Автор: Пользователь скрыл имя, 14 Февраля 2012 в 16:37, курсовая работа
В данной курсовой работе запроектирована балочная клетка нормального типа. При таком типе сопряжения нагрузка с настила передается на балки настила, которые в свою очередь передают ее на главные балки, опирающиеся на колонны. В качестве настила приняты плоские стальные листы, материал сталь . Балки настила запроектированы прокатными, материал сталь (двутавр №50). В качестве главных балок используем составные сварные балки двутаврового сечения, материал сталь . В соответствии с заданием, сопряжение главных балок и балок настила запроектировано этажное (Рисунок 1).
Введение 3
1 Компоновка балочной клетки, расчёт стального настила, подбор сечений, проверки несущей способности, жёсткости, общей устойчивости балок перекрытия балочной клетки 4
2 Расчёт и конструирование главной балки составного сечения 10
2.1 Компоновка и подбор сечения составной балки 10
2.2 Изменение сечения балки по длине 14
2.3 Проверка прочности и прогиба балки 16
2.4 Проверка и обеспечение общей устойчивости балки 17
2.5 Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов балки 17
2.6 Соединение поясов балки со стенкой 18
2.7 Расчёт и конструирование укрупнительного стыка балки на высокопрочных болтах 19
2.8 Расчёт и конструирование опорных и сопрягаемых узлов балок 21
3 Расчёт и конструирование центрально сжатой колонны 24
3.1 Выбор расчётной схемы и типа сечения колонны 24
3.2 Подбор сечения и конструктивное оформление стержня колонны 24
3.3 Расчёт и конструктивное оформление базы с траверсой и консольными рёбрами 26
3.4 Конструирование и расчёт оголовка колонны 28
4 Список используемой справочной и нормативной литературы 30
Содержание
Введение 3
1 Компоновка балочной клетки, расчёт стального настила, подбор сечений, проверки несущей способности, жёсткости, общей устойчивости балок перекрытия балочной клетки 4
2 Расчёт и конструирование главной балки составного сечения 10
2.1 Компоновка и подбор сечения составной балки 10
2.2 Изменение сечения балки по длине 14
2.3 Проверка прочности и прогиба балки 16
2.4 Проверка и обеспечение общей устойчивости балки 17
2.5 Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов балки 17
2.6 Соединение поясов балки со стенкой 18
2.7 Расчёт и конструирование укрупнительного стыка балки на высокопрочных болтах 19
2.8 Расчёт и конструирование опорных и сопрягаемых узлов балок 21
3 Расчёт и конструирование центрально сжатой колонны 24
3.1 Выбор расчётной схемы и типа сечения колонны 24
3.2 Подбор сечения и конструктивное оформление стержня колонны 24
3.3 Расчёт и конструктивное оформление базы с траверсой и консольными рёбрами 26
3.4 Конструирование и расчёт оголовка колонны 28
4 Список используемой справочной и нормативной литературы 30
В данной курсовой работе запроектирована балочная клетка нормального типа. При таком типе сопряжения нагрузка с настила передается на балки настила, которые в свою очередь передают ее на главные балки, опирающиеся на колонны. В качестве настила приняты плоские стальные листы, материал сталь . Балки настила запроектированы прокатными, материал сталь (двутавр №50). В качестве главных балок используем составные сварные балки двутаврового сечения, материал сталь . В соответствии с заданием, сопряжение главных балок и балок настила запроектировано этажное (Рисунок 1).
Расчёт элементов конструкций и подбор материала осуществляется в соответствии со СниП II-23-81*. Стальные конструкции/Госстрой СССР.–М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1990.–96 с.
Графическая часть выполнена в соответствии с требованиями СТБ 21.504-2005 СПДС. Конструкции металлические. Правила выполнения чертежей марки КМ.
Исходные данные представлены в Таблица 1.
Таблица 1 – Исходные данные
Размеры перекрытия в плане 3А х 3В, м | |
Отметка верха настила, м | |
Временная нагрузка, кПа | |
Материал
конструкций:
|
|
Тип сопряжения главной балки и балок настила | этажное |
Рисунок 1 – Сопряжение балок в одном уровне: 1. настил;
2. балка настила; 3. главная балка; 4. ребро жёсткости
Интенсивность внешней нагрузки, согласно исходным данным (см. Введение), составляет . Для стальных настилов применяют листы толщиной при нагрузке [6]. В соответствии с данной рекомендацией, принимаем толщину стального настила мм.
Принимая величину предельного относительного прогиба , определим наибольшее отношение пролёта настила к его толщине . Для этого воспользуемся выражением [3]:
(1.1)
где – пролёт настила, мм;
– заданное отношение пролёта настила к его предельному прогибу, принимаем равным ;
– цилиндрическая жёсткость
настила, определяемая по
(1.2)
где – модуль упругости прокатной стали;
– коэффициент Пуассона для стали.
; (1.3)
Возможные варианты компоновки балочной клетки:
При
жёстком закреплении тонкого
настила и отношении 40<lн/tн<300
учитываем продольную силу и расчёт ведём
на изгиб с распором (Рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 – Работа настила на изгиб с распором
Приведём несколько вариантов схем балочной клетки (Рисунок 1.2, Рисунок 1.3).
Рисунок 1.2 – Схема балочной клетки №2
Рисунок 1.3 – Схема балочной клетки №4
Балки настила принимаем прокатными. В качестве прокатных балок настила используем балки двутаврового сечения. Номер профиля принимаем из Сортамента прокатной стали по моменту сопротивления, определяемому по формуле:
; (1.4)
где – максимальный изгибающий момент, определяемый по формуле:
; (1.5)
где – длина балки настила, м;
– коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, принимается равным 1,1;
– расчётное сопротивление материала, для стали марки принимаем равным по [4],
– коэффициент условий работы, принимаем равным 1 по [1],
– расчётная прогонная нагрузка на балку; определяется по формуле [4, форм. 3.4]:
; (1.6)
где – коэффициент надёжности по нагрузке для равномерно распределённой нагрузки, принимается равным 1,2;
– коэффициент надёжности по нагрузке, принимается равным 1,05;
– временная нормативная равномерно распределённая нагрузка на настил, (см. Введение);
– собственный вес настила, .
– собственный вес балки настила, принимаем равным нагрузки, приходящейся на балку, .
Таким образом
; (1.7)
Вес настила можно определить по формуле:
; (1.8)
где – масса ромбической стали, [4],
– ускорение свободного падения, принимаем равным .
Рассчитаем нормативную нагрузку на балку настила и величину фактического прогиба по следующим формулам:
; (1.9)
; (1.10)
Результаты вычислений сведём в таблицу (см. Таблица 1.1 ).
Таблица 1.1 – Проектные варианты схемы балочной клетки
№ варианта | Шаг а, м | Толщина настила , | Вес настила , | Расчетная нагрузка на балку настила q, | Изгибающий момент М, | Требуемый момент сопротивления , | Номер двутавра | Масса 1 м.п. двутавра |
1 | 1,17 | 10 | 0,785 | 41,08 | 415,95 | 1575,58 | 50 | 78,5 |
2 | 1,15 | 10 | 0,785 | 40,38 | 408,84 | 1548,65 | 50 | 66,5 |
3 | 0,90 | 10 | 0,785 | 31,60 | 319,96 | 1211,99 | 45 | 66,5 |
4 | 1,00 | 12 | 0,942 | 35,28 | 357,22 | 1353,10 | 50 | 78,5 |
Нормативная нагрузка на балку настила и величина фактического прогиба (Таблица 1.2).
Таблица 1.2 – Определение расхода металла и фактического прогиба