Проектирование и расчет балочной клетки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (МГСУ)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине Металлические конструкции

Тема: Проектирование и расчет балочной клетки

Выполнил студент

Поздняков Н.В., ПГС-о, IV курс, 2 группа

Руководитель проекта

Морозова Д.В.

МЫТИЩИ 2005 г.

Содержание

1. Исходные данные

2. Выбор схемы балочной клетки

2.1 Расчет настила

2.2 Усложненный тип балочной клетки

3. Проектирование и расчет главных балок

3.1 Изменение сечения главной балки по длине

3.2 Проверка прочности и общей устойчивости главной балки

3.3 Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки сварной балки

3.4 Расчет поясных швов главной балки

3.5 Расчет опорного ребра главной балки

3.6 Проектирование стыка главной балки на высокопрочных болтах

3.7 Проектирование сварного стыка главной балки

4. Проектирование и расчет колонн

4.1 Расчетная схема и расчетная длина колонны

4.2 Определение продольной силы в колонне, выбор типа сечения колонны

4.3 Подбор сечения, проверка общей устойчивости колонн и местной устойчивости стенки и полок

4.4 Расчет и конструирование оголовка колонны

4.5 Расчет и конструирование базы колонны

Список используемой литературы

1. Исходные данные

2. Выбор схемы балочной клетки

балочная клетка настил прочность колонна

2.1 Расчет настила

Несущий настил состоит из стального листа, уложенного на балки и приваренного к ним.

Уже заранее зная оптимальную толщину настила, приведем подбор настила и балок настила именно для этой толщины.

По графику зависимости l/t для листового настила шарнирно закрепленными краями от заданного прогиба и нормативной нагрузки на настил получаем l/t=150.

Определим расход металла при толщине настила t = 6 мм и t = 12 мм.

При t = 6 мм

l=150х6=900 мм, тогда число балок настила равно n=16000/900= =17,78 шагов или 18 балок.

Принимаем n = 18 , a₁= 900 мм.

Схема нормального типа балочной клетки при t=6 мм и а₁=900 мм

При t = 12 мм

l=150х12=1800 мм, т.к. рекомендованный шаг балок настила находиться в пределах от 750 до 1200 мм, то принимаем l=1200 мм, тогда число балок настила равно n=16000/1200=13,33 шага или 14 балок. Принимаем n = 14, a₂ = 1200 мм.

Схема нормального типа балочной клетки при t=12 мм и а₂=1200 мм

2.1.1 Рассматриваем 1 вариант при t_н = 6 мм

Толщина настила t_н = 6 мм

Вес настила r = 7,85 г/см³ = 7850 кг/м³

при t_н = 6 мм вес g_n= 0,471 кН/м²

Расчетная схема балок настила

Нормативная нагрузка на балку настила

q_n = (p_n +g_n)·a₁ = (22+0,471)·0,9 = 20,22 кН/м

Расчетная нагрузка на балку настила

q= (g_p·p_n + g_g·g_n)· a₁ = (1,2·22 + 1,05·0,471)·0,9 =24,21 кН/м

g_p= 1,2, g_g= 1,05 – коэффициенты надежности

Расчетный изгибающий момент (длина балки настила 6 м)

кН×м = 10892 кН×см.

Требуемый момент сопротивления балки настила:

см³.

При условии W_x>W_тр по ГОСТ 8239-72 принимаем стальной горячекатанный двутавр № 30 с уклоном внутренних граней полок. Для него из сортамента выписываем: W_x = 472 см³; I_x = 7080 см⁴; g = 36,5 кг/м, ширина полки b=135 мм.

Так как W = 472 см³ > W_р,тр = 412,58 см³, то проверяем только прогиб балки настила по формуле:

,

здесь l – длина изгибаемой балки, в нашем случае это В=600 см.

 см.

По формуле находим, что наибольший допустимый прогиб для балки такой длины составляет:

см.

f = 2,34 < 2,4 = [f], следовательно принятая балка удовлетворяет условиям прочности и прогиба. Проверку касательных напряжений в прокатных балках при отсутствии ослабления опорных сечений обычно не производят, так как она легко удовлетворяется из-за относительно большой толщины стенок балок.

Общую устойчивость балок настила проверять не надо, так как их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним настилом.

Выбранная балка настила проходит по всем проверкам.

Вычислим общую массу настила и балок настила на одном пролете:

 кг,

тогда расход металла на 1 м² будет:

 кг/м².

2.1.2 Рассматриваем 2 вариант при t_н = 12 мм

Толщина настила t_н = 12 мм

Вес настила r = 7,85 г/см³ = 7850 кг/м³

при t_н = 12 мм вес g_n= 0,942 кН/м²

Нормативная нагрузка на балку настила

q_n = (p_n +g_n)·a₂ = (22+0,942)·1,2 = 27,53 кН/м

Расчетная нагрузка на балку настила

q= (g_p·p_n + g_g·g_n)·a₂ = (1,2·22 + 1,05·0,942)·1,2 =32,87 кН/м

g_p= 1,2, g_g= 1,05 – коэффициенты надежности

Расчетный изгибающий момент (длина балки настила 6 м)

кН×м = 14790 кН×см.

Требуемый момент сопротивления балки настила:

см³.

При условии W_x>W_тр по ГОСТ 8239-72 принимаем стальной горячекатанный двутавр № 33 с уклоном внутренних граней полок. Для него из сортамента выписываем: W_x = 597 см³; I_x = 9840 см⁴; g = 42,2 кг/м, ширина полки b=140 мм.

Так как W = 597 см³ > W_р,тр = 560,23 см³, то проверяем только прогиб балки настила по формуле:

,

здесь l – длина изгибаемой балки, в нашем случае это В=600 см.

 см.

По формуле находим, что наибольший допустимый прогиб для балки такой длины составляет:

см.

f = 2,29 < 2,4 = [f], следовательно принятая балка удовлетворяет условиям прочности и прогиба. Проверку касательных напряжений в прокатных балках при отсутствии ослабления опорных сечений обычно не производят, так как она легко удовлетворяется из-за относительно большой толщины стенок балок.

Общую устойчивость балок настила проверять не надо, так как их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним настилом.

Вычислим общую массу настила и балок настила на одном пролете:

 кг,

тогда расход металла на 1 м² будет:

 кг/м².

Похожие работы

Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания

Скачать

32880

6

15

... - m1 = 118,94 кг/м2 - по второму варианту - m1I = 77,2 кг/м2 Вывод: по расходу стали более экономичен второй вариант. Поэтому к дальнейшему проектированию принимаем второй вариант усложненной балочной клетки. Тип сопряжение вспомогательной и главной балок определится после расчета высоты главной балки. 2.2. Проектирование составной сварной главной балки. Разрезная балка загружена сосредоточенными ...

Конструирование и расчет балочной клетки и колонны при проектировании рабочей площадки производственного здания

Скачать

39540

1

19

... веса . Проверяем принятое сечение. Проверка прочности Проверка жесткости где fu = l/208 = 4,33 см при пролете l =9 м. Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости. Определяем вес вспомогательной балки на 1м2 рабочей площадки 4. Выбор оптимального варианта балочной клетки Необходимо сравнить два варианта балочных клеток. Сравнение производится по ...

Расчет и проектирование стальных конструкций балочной клетки

Скачать

18019

1

15

... –определение нормативных нагрузок; –определение расчетных нагрузок с учетом коэффициентов надежности по нагрузке: для временной нагрузки γf, p = 1,2; для собственного веса стальных конструкций γf, g = 1,05. –расчет балок настила и вспомогательных на прочность и проверка их прогибов по формулам: ;. Предельный относительный прогиб для балок настила и вспомогательных принимается . ...

Расчет и конструирование конструкций балочной клетки

Скачать

26494

1

22

...  кн/см2 19,25  24 кн/см2–условие выполняется 2) по второму предельному состоянию по деформациям по формуле 1.8: 0,003 ≤ 0,004 – условие выполняется 1.3 Расчет балочной клетки усложненного типа   Рисунок 6 – Схема балочной клетки усложненного типа Принимаем количество главных балок n равным 6. Шаг главных балок Lб.н. настила равен 2.8 м. Толщина настила tн = ...