Xreferat.com » Рефераты по строительству » Проектирование металлических балочных клеток

Проектирование металлических балочных клеток

Министерство образования и науки Украины

Одесская Государственная Академия строительства и архитектуры

Кафедра металлических, деревянных и пластмассовых конструкций


Пояснительная записка

к курсовому проекту по теме:

Проектирование металлических балочных клеток


Выполнила:

т. гр. ПГС-313т

Федорюк Т.А.

Проверил:

Михайлов А.А.


Одесса-2010

Содержание


Задание

Исходные данные для проектирования

Компоновка балочной клетки

Расчет балок настила

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:


Пролет главных балок L=12,0 м

Шаг главных балок l=3,5 м

Отметка уровня пола площадки Н=3,5 м

Временная длительная нормативная нагрузка gn=12 кН/м2

Материал металлических конструкций: сталь С255

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:


Проектирование металлических балочных клеток


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.


2. Расчет балок настила


Определение величин нагрузок действующих на балку:

Проектирование металлических балочных клеток, кН/м - нормативная нагрузка

Проектирование металлических балочных клеток, кН/м - расчетная нагрузка


где:

Проектирование металлических балочных клеток- нормативная постоянная нагрузка от собственного веса настила;

Проектирование металлических балочных клеток

Проектирование металлических балочных клетоккН/м3 - плотность материала настила (тяжелый железобетон);

Проектирование металлических балочных клеток и Проектирование металлических балочных клеток - коэффициенты надежности по нагрузке.


Проектирование металлических балочных клеток кН/м2

Проектирование металлических балочных клеток кН/м

Проектирование металлических балочных клеток кН/м


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


Проектирование металлических балочных клеток кНм

Проектирование металлических балочных клеток кН


Определение требуемого момента сопротивления балки:


Проектирование металлических балочных клетоксм3

где:

Проектирование металлических балочных клетоккН/см2 - расчетное сопротивление стали изгибу;

Проектирование металлических балочных клеток - коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций;

Проектирование металлических балочных клеток , кНм - максимальный изгибающий момент.

По сортаменту принимаем номер двутавра так, чтобы при этом удовлетворялось условие Проектирование металлических балочных клеток.

Принимаем двутавр №24:

Проектирование металлических балочных клетоксм3; Проектирование металлических балочных клетоксм4; Проектирование металлических балочных клетоксм3; Проектирование металлических балочных клетоксм.

Проверяем прочность назначенного сечение балки по первой группе предельных состояний:


- нормальные напряжения: Проектирование металлических балочных клеток, кН/см2

Проектирование металлических балочных клетоккН/см2Проектирование металлических балочных клеток= 24 кН/см2;


Прочность подобранного сечения обеспечена.

Вычислим недонапряжение балки:


Проектирование металлических балочных клеток


Сечение подобрано удовлетворительно.

Жесткость назначенного сечения проверяется по второй группе предельных состояний:


Проектирование металлических балочных клеток

Проектирование металлических балочных клетоксмПроектирование металлических балочных клетоксм

где:


Проектирование металлических балочных клеток - предельно допустимое значение относительного прогиба;

Проектирование металлических балочных клеток - нормативная погонная нагрузка на балку, кН/см;

Проектирование металлических балочных клетоккН/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.


3. Расчет и конструирование главных балок.


3.1 Подбор сечения балки.


Определение величины сил, которыми загружается главная балка:


Проектирование металлических балочных клеток кН


Определение величины опорных реакций и внутренних усилий в главной балке:


Проектирование металлических балочных клеток кН


Проектирование металлических балочных клеток- коэффициент, учитывающий собственный вес главной балки, принимаем Проектирование металлических балочных клеток.


Проектирование металлических балочных клетоккНм;

Проектирование металлических балочных клеток кНм;

Проектирование металлических балочных клетокПроектирование металлических балочных клеток кНм;

Проектирование металлических балочных клетоккН;

Проектирование металлических балочных клеток кН;

Проектирование металлических балочных клеток кН;


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


Проектирование металлических балочных клетоксм3


Где:

Проектирование металлических балочных клеток - максимальный изгибающий момент по длине главной балки;

Проектирование металлических балочных клетоккН/см2 - расчетное сопротивление стали главной балки.

Высота сечения главной балки из условия минимального расхода материала:


Проектирование металлических балочных клетоксм.


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


Проектирование металлических балочных клетоксм.


Окончательно принимаем Проектирование металлических балочных клетоксм.

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

Проектирование металлических балочных клетокПроектирование металлических балочных клеток

Проектирование металлических балочных клетоксмПроектирование металлических балочных клетоксм.


Прочность обеспечена.

Где:

Проектирование металлических балочных клетоккН - максимальная поперечная сила в сечениях главной балки;

Проектирование металлических балочных клетоксм – высота балки;

Проектирование металлических балочных клетоккН/см2 – расчетное сопротивление стали срезу.


Площадь поперечного сечения отдельного пояса балки


Проектирование металлических балочных клетоксм2.


Задаваясь шириной пояса:


Проектирование металлических балочных клетоксм


находим его толщину:


Проектирование металлических балочных клетоксм.


Увязываясь с сортаментом листовой стали, окончательно принимаем

Проектирование металлических балочных клетоксм, Проектирование металлических балочных клетоксм.

Проектирование металлических балочных клетоксмПроектирование металлических балочных клетоксм

Проверяем скомпонованное сечение в соответствии с требованиями:

1. Проектирование металлических балочных клетокммПроектирование металлических балочных клетокмм;

2. Проектирование металлических балочных клетокммПроектирование металлических балочных клетокмм;

3. Проектирование металлических балочных клетокммПроектирование металлических балочных клетокмм.

Конструктивные требования выполнены.


4. Проектирование металлических балочных клеток.


Условие свариваемости выполнены.

5. Проектирование металлических балочных клетокммПроектирование металлических балочных клеток.

Условие равномерного распределения напряжений по ширине пояса выполнено.


6. Проектирование металлических балочных клеток


Условие обеспечения местной устойчивости пояса выполнено.


Определяем геометрические характеристики скомпонованного сечения:


- момент инерции


Проектирование металлических балочных клетоксм4


- момент сопротивления


Проектирование металлических балочных клетоксм3


- статический момент полки балки относительно нейтральной оси X – X


Проектирование металлических балочных клетоксм3


- статический момент половины сечения относительно нейтральной оси X – X


Проектирование металлических балочных клетоксм3.


Проверим прочность балки на срез при действий максимальных касательных напряжений


Проектирование металлических балочных клеток

Проектирование металлических балочных клеток кН/см2


Таким образом, недонапряжения не превышают допустимого уровня.


Проверим прочность балки на срез при действии максимальных касательных напряжений


Проектирование металлических балочных клеток

Проектирование металлических балочных клетоккН/см2Проектирование металлических балочных клетоккН/см2


Прочность обеспечена.

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


Проектирование металлических балочных клеток

Где Проектирование металлических балочных клеток предельно-допустимое значение относительно прогиба главной балки,

Проектирование металлических балочных клеток


3.2 Выбор сопряжения главных балок с балками настила.


Принимаем сопряжение главных балок с балками настила в одном уровне.


Проверка общей устойчивости балки


Проверка общей устойчивости балки не выполняется.


Проверка местной устойчивости элементов главной балки


Местная устойчивость сжатого пояса обеспечена при компоновке сечения балки Проектирование металлических балочных клеток. Проектирование металлических балочных клеток.

Местная устойчивость стенки

Местная устойчивость стенки составной балки может обеспечиваться ее толщиной, однако подобное решение приводит к значительному перерасходу стали при сечениях большой высоты. Более рациональным считается усиление стенки составной балки ребрами жесткости, устанавливаемыми в местах расположения балок настила.

Часть стенки, ограниченная поясами и ребрами жесткости, называется «отсеком». Длина отсека Проектирование металлических балочных клетокограничивается в зависимости от величины гибкости балки.


Проектирование металлических балочных клеток

Проектирование металлических балочных клетокпри Проектирование металлических балочных клеток

Проектирование металлических балочных клетоксм при Проектирование металлических балочных клеток


Ребра жесткости, усиливающие стенку балки, могут быть одно- и двухсторонними. Т.к. мы приняли сопряжение главных балок с балками настила в одном уровне, мы выбираем двусторонние ребра жесткости.

Определим ширину ребер из условия


Проектирование металлических балочных клеток

Проектирование металлических балочных клетоксм.


Округляясь до 0,5см, принимаем Проектирование металлических балочных клетоксм.

Толщина ребер жесткости зависти от их ширины и определяется из условия

Проектирование металлических балочных клеток

Проектирование металлических балочных клетоксм


Окончательно, увязываясь с сортаментом листовой стали, принимаем Проектирование металлических балочных клетоксм, Проектирование металлических балочных клетоксм.

Определим средние значения изгибающих моментов и поперечных сил в пределах каждого отсека


Проектирование металлических балочных клетоккН;

Проектирование металлических балочных клетоккН;

Проектирование металлических балочных клетоккН;

Проектирование металлических балочных клетоккНм;

Проектирование металлических балочных клетокПроектирование металлических балочных клеток

Нормальные расчетные сжимающие напряжения на уровне поясных швов при симметричном сечении балки и средние касательные напряжения определяются по формулам


Проектирование металлических балочных клеток; Проектирование металлических балочных клеток.

Проектирование металлических балочных клетоккН/см2;

Проектирование металлических балочных клетоккН/см2;

Проектирование металлических балочных клетоккН/см2;

Проектирование металлических балочных клеток кН/см2;

Проектирование металлических балочных клеток кН/см2;

Проектирование металлических балочных клеток кН/см2;


Критические напряжения, по достижении которых стенка теряет устойчивость


Проектирование металлических балочных клеток;

Проектирование металлических балочных клетоккН/см2.

Проектирование металлических балочных клеток.


Где

Проектирование металлических балочных клеток-коэффициент, принимаемый для сварных балок в зависимости от коэффициента


Проектирование металлических балочных клеток


Т.к. мы приняли сопряжение в одном уровне, т.е. плиты опираются на балку непрерывно Проектирование металлических балочных клеток принимаем Проектирование металлических балочных клеток;

Проектирование металлических балочных клеток- отношение большей стороны рассматриваемого отсека к меньшей;

Проектирование металлических балочных клеток; Проектирование металлических балочных клеток.


Проектирование металлических балочных клеток - условная гибкость стенки на меньшей стороне рассматриваемого отсека;


Проектирование металлических балочных клеток


Проектирование металлических балочных клеток - меньшая из сторон рассматриваемого отсека.


Проектирование металлических балочных клеток; Проектирование металлических балочных клеток.

Проектирование металлических балочных клетоккН/см2; Проектирование металлических балочных клетоккН/см2.


Проверка местной устойчивости каждого отсека стенки выполняется по формуле


Проектирование металлических балочных клеток


Где Проектирование металлических балочных клеток - коэффициент условий работы равный 1.


Проектирование металлических балочных клеток

допускается использование односторонних поясных швов.


1й отсек:


Проектирование металлических балочных клеток.


Местная устойчивость обеспечена, допускается использование односторонних поясных швов.


2й отсек:


Проектирование металлических балочных клеток


Местная устойчивость обеспечена, допускается использование односторонних поясных швов.


3й отсек:


Проектирование металлических балочных клеток


Местная устойчивость обеспечена, допускается использование односторонних поясных швов


3.5 Расчет поясных швов


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


Проектирование металлических балочных клетоккН/см.


Поясной шов рассчитывается на условный срез по двум сечениям

- по металлу шва (сечение 1)


Проектирование металлических балочных клеток.

Проектирование металлических балочных клетоккН/см2Проектирование металлических балочных клеток кН/см2.


Прочность на срез по металлу шва обеспечена.

- по металлу границы сплавления (сечение

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: