

где:

 - предельно допустимое значение относительного прогиба;

 - нормативная погонная нагрузка на балку, кН/см;

кН/см² - модуль упругости стали.

Жесткость подобранного сечения обеспечена.

Общую устойчивость балок допускается не проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс конструкции и надежно с ним связанный, что имеет место в рассматриваемом случае.

Местная устойчивость элементов прокатных профилей не проверяется, так как она обеспечена при проектировании их сортамента.

Подбор сечения балки.

Определение величины сил, которыми загружается главная балка:

 кН

Определение величины опорных реакций и внутренних усилий в главной балке:

 кН

- коэффициент, учитывающий собственный вес главной балки, принимаем .

кНм;

 кНм;

 кНм;

кН;

 кН;

 кН;

Определяем требуемый момент сопротивления сечения главной балки из расчета в упругой стадии работы материала:

см³

Где:

 - максимальный изгибающий момент по длине главной балки;

кН/см² - расчетное сопротивление стали главной балки.

Высота сечения главной балки из условия минимального расхода материала:

см.

Поскольку для курсовой работы сталь с большим модулем не предусмотрена, увязываясь с сортаментом листовой стали окончательно принимаем см. В соответствии с рекомендуемой гибкостью стенки , ее толщина определяется как

см.

Окончательно принимаем см.

Проверим прочность стенки при ее работе на срез под действием максимальной поперечной силы:

см см.

Прочность обеспечена.

Где:

кН - максимальная поперечная сила в сечениях главной балки;

см – высота балки;

кН/см² – расчетное сопротивление стали срезу.

Площадь поперечного сечения отдельного пояса балки

см².

Задаваясь шириной пояса:

см

находим его толщину:

см.

Увязываясь с сортаментом листовой стали, окончательно принимаем

см, см.

см см

Проверяем скомпонованное сечение в соответствии с требованиями:

1. мм мм;

2. мм мм;

3. мм мм.

Конструктивные требования выполнены.

4. .

Условие свариваемости выполнены.

5. мм .

Условие равномерного распределения напряжений по ширине пояса выполнено.

6.

Условие обеспечения местной устойчивости пояса выполнено.

Определяем геометрические характеристики скомпонованного сечения:

- момент инерции

см⁴

- момент сопротивления

см³

- статический момент полки балки относительно нейтральной оси X – X

см³

- статический момент половины сечения относительно нейтральной оси X – X

см³.

Проверим прочность балки на срез при действий максимальных касательных напряжений

 кН/см²

Таким образом, недонапряжения не превышают допустимого уровня.

Проверим прочность балки на срез при действии максимальных касательных напряжений

кН/см² кН/см²

Прочность обеспечена.

При принятой расчетной схеме конструкций главной балки относительный прогиб определяется по формуле:

Где  предельно-допустимое значение относительно прогиба главной балки,

Расчет поясных швов

Поясные угловые швы выполняются автоматической сваркой. Расчет этих швов производится на сдвигающее усилие, действующие на единицу их длины

кН/см.

Поясной шов рассчитывается на условный срез по двум сечениям

- по металлу шва (сечение 1)

.

кН/см²  кН/см².

Прочность на срез по металлу шва обеспечена.

- по металлу границы сплавления (сечение 2)

 кН/см²  кН/см².

Прочность на срез по металлу границы плавления обеспечена.

Где:

 - количество швов, для односторонних соответственно ;

 - катет шва. Принимаем см;

 - коэффициенты глубины провара шва. Соответственно при автоматической сварке проволокой с мм c положением шва “нижнее" , ;

 - расчетное сопротивление срезу по металлу шва. Принимаем проволоку марки Св-08 с кН/см²;

 - расчетное сопротивление срезу по металлу границы плавления

 кН/см².

 - нормативное значение временного сопротивления. кН/см².

Расчет опорных частей балки

Список литературы

1. Беленя Е.И. Металлические конструкции. – М.: Стройиздат, 1986.

2. Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций. – М: Стройиздат, 1991.

3. СНиП II-23-81*. Нормы проектирования. Стальные конструкции. – М.: Госстрой СССР, 1990.

4. СНиП 2.03.01-84. Нормы проектирования. Бетонные и железобетонные конструкции. – М.: Госстрой СССР, 1984.

Проектирование металлических балочных клеток

Выполнила:

т. гр. ПГС-313т

Федорюк Т.А.

Проверил:

Михайлов А.А.

Одесса-2010

Содержание

Задание

Исходные данные для проектирования

1. Компоновка балочной клетки

2. Расчет балок настила

3. Расчет и конструирование главных балок

3.1 Подбор сечения балки

3.2 Выбор сопряжения главных балок с балками настила

3.3 Проверка общей устойчивости балки.

3.4 Проверка местной устойчивости элементов главной балки

3.5 Расчет поясных швов

3.6 Расчет опорных частей балки

3.7 Расчет и конструирование сопряжений балок настила с главными балками

Список литературы

Исходные данные для проектирования:

1. Пролет главных балок L=12,0 м

2. Шаг главных балок l=3,5 м

3. Отметка уровня пола площадки Н=3,5 м

4. Временная длительная нормативная нагрузка gⁿ=12 кН/м²

5. Материал металлических конструкций: сталь С255

6. Тип настила – железобетонная плита.

Компоновка балочной клетки

Балочные клетки перекрытий представляют собой плоские системы стержневых элементов опирающихся на вертикальные конструкции зданий и воспринимающих поперечную распределенную нагрузку. Металлические балочные клетки нормального типа включают балки настила (второстепенные балки) по верхнему поясу которых монтируется железобетонный настил перекрытия. Балки настила в балочных клетках данного типа опираются непосредственно на главные балки, которые в свою очередь переедают нагрузку на стены или колонны здания.

На основании исходных данных задания разрабатывается расчетная схема балочной клетки, включающая ее основные размеры: пролета и шага главных балок, шага балок настила, привязку балок настила к осям.

Компоновку балочной клетки нормального типа следует начинать с разбивкисетки осей. Главные балки необходимо располагать в направлении бальшего ее шага, а балки настила – в перпендикулярном направлении.

Шаг а балок настила принимается постоянным:

а=1,5…3,0м при железобетонном настиле.

Принимаем:

Для упрощения и унификации узлов сопряжения балок настила с главными балками, следует стремиться к смещению осей балок настила на половину шага от осей опор главных балок, что приводит к необходимости размещения в торцах балочной клетки дополнительных балок.

Расчет балок настила

Определение величин нагрузок действующих на балку:

, кН/м - нормативная нагрузка

, кН/м - расчетная нагрузка

где:

- нормативная постоянная нагрузка от собственного веса настила;

кН/м³ - плотность материала настила (тяжелый железобетон);

 и  - коэффициенты надежности по нагрузке.

 кН/м²

 кН/м

 кН/м

Определение максимальных усилий в балке, от действующей на нее расчетной нагрузки:

 кНм

 кН

Определение требуемого момента сопротивления балки:

см³

где:

кН/см² - расчетное сопротивление стали изгибу;

 - коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций;

 , кНм - максимальный изгибающий момент.

По сортаменту принимаем номер двутавра так, чтобы при этом удовлетворялось условие .

Принимаем двутавр №24:

см³; см⁴; см³; см.

Проверяем прочность назначенного сечение балки по первой группе предельных состояний:

- нормальные напряжения: , кН/см²

кН/см² = 24 кН/см²;

Прочность подобранного сечения обеспечена.

Вычислим недонапряжение балки:

Сечение подобрано удовлетворительно.

Жесткость назначенного сечения проверяется по второй группе предельных состояний:

см см

где:

 - предельно допустимое значение относительного прогиба;

 - нормативная погонная нагрузка на балку, кН/см;

кН/см² - модуль упругости стали.

Жесткость подобранного сечения обеспечена.

Общую устойчивость балок допускается не проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс конструкции и надежно с ним связанный, что имеет место в рассматриваемом случае.

Местная устойчивость элементов прокатных профилей не проверяется, так как она обеспечена при проектировании их сортамента.

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры