Расчет и конструирование конструкций балочной клетки

Курсовая работа

"Расчет и конструирование конструкций балочной клетки"

1 Сравнение вариантов

 

 

Рисунок 1 – Схема балочной клетки рабочей площадки

Расчетная ячейка будет находиться в осях 2–3 и Б-В. На пересечении осей будут колонны.

1.1 Первый вариант балочной клетки нормального типа

 

Рисунок 2 – Схема первого варианта балочной клетки нормального типа

Шаг балок настила определяем исходя из расчета настила. Нагрузка задана и равна 22 кн/м².

По графику Лейтеса в зависимости от нагрузки и относительного прогиба  определяем отношение .

Толщина настила t_н = 10 мм. в зависимости от q = 22 кн/м².

Определяем расчетный пролет L_расч. = 110*10 = 1100 мм.

;

Т.к. количество шагов n не может быть четным, то принимаем n = 13.

Следовательно а₁ = 1100 мм.; а₂ = 950 мм.

L = 11*1100+2*950 = 14000 мм.

1.1.1 Расчет балки настила первого варианта

 

Рисунок 3 – Расчетная схема балки настила первого варианта

Погонная равномерно-распределенная нагрузка на единицу длины балки определяется:

q_n= (q_вр + q_пост)*а₁, (1.1)

где q_вр = 22 кн/м²;

q_пост = 0,785 кн/м²;

а₁ = 1.1 м.

q_n = (22 + 0,785) * 1.1 = 25,064 кн/м

Расчетная нагрузка на единицу длины балки настила равна:

q = (q_вр * γ_f1 + q_пост * _f1) * а_1, (1.2)

где γ_f1 – коэффициент надежности по временной нагрузке, равен -1,2;

γ_f2 – коэффициент надежности по постоянной нагрузке, равен -1,05.

q = (22 * 1,2 + 0,785 * 1,05) * 1.1 = 29,946 кн/м

Определяем максимальный расчетный изгибающий момент в балке настила:

М_мах =  (1.3)

М_мах = =134,76 кн*м

Определяем максимальную поперечную силу:

Q_max =  (1.4)

Q_max = = 89,838 кн.

Определяем требуемый момент сопротивления балки с учетом упругой работы материала:

W_pL =, (1.5)

где R_y – расчетное сопротивление стали, равно 24 кн/см², для стали С255, t=20 мм [принимаем из СНиП II 23–81* по табл. 51*];

γ_c – коэффициент условий работы, равен 1.0 [принимается по табл. 7 приложения],

W_pL =  см³

Принимаем прокатную балку в соответствии с ГОСТ 8239–72^*

№33

W_x = 597 см³;

J_x = 9840 см⁴;

Линейная плотность = 42.2 кг/м

Если разрезные прокатные балки рассчитываются с учетом пластической работы материала, то требуемый момент сопротивления равен:

W = , (1.6)

где с₁ – коэффициент, учитывающий развитие пластической деформации, равный 1,12.

W = 501,34 см³

По полученному моменту сопротивления по сортаменту подбираем ближайший номер двутавровой балки ГОСТ 8239 – 72^*

№33

W_x = 597 см³;

J_x = 9840 см⁴;

Линейная плотность = 42,2 кг/м

Производим проверку принятого сечения:

1) по первому предельному состоянию на прочность по формуле:

 =  ≤ R_y * γ_i; (1.7)

 < 24*1 кн/см²

22,57 < 24 кн/см² –условие выполняется

2) по второму предельному состоянию по деформациям.

Относительный прогиб балки должен быть менее или равен продольному

; (1.8)

где q_n – нормативная погонная нагрузка;

Е – модуль упругости стали, равен 2,06 * 10⁴ кн/см²

J – момент инерции балки

[] – предельный прогиб, равен

0,003 ≤ 0,004 – условие выполняется