35092

Расчет главной балки

Дипломная

Архитектура, проектирование и строительство

Подбор сечения балки настила. Расчёт главной балки. Компоновка сечения главной балки. Изменение сечения главной балки по длине пролета.

Русский

2013-09-09

1.26 MB

181 чел.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Список литературы

Содержание:

1.1 Компоновка балочной клетки.

1.2. Подбор сечения балки настила.

1.3. Расчет стального листового настила.

1.4. Расчет щитового настила.

2. Расчёт главной балки.

2.1. Расчетная схема, нагрузки и усилия.

2.2. Компоновка сечения главной балки.

2.3. Проверка прочности и жесткости подобранного сечения.

2.4. Изменение сечения главной балки по длине пролета.

2.5. Проверка и обеспечение устойчивости балки, сжатого пояса и стенки.

2.6. Расчет соединения поясных листов со стенкой.

2.7. Конструирование и расчет опорного ребра главной балки.

2.8. Проектирование укрупнительного стыка главной балки.

2.8.1. Сварной стык.

2.8.2 Стык на высокопрочных болтах.

3. Расчёт и конструирование колонны.

3.1. Расчетная схема. Расчетное усилие.

3.2.1. Колонна сплошного сечения.

3.2.2. Расчёт оголовка сплошной колоны.

3.2.3 Конструирование и расчёт базы сплошной колонны.

4.1. Расчёт колонны сквозного сечения.

4.2.Расчёт оголовка сквозной колонны.

4.3.Конструирование и расчёт базы сквозной колонны.

5.Расчёт и конструирование сопряжения БН с ГБ.

6.Список использованной литературы.

1.1 Компоновка балочной клетки.

В курсовом проекте рассмотрим две схемы балочной клетки(с листовым настилом и с щитовым настилом).Рабочая площадка  состоит из элементов, образующих балочную клетку (главных балок - ГБ и балок настила - БН), настила, колонн и связей.

По колоннам вдоль большего шага устанавливают главные балки (ГБ), а по ним – балки,  поддерживающие настил (БН).  Шаг балок настила  a   выбирается таким образом, чтобы ему был кратен размер L. При расстановке БН учитывают, что они не должны  опираться на главную балку в середине пролета, поскольку в этом месте устраивается укрупнительный стык. Шаг балок выбираем в зависимости от типа настила и заданной нормативной нагрузки на рабочую площадку по таблице 1.1.

Для каждой схемы необходимо определить толщину стального настила, подобрать сечения балок настила из прокатных двутавров, размеры ребер щитового настила, а затем выбрать наиболее экономичный вариант по расходу металла.L=15 м,l=6.6 м

Принимаем шаг балок настила для нормального типа БК а=0.75 м для усложненного типа БК а=0.66м

Подбор сечения балок для нормального типа БК.

Вычисляем погонную нормативную нагрузку на балку.

qn=1.05*P*a=1.05*26*0.75=20.475  кН/м

1.05-приближенный коэффициент настила,

Р-приближенный вес настила,

а-шаг балок настила

Вычисляем расчётную нагрузку на балку.

qр=1.05*P*a*γfp=1.05*14*0.83*1.2=14.64  кН/м

Mmax=qp*l2/8=14.64*5.22/8=49.48кНм

l-поперечный шаг колонн по условию l=5.2 м

Из условия прочности находи требуемый момент сопротивление сечения балки.Ry=270 МПа    γc=0.9

WтрMmax/Ryc=49.48/270*103*0.9=204*10-6 м3Определяем сечение по ГОСТ   26020-83

23Б1 h=230 мм    b=110мм t=9мм  Ix=2996 см4 Aсеч=32.91см2 g=25.8 кг/м

S=tw=5.6 мм        Wx= 260.5   см3

Проверка по условию жёсткости

f/L=(5/384)*qn*l3/E*Ix   f/L=1/200     5*12.2*141/384*2.06*108*2996*10-8=

0.0036 < 0.005 условие жёсткости обеспечено

1.3. Расчет стального листового настила.

.

Настил укладывается на балки настила и приваривается к ним сплошными угловыми швами. Подбор толщины настила производится из расчета его жесткости, поэтому в качестве материала настила следует принимать наиболее дешевую сталь С235.

bf=0.11м a=0.83м ln=a-bf=0.83-0.11=0.72 м =720 мм

Определяем предельное отношение пролёта к его толщине.

ln/tn= (4n0/15)*(1+72*E1/ n04*P)     E1=E/1-ν2    ν=0.3  E=2.06*108 n0=150

720/ tn= (4*150/15)*(1+(72*2.06*108/1-0.32)/1504*14)

tn=720/91.8=7.84 мм  принимаем по сортаменту tn=8 мм

Масса настила и балок настила, приходящаяся на 1 м2балочной клетки.

gбн=25.8   кг/м     gн=7850*tnкг/м

gбк=gбн/а + gн=25.8/0.83+7850*0.008=93.9 кг/м2

1.4. Расчет щитового настила.

Вычисляем погонную нормативную нагрузку на балку.

qn=1.05*P*a=1.05*14*1.66=24.4кн/м

Вычисляем расчётную нагрузку на балку.

qр=1.05*P*a*c=1.05*14*1.66*1.2=29.28 кН/м

Mmax=qp*l2/8=29.28*5.22/8=98.97 кНм

l-поперечный шаг колонн по условию l=5.2 м

Из условия прочности находи требуемый момент сопротивление сечения балки.Ry=270 МПа    γc=0.9

WтрMmax/Ryc=98.97/270*103*0.9=407*10-6 м3Определяем сечение по ГОСТ   26020-83

30Б1 h=296мм b=140 мм t=8.5 мм Ix=6328см4 Aсеч=41.92см2 g=32.9кг/м

S=tw=5.8 мм        Wx= 427.0  см3

Проверка по условию жёсткости

f/L=(5/384)* qn*l3/E*Ix  f/L=1/200     5*24.4*141/384*2.06*108*6328*10-8=

0.0034< 0.005 условие жёсткости обеспечено

Расчёт толщины щитового настила.

Шаг ребра назначаем ap=a/2=1.66/2=0.83 м

Определяем толщину  настила    ap/ tn =(4n0/15)*(1+72*E1/ n04*P)     E1=E/1-ν2    ν=0.3  E=2.06*108  n0=150  tn=830/131.83 =6.29  мм  принимаем по ГОСТ 7 мм

lp=a-bf-10мм=1660-140-10=1.51 м = 1510 мм

bf=140 мм а=1660 мм     (7 мм из расчёта)

рассчитываем погонную нагрузку на ребро.

q= 1.01(78.5* tn* γfg+P* γfp)*ap=1.01*(78.5*0.007*1.05+14*1.2)0.83=14.6 кН/м

Находим высоту ребра.

hp= 0.6*√q*lp/ tn*Ry=0.6*√14.6*1.512/0.007*230*103=0.086м =8.6 см

принимаем по ГОСТ толщину ребра 9 см

Определяем геометрические характеристики сечения.

 1,81см

 

Wxmin=Ix/ymaxWxmax=Ix/yminWxmin=146.86/7.89=18.61 см3

Wx max=146.86/1.81=81.14 см3

Уточнение нормативной и погонной нагрузки на ребро.

q n=(0,01·gщн + Рap; qр=(0,01·gщн·γfg + Р·γfpap

=7850*0.007=54.95кг/м2 =7850*0.09*0.007/0.83=

=5.96 кг/м2  ≈6 кг/м2gщн= gн + gр=54.95+6 ≈60.95 кг/м2

qn=(0.61+14)*0.83=12.12  кН/м  qр=(0.61*1.05+14*1.2)*0.83=14.48  кН/м

Изгибающий моментMmax=qp*l2/8=14.48*1.512/8=4.13кНм

Проверку прочности расчетного сечения ребра производят по формуле  

.σ = 4.13*103*0.0789/146.86*10-8=221,9мПа <   230 МПа Условие выполнено.

Проверку жесткости – по формуле .

5*14.48*(1.51)2/384*2.06*108*146.86*10-8=0.0014    <   0.005

Условие выполнено.

Показатели

Значение показателей в кг/м2

1 вариант

2 вариант

БН

25.8 кг/м2

32.9 кг/м2

Н

93.9 кг/м2

60.95 кг/м2

Итого

gБК1=119.7 кг/м2

gБК2=93.85 кг/м2

Принимаем балочную клетку с наименьшим значением  gБК(Схему с щитовым настилом)

2. РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ БАЛКИ.

2.1. Расчетная схема, нагрузки и усилия.

 а – грузовые площади; б – действительная схемазагружения главной балки; в – принятая расчетная схема главной балки.

Нагрузка от балок настила передается на главную балку в виде сосредоточенных сил. Для средней балки площадки сосредоточенная сила равна двум опорным реакциям балок настила (рис.6,а,б). При большом количестве сосредоточенных сил (>5) их можно заменить равномерно распределенной нагрузкой (рис.6,в).

Погонная нагрузка с приближенным учетом собственного веса главной балки (1%) будет равна:

нормативная:;

расчетная:,

здесь 0,01-коэффициент перевода массы gБК(кг) в вес (кН);

fg=1,05-коэффициэнт надежности по собственному весу.

Максимальные значения изгибающего момента и перерезывающей силы составят:  ,  .

Расчет главной балки выполняют без учета работы материала в упруго-пластической стадии. Прочность балки по нормальным максимальным напряжениям проверяется по формуле

а по максимальным касательным напряжениям – по формуле

Из условия прочности (4) и жесткости (2) определяют требуемые момент сопротивления и момент инерции сечения в середине пролета: n0  принимаем 250.

,  

2.2. Компоновка сечения главной балки.

Сечение главной балки компонуется из трех листов (рис.7): вертикального листа (стенка) и двух горизонтальных (полки).Высота балки h принимается в результате сопоставления строительной, минимальной и оптимальной h,

Из условия предельного состояния по жесткости (2) определяют минимальную высоту сечения hmin, при которой расчетные напряжения =Ry, то есть полностью используется прочность материала.

По условиям выбираем h=hopt=1,42=1,5м    hw=1450мм

Определяем толщину стенки tw из условия прочности и устойчивости.

1)Во избежание постановки продольных рёбер жёсткости.

.

2)Из условия прочности стенки на срез в опорном сечении

 Rs=0,58Ry=27*0,58=15,66

3)Конструктивное условие  tw≥6мм

Выбираем       tw=twmaxокончательно принимаем tw=10мм.

Для определения ширины bf и толщины tf полки можно определить

сначала требуемую площадь одной полки Af. Поскольку момент сопротивления

балки состоит из моментов сопротивления полок и стенки, момент сопротивления двух полок будет равен (с некоторыми допущениями), а требуемая площадь одной полки из условия прочности .

 

площадь одной полки из усл.жёсткости.

Аналогично требуемую площадь одной полки можно получить из условия жесткости (по требуемому моменту инерции):

     .

По большему значению требуемой площади полки назначаем ее размеры из стандартного листа, соблюдая следующие граничные условия:

а) (484…242мм) – требование общей устойчивости балки;

примем 360 мм

б) - требование местной устойчивости сжатой полки.

Принимаем полку из стандартного листа .

.Условие выполнено.

2.3. Проверка прочности и жесткости подобранного сечения.

1. Проверку  начинаем с вычисления геометрических характеристик сечения:

площадь одной полки Af = bf·tf=20*360=72*10-4 м2

площадь стенки Aw = hw·tw=1,45*0,01=0,0145 м2

площадь всего сечения AГБ = 2·Af + Aw=144*10-4+0,0145=0,0289 м2

момент инерции сечения

       уточненная высота сечения h = hw + 2·tf=1,45+2*0,02=1,49м;

минимальный момент сопротивления сечения

;

Статический момент половины сечения

,235≤270 МПа                    

450>200  Условие выполнено

2.4. Изменение сечения главной балки по длине пролета.

Сечение балки подобрано по наибольшему расчетному моменту Мmaxв середине пролета. Ближе к опорам момент в балке значительно меньше, и ее сечение в целях экономии стали может быть уменьшен.

Рациональное место изменения сечения находится на расстоянии     от опоры(2,76…3,32м).   L=16,6м

Окончательно расстояние х принимается с учетом того, чтобы место изменения сечения не совпало с местом примыкания балки настила.(x=3м)Расчетный изгибающий момент М1 и поперечную силу Q1 определяем по формулам:

;  

.

Уменьшенное сечение подбираем, исходя из прочности стыкового сварного шва нижнего пояса. Расчетное сопротивление стыковых швов при физических методах их контроля принимаем Rwy = Ry, а при отсутствии физического контроля качества швов расчетное сопротивление растяжению   Rwy = 0,85·Ry=0,85·270=229,5МПа

Требуемый момент сопротивления измененного сечения ;требуемая площадь

Ширина поясного листа в измененном сечении не должна быть меньше 200мм, меньше 1/10 высоты балкиh(14,5 см) (условие устойчивости балки на опоре) и меньше половины ширины полки в середине длины балки .  Условие не выполняется, значит, берем ширину поясного листа равную 200мм

Принимаем размеры балки изменённого сечения

Определив характеристики измененного сечения, следует произвести проверки прочности главной балки.

Геометрические характеристики:

,

,

.>W1 = 8437,3

Требуется проверка прочности стенки на уровне соединения ее с полкой по приведенным напряжениям, так как в этом месте, кроме больших нормальных напряжений, действуют также касательные напряжения. Проверку осуществляем по формуле

   21,14≤ 31,05

Условие выполнено.

2.5. Проверка и обеспечение устойчивости балки, сжатого пояса и стенки.

В соответствии с п.5.16[1] устойчивость балки проверять не требуется, так как при схемах балочной клетки, предусмотренных заданиями на курсовой проект, верхний пояс закреплен настилом.

Устойчивость сжатого пояса обеспечена соотношением его ширины и толщины в процессе назначения размеров сечения.

Стенку балки в соответствии с п.7.10[1] следует укрепить поперечными ребрами жесткости,  если  .

а= 166 см    hw=145см   L=16.6/2=8.3м

Ширину отсека подбираем из условия

Примем ширину отсека b= 166 см

Ширина парного симметричного ребра bh принимается не менее.Толщина ребра ts принимается не менее .

Устойчивость стенки проверяется в предположении ее работы как прямоугольной пластинки a1×hw, ограниченной двумя соседними ребрами и поясами. В реальном проектировании делается проверка устойчивости каждого отсека стенки (от ребра до ребра). В курсовом проекте достаточно сделать проверку устойчивости стенки в месте изменения сечения балки по формуле

,

Критические значения напряжений σcr и τcr на основании п.7.4 [1] можно определить по формулам:

; .

-условная гибкость стенки   

Сcr определяется по т.12  

коэф. по т.13    Сcrнаходим интерполяцией по т.12   Сcr=32,6



- отношение большей стороны пластинки к меньшей



Проверка   

Условие выполнено.


2.6. Расчет соединения поясных листов со стенкой

Поясные швы (рис. 12) препятствуют сдвигу полок относительно стенки вдоль балки от действия поперечной силы Q.

Рис. 12. К расчету соединения поясных листов со стенкой

Расчет швов ведется на максимальную поперечную силу (на опоре), Qmax, а толщина швов принимается постоянной по длине балки.

Расчетное сдвигающее усилие на единицу длины шва:

 =  = кН/см

Для выполнения поясных швов примем сварку полуавтоматическую сварочной. Для этих условий и стали С275 Rwf =200МПа -расчётное сопротивление углового шва по середине шва; Rwz=175,5МПа -расчётное сопротивление по границе сплавления.

Первоначально назначаем катет шва минимально возможный в зависимости от более толстого листа.

Коэффициент проплавления βf=0,9; βz=1,05; γwf=1.

  1. по металлу шва производят в положении «в лодочку»

 Rwf γc, где


=(2;1)

=5мм

По таблице Г1 провели соответствие между классом стали, сварной проволокой и типом электрода:

СВ-08ГА     Э46А

 Rwf γc   =18

2)По металлу границы сплавления:

 Rwz γc

 Rwz γc=15,98

Минимально допустимый катет шва достаточен.


2.7. Конструирование и расчет опорной части главной балки

Опорная часть ГБ может быть выполнена по двум вариантам – с выступающим опорным ребром и с опорным ребром, находящимся внутри сечения балки. Принимаем опирание ГБ на колонну сверху. Расчетом должны быть проверены опорные ребра на смятие, опорная часть балки на устойчивость и сварные швы, прикрепляющие опорное ребро к стенке  балки (рис. 13).

Рис. 13. Опорная часть главной балки:

а – с торцевым ребром; б – расчетная схема опорного ребра при проверке устойчивости

Сначала определяются размеры опорного ребра bp и tp из условия его прочности на смятие торцевой поверхности опорной реакцией главной балки =Qmax=775,2кН.

1.Задавшись tp = 12…20 мм, принимаем tp = 14 мм                

,  где

q – расчетная нагрузка на единицу длины главной балки;

Rp – расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности ( от (390) и от (270))


Принимаем стандартную ширину ребра bp=20см

Условие выполняется.

Выступающую часть ребра назначаем 1,5

2. Проверяется устойчивость опорной части балки из плоскости стенки как центрально-сжатой стойки, нагруженной силой Fоп:

bp+

Геометрическая длина ребра:

l==145 см

Расчетная длина:

Гибкость:  32,22

Определяем условную гибкость опорного ребра:

= 1,2

=

Проверка устойчивости:

Условие выполняется.

3. Проверяется местная устойчивость опорного ребра:

=   = 9,5 см

4,75

Условие выполняется.

4. Опорная реакция с ребра на стенку балки передается через вертикальные угловые швы (швы «а» на рис. 13).

Требуемый катет шва:

 , где 

,

 =85

  =

.

Условие выполняется.


2.8. Проектирование укрупнительного стыка главной балки

Укрупнительный стык устраивается обычно в середине пролета балки, что позволяет получить два одинаковых отправочных элемента. Стык проектируется сварным (рис. 14), либо на высокопрочных болтах (рис. 15).

2.8.1. Сварной стык

Рис. 14. Сварной стык главной балки

Вариант сварного укрупнительного стыка требует следующих конструктивных   и технологических мероприятий:

1) Сжатый пояс и стенку соединяют прямым швом встык, а растянутый пояс – косым швом (тангенс угла наклона линии стыка к оси пояса равен 2), так как на монтажной площадке физические способы контроля затруднены. Такой стык равнопрочен основному сечению балки и может не рассчитываться.

2) Участки поясных швов длиной по 500…700 мм от стыка оставляют на заводе не заваренными.

3) Сварку стыка следует производить в последовательности, указанной цифрами на рис. 14 (во избежание больших сварочных напряжений).

4) Следует предусмотреть разделку кромок свариваемых деталей и зазоры в стыке.


2.8.2 Стык на высокопрочных болтах

Рис. 15. Укрупнительный стык на высокопрочных болтах

Конструирование стыка на высокопрочных болтах заключается в выборе диаметра и материала болтов, размеров накладок поясов и стенки, способа обработки поверхностей, в размещении болтов.

Расчет стыка состоит в определении количества болтов в стыке поясов и в проверке прочности стыка стенки по усилию в наиболее нагруженном болте.

Принимаем болты диаметром 20 мм из стали 40х «селект»:

Стык поясов перекрываем 3 накладками с двух сторон. При этом суммарная площадь накладки A должна быть не менее Af=. Толщину накладки tн принимаем tн=1,4см. Верхняя накладка – ширина 30см. Нижняя накладка – ширина 12,5см.

Af=


Расчетное усилие на 1 болт, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, определяем по формуле:

Коэффициент трения  табл.A5;

– коэффициент надежности (по моменту закручивания)

Максимально допустимое расчетное усилие на стык поясов составит:

Определяем требуемое количество болтов:

Примем количество болтов n=16.

Стык стенок перекрываем накладками толщиной 1,0см

Болты ставим в двух вертикальных рядах с каждой стороны на расстоянии

 y=120 мм. Число болтов в ряду 10 штук.

Момент, приходящийся на стенку:

Наибольшее усилие на 1 болт, который будет передаваться первой поверхностью трения, определяем по формуле:

– количество вертикальных рядов болтов с одной стороны стыка

Условие прочности выполнено.


3. Расчет и конструирование колонны

3.1. Расчетная схема. Расчетное усилие

Колонны рабочей площадки рассчитываются как центрально-сжатые стержни.

При расчете главной балки было принято шарнирное сопряжение балки с колонной. Горизонтальная несмещаемость верхнего конца колонны обеспечивается системой вертикальных связей. Нижний конец колонны считается закрепленным шарнирно, если анкерные болты крепятся к опорному листу базы, и защемленным, если болты закреплены на траверсах, которые развиты относительно данной оси сечения стержня (рис. 16).

Рис. 16. К расчету колонны: а – конструктивные схемы; б – расчетные схемы

За длину стержня lc принимается расстояние от низа ГБ до низа базы колонны (до верха фундамента): .

Здесь hн – отметка верха настила по заданию;

tн – толщина настила;

h – высота сечения главной балки;

а – выступающая часть ребра главной балки, которую можно принять равной 30 мм;

hб – заглубление базы колонны ниже нулевой отметки, принимается равным 0,5…1,0м


Расчетная длина колонны:

 lef = μ·lc, где

  коэффициент, зависящий от способа закрепления концов сжатого стержня (рис. 16). Закрепление обоих концов можно принять шарнирными.

= 1 866,2 = 866,2

Расчетная сосредоточенная сила N:

N = 1,01(p)= 1,01(14)

3.2. Компоновка и подбор сечения

Задаёмся гибкостью λ=90.

= 3,26

=

Двутавр типа В – (

3.3. Колонны сплошного сечения

Радиус инерции:

Определяем требуемую ширину полки:

()

Принимаем

Находим толщину стенки:

Принимаем tw=0,8см

Находим толщину полки tfтр:

  1.      
  2.   = 1,3см, где

               

Принимаем

Определение геометрических характеристик сечения колонны:

-стенка:

-полка:

Находим общую площадь сечения:

 = 180

Находим момент инерции и радиус инерции относительно оси у:

Радиус инерции:

Проверка  полученного сечения:

= = 68,04

Находим условную гибкость:

=

Проверяем колонну на прочность:


Проверка местной устойчивости стенки:

62,5

Условие выполняется.

Требуются ребра жесткости:

bh = = .

ts = =  4,34мм = 5мм   

3.3.1. Конструкция и расчет оголовка колонны

Конструкция оголовка колонны принимается в зависимости от компоновки балочной клетки. Опирание сверху ГБ можно применять только, когда на колонну опирается только ГБ, и при опирании ГБ на колонну сверху, давление передается через опорное ребро, приваренное к элементам колонны 4 угловыми швами. Оголовок служит для передачи усилий с выше лежащих конструкций на колонну.

Рис. 17. Опирание балок на колонну сбоку: сплошная колонна


Толщина опорной плиты t0 = 20мм Торец стержня колонны фрезеруется, ширина ребра назначается из расчёта необходимой длины участка смятия.

= bр + 2 t0=20+ 2·2=24см, где

bр = 20см – ширина опорного ребра ГБ

  = = 1,89см

Катет шва для крепления ребер:

Принимаем  = 0,9см

+1см =  +1см= 30,91см

Проверяем стенку колонны на срез вдоль ребра:

τ  = =16,15>15,66

Т.к проверка не выполняется, мы устраиваем в верхней части колонны вставку длиной:

= +50мм= 65см

И толщиной:

=

Принимаем


3.3.2. Конструкция и расчет базы колонны

Сопряжение колонны с базой проектируем шарнирным. База колонны состоит из: опорной плиты, траверс, анкерных болтов и ребер жесткости, если они необходимы по расчету. Анкерные болты назначаем конструктивно от 20 до 30 мм. Задаемся толщиной траверсы tтр=1см.

Рис. 18. Базы центрально-сжатых колонн объединенного типа

Требуемая площадь плиты из условия смятия:

Назначаем свес   с= c1=100 мм из конструктивных условий  

Принимаем размер плиты:

Площадь плиты:

С= 10см

Определяем отпорное давление фундамента:

Разбиваем участки под плитой на 3 равных участка. Определяем расчётные моменты на 3 участках:

Участок 1-плита опирается на 2 стороны(консоль)

Участок 2- плита опирается на 3 стороны

(длина незакрепленной части)

где a1-размер свободной стороны, β-отношение закрепленной стороны к свободной.

Участок 3- плита опирается на 4 стороны

где a-короткая сторона, -зависит от отношения b/a.

Выбираем из 3х моментов больший и определяем толщину опорной плиты из условия прочности:

Принимаем


3.3.3. Расчет траверсы

Рис. 19. Расчетные схемы и эпюры М траверсы

Прикрепление траверсы к колонне производим полуавтоматической сваркой, используем присадочный материал - проволку СВ08Г2С и электрод Э46.

Rwf =200 МПа
=  

 

,

 =0,8см удовлетворяет условию


Определяем высоту траверсы:

Принимаем hтр=30см.

Проверяем траверсу на изгиб и срез:

Прочность траверсы обеспечена.

  1.  Расчет швов крепления траверса к колонне.

== 5,62

=   

= 10,76=18

  1.  Расчет швов крепления траверсы и стержня колонны к плите.

Плита и торец колонны фрезеруются, поэтому расчет швов не требуется.

  1.  Расчет анкерных болтов на растяжение.

Устанавливаем конструктивно-2 болта диаметром 20мм.


3.4. Колонны сквозного сечения

3.4.1. Расчет относительно оси х

По ГОСТ 26020-83

А 

Принимаем двутавр 23К1

h=227мм          

мм            g=52,2

= = 87,06

Находим условную гибкость:

=

Проверяем колонну на устойчивость:

Устойчивость колонны в плоскости х обеспечена.

3.4.2. Расчет относительно оси у

Назначается конструктивно зазор между ветвями :

+24 = 39см

=15+2

= = 42,44

Назначаем размеры планок:

Принимаем  (ГОСТ)

Принимаем  (ГОСТ)

=(195,3…260,4)см

Принимаем

L =

Определяем  количество планок:

= = 28,96


== 50,1

n= = 0,029

=

Проверяем колонну на устойчивость:

Устойчивость колонны в плоскости y обеспечена.


3.4.3 Расчет планок.

Рис. 20. К расчету планок сквозной колонны

1269,34   

Так как расчет ведем по металлу границы сплавления.


Назначаем катет шва:

 - катет шва.   

Принимаем   = 0,6 см ()

=25,83

= 176,5

= 7,19

=7,62  

Условие выполняется.

Необходимо располагать диафрагмы жесткости через 4 метра.


3.4.4. Расчет оголовка сквозной колонны

Рис. 21. Опирание балок на колонну сверху: сквозная колонна

Конструкция оголовка колонны принимается в зависимости от компоновки балочной клетки. Опирание сверху ГБ можно применять только, когда на колонну опирается только ГБ, и при опирании ГБ на колонну сверху, давление передается через опорное ребро, приваренное к элементам колонны 4 угловыми швами. Оголовок служит для передачи усилий с выше лежащих конструкций на колонну.

Толщина опорной плиты t0 = 20мм Торец стержня колонны фрезеруется, ширина ребра назначается из расчёта необходимой длины участка смятия.

= bр + 2 t0=20 + 2·2=24см

 bр = 20см – ширина опорного ребра ГБ

  = = 1,89см

Катет шва для крепления ребер:

Принимаем  = 0,9см

 +1см =  +1см= 30,9см

Проверяем стенку колонны на срез вдоль ребра:

τ  =  =10,7615,66

Принимаем

3.4.5. Расчет базы сквозной колонны

Рис. 22. Базы центрально-сжатых колонн объединенного типа

Сопряжение колонны с базой проектируем шарнирным. База колонны состоит из: опорной плиты, траверс, анкерных болтов и ребер жесткости, если они необходимы по расчету. Анкерные болты назначаем конструктивно от 20 до 30 мм. Задаемся толщиной траверсы tтр=1см.

Требуемая площадь плиты из условия смятия:

Назначаем свес   с= c1=100 мм из конструктивных условий  

см

Принимаем размер плиты:

Площадь плиты:

С= =10см

Определяем отпорное давление фундамента:

Определение толщины плиты.

Разбиваем участки под плитой на 3 равных участка. Определяем расчётные моменты на 3 участках:

Участок 1-плита опирается на 2 стороны (консоль):

Участок 2- плита опирается на 3 стороны:

(длина незакрепленной части)

где a1-размер свободной стороны, β-отношение закрепленной стороны к свободной

Участок 3- плита опирается на 4 стороны:

где a-короткая сторона, -зависит от отношения b/a.

Выбираем из 3х моментов больший и определяем толщину опорной плиты из условия прочности:

Принимаем


4. Конструирование и расчет сопряжения балок настила с главной балкой

Проектируем сопряжение главной балки с балками настила  в одном уровне на болтах нормальной точности диаметром d=16 мм (М16)

Расчетное сопротивление болтов срезу и смятию:

(расчетное сопротивление срезу болтов)

(расчетное сопротивление смятию болтов)

Площадь сечения болта:

Принимаем класс прочности 5.8

Класс точности С

Задаемся толщиной накладки равной толщине ребра tr=0,7см.

4.1. Определение количества болтов

Несущая способность одного болта на срез:

Несущая способность одного болта на смятие:

Опорная реакция балки настила:

 

Определяем требуемое количество болтов:

Принимаем количество болтов – 3

4.2. Проверка прочности накладки

Производится по ослабленному сечению.

Зададимся размерами накладки:


4.3. Проверка прочности сварных швов

Рис. 23. К расчету сварных швов

Проверяем прочность швов, прикрепляющих накладку к балке настила, на совместное действие сдвигающей силы и момента M=. Считаем, что усилие равномерно распределено между обоими швами.

kfmin=0,4см при ()

kfmax  =0,78см

Принимаем kf=0,6см

Сварка принимается ручная: βf=0,9.Найдем напряжение в швах от сдвигающей силы   и от момента M:

=    

С=100мм

405,787

= = = кНсм, где

 =  =

=   

x=  =


y=  =

Проверяем прочность шва:

5. Список литературы

1. М.У. «Проектирование рабочей площадки производственного здания» Кузнецов В.П, Самара 1999г.)

2. Металлические конструкции: учебник для студентов ВтУЗов / Ю.И. Кудишин, Е.И.Беленя, В.С. Игнатьев и др./Под ред. Ю.И. Кудишина. – 10-е изд. стер. – М.: Издат. Центр «Академия», 2007.-688с.

3. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. СП 16.13330.2011 Актуализированная редакция. Нормы проектирования. – Москва 2011.

4. Металлические конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов / Под ред. Г.С.Веденикова. – М.: Стройиздат, 1998

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 7

Компоновка и выбор схемы БК


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5996. Механика. Термодинамика. Молекулярная физика 383.23 KB
  Механика. Молекулярная физика. Термодинамика Содержание: Основные понятия кинематики Перемещение точки и пройденный путь. Скорость. Вычисление пройденного пути Ускорение при криволинейном движении Нормальное, тангенциальное и полное ускорение Кинема...
5997. Создать метод и измерительную систему, обеспечивающие НК температурных характеристик структурных переходов 578.5 KB
  Актуальность темы исследования. Полимерные материалы (ПМ) находят широкое применение, что обусловлено разнообразием их свойств, которые можно изменять при применении новых технологий. Информация о структурных переходах (фазовых, релаксационных) в ПМ...
5998. Исследование физических процессов, возникающих в структурах металл-диэлектрик-полупроводник 639.5 KB
  Актуальность работы. Разрушения изделий, аппаратов, конструкций, связанные с нарушением прочности материалов, приводят к серьезным последствиям, а в некоторых отраслях и технологических процессах они просто недопустимы. Следовательно, при эксплуатац...
5999. Планирование маркетинга строительства 153 KB
  На современном этапе социально-экономического развития все большую роль приобретает такая отрасль экономического знания, как экономика строительства. Это вполне закономерно, если учитывать то влияние, которое оказывает строительство на экон...
6000. Качество электроэнергии в системах электроснабжения объектов 244.5 KB
  Введение Приемники электроэнергии (ПЭ) и аппараты, присоединенные к электрическим сетям, предназначены для работы при определенных номинальных параметрах: номинальной частоте переменного тока, номинальном напряжении, номинальном токе и т. п. Долгое ...
6001. Маркетинг: основы теории 2.81 MB
  В пособии рассмотрены методологические аспекты реализации современных концепций маркетинга в процессе становления и развития рыночного хозяйства в России, определены роль и значение маркетинговых методов и инструментов в организации финансово-хозяйс...
6002. Учебно-методическое пособие по выполнению контрольных работ по дисциплине Экономика 198.5 KB
  В пособии излагаются основные требования, советы, рекомендации по выполнению контрольных работ по дисциплине Экономика для студентов не-экономических специальностей заочной формы обучения. В нем представлены варианты работ, литература, приложения...
6003. Расчет количества технических обслуживаний подвижного состава за год 88.85 KB
  Введение На современном этапе перехода к рыночным отношениям возникает потребность ускоренного развития производственной инфраструктуры, в том числе транспорта, обеспечивающей надежное обращение материальных ресурсов. Ежегодно в нашей стране образуе...
6004. Автоматизация учета приема оплаты с юридических лиц за коммунальные услуги 1.18 MB
  В настоящее время приемом оплаты за коммунальные услуги занимаются предприятия, аналогичные МУП ГЕРЦ г.Махачкалы. Все эти предприятия широко распространены. Сказать, что все предприятия имеют сходную структуру, полномочия и обязанности, з...