Главная страница
Навигация по странице:

  • Федеральное агентство по образованию ____________________ Московский Государственный Строительный Университет Курсовой проект

  • Москва 2013г. Исходные данные

  • 1. Компоновка балочной клетки

  • Расчетная схема балки Сбор нагрузок на 1 м

  • Постоянная ( g )

  • Временная ( v )


  • Нагрузки и усилия в балке

  • Предварительный подбор поперечного сечения балки

  • Проверка по первому и второму предельным состояниямскомпонованного сечения балки

  • Проверка общей и местной устойчивости балки и ее элементов

  • Расчет соединений элементов балки

  • Расчет опорной диафрагмы

  • Изменение сечения составной сварной балки.

  • 4. Конструирование и расчет стержня сплошной центрально сжатой колонны

  • Проверка местной устойчивости стенки.

  • Конструирование и расчёт оголовка колонны

  • мой курсовик по мет конструкциям. Балочная площадка


    Скачать 1.38 Mb.
    НазваниеБалочная площадка
    Дата29.01.2021
    Размер1.38 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файламой курсовик по мет конструкциям.doc
    ТипКурсовой проект
    #172340

    С этим файлом связано 1 файл(ов). Среди них: Лабораторная работа №2.doc.
    Показать все связанные файлы
    Подборка по базе: Методичекое пособие ТГиВ курсовик 2020 ЕГ 19.04.2020.pdf, Профессиональное образовательное курсовик 16.11.20.docx, Диплом строй площадка2_.odt, МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И АНАЛИЗА КУРСОВИК.docx, 02 курсовик.docx, МЕТОДИЧКА КУРСОВИК 2020-2021.doc, Мой курсовик 2019 менеджмент.docx, Методичка по курсовику_2020 Разработка кода ИС.docx, Гоголев курсовик почва.docx

    Министерство образования и науки Российской Федерации

    Федеральное агентство по образованию

    ____________________

    Московский Государственный Строительный Университет


    Курсовой проект
    по курсу: «Металлические конструкции»

    на тему: «Балочная площадка»


    Выполнил: студент

    группы ПГС уск 4 - 7

    Губарев И.Г.
    Преподаватель:

    Тихомиров Г.М.

    Москва 2013г.

    Исходные данные

    - пролет L = 16,5 м;

    - шаг колонн В = l = 5,4 м;

    - шаг балок настила а = 2,1 м;

    - отметка верха настила (ОВН) Н = 8,6 м;

    - нормативная временная нагрузка рн = 16,5кН/м2;

    - толщина железобетонного настила t = 19 см;

    - сталь С245; Rу = 240 МПа;

    - бетон класса В 15, Rв =8,5 МПа;

    - плотность железобетона ρв = 2500 кг/м3;

    - относительный прогиб балок настила   = 1/150, главных балок   = 1/400.
    1. Компоновка балочной клетки



    Схема балочной клетки нормального типа: 1- колонна, 2- главные балки,

    3- балки настила.

    2. Расчет балок настила

    Балка выполняется из стали марки С245

    Характеристики фасонной стали:

    Rу = 230 МПа,

    Еs=2,06·105 МПа.
    Расчетная схема балки



    Сбор нагрузок на 1 м2 перекрытия

    Вид нагрузки

    Нормативная нагрузка, кН/м2

    Коэффициент надежности по нагрузке f

    Расчетная нагрузка, кН/м2

    Постоянная (g):










    Железобетонный настил t=18см=0,18м

    0,19*25=4,75

    1,1

    4,75*1,1=5,2

    Вес стальных балок

    0,30

    1,05

    0,315

    И т о г о :

    gn = 4,75+0,3=5,05




    g =5,2+0,315=5,54

    Временная (v):










    Полезная нагрузка

    Vn = 16,5

    1,2

    V =16,5*1,2=19,8

    В том числе длительная

    Vnl = 0,5*Vn= 0,5*16,5=8,25







    Полная

    gn + vn = 21,55




    g + v = 5,54+19,8= 25,34

    В том числе длительно действующая

    gn + vnl =13,3








    Вычисляем погонные нагрузки на 1 м длины балки с учетом коэффициента надежности по назначению здания n = 0,95:

    – для расчета по предельным состояниям I группы – расчетное значение полной нагрузки

    q = (g + V)а∙n = 25,34*2,1*0,95=50,55 кН/м;

    – для расчета по предельным состояниям II группы – нормативное значение полной нагрузки:

    qn = (gn + Vn) а n = 21,55*2,1*0,95=42,99 кН/м;

    Определяются изгибающие моменты и поперечные силы в сечениях плиты, как в шарнирно опертой балке:

    кН·м;

    кН;

    Поскольку балка несет статическую нагрузку и закреплена от потери общей устойчивости путем непосредственного опирания на нее железобетонного настила, расчет ведут с учетом развития пластических деформаций.

    Определим требуемый момент сопротивления балки:

    см3;

    где с1 = 1,12.

    Далее по сортаменту подбираем прокатный двутавр № 40Б1:

    Wx= 803,6 см3 > Wтр= 715 см3; Jx= 15750 см4

    Проверка нормальных напряжений
    = 240 МПа;


    Проверка жесткости балки
    Вычисляем прогиб балки по формуле:

    см.

    Проверяем f = 1,46 = l0/250 = 540/250=2,16

    3. Расчет стальной балки покрытия


    Балка выполняется из стали марки С245 при толщине листа от 2 до 20 мм.

    Характеристики стали:

    Rуn = 245 МПа,

    Rу = 240 МПа,

    Rs = 140 МПа,

    Rp = 360 МПа,

    Еs=2,06·105 МПа.


    Поперечное сечение балки Поперечное сечение балки

    с ребрами жесткости
    Р асчетная схема балки

    Нагрузки и усилия в балке

    Собственную массу балки принимают в размере 2% от общей нагрузки. Таким образом, суммарная нормативная и расчетная погонные нагрузки на балку составят:



    Расчетная схема балки представляет собой шарнирно опертый стержень, загруженный равномерно распределенной нагрузкой.

    Расчетный пролет балки принимаем равным заданному пролету в осях

    l0 = L = 16,5 м

    Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки равен

    М = q(l0)2/8 = 132,59*16,52/8 = 4512,2 кН·м,

    максимальная поперечная сила

    Q = ql0/2 = 132,59*16,5/2 = 1093,86 кН.

    Предварительный подбор поперечного сечения балки

    Определение требуемого момента сопротивления
    поперечного сечения балки


    Поскольку балка несет статическую нагрузку и закреплена от потери общей устойчивости путем непосредственного опирания на нее железобетонных плит покрытия, расчет ведут с учетом развития пластических деформаций. Определим требуемый момент сопротивления балки:

    см3;

    где с1 = 1,1.

    Определение высоты балки

    Высоту балки принимаем близкой к hopt, определенной из экономических соображений, и не менее hmin, установленной из условия допустимого прогиба балки [fu/l] = 1/400.

    см

    где k = 1,25 для балки постоянного сечения;



    Высота стенки балки составляет примерно 95 % от общей высоты балки (hW = 0,95h). При подборе сечения высоту стенки следует согласовать с размерами ширины листов по сортаменту.

    Принимаем hw = 142 cм,

    соответственно h = hw/0,95 = 142/0,95 = 149,47 см.

    Определение толщины стенки балки

    мм

    Принятая толщина стенки также должна быть согласована с размерами прокатной стали по сортаменту .

    Принимаем tw = 12 мм = 1,2 см

    Определение размеров горизонтальных полок балки

    Площадь сечения поясного листа определяют исходя из требуемого момента инерции сечения балки

    ;

    ,

    где площадь поперечного сечения одной полки Af = bf ∙tf.

    Назначаем ширину толщину поясного листа bf = 32 см.

    Тогда толщина поясного листа составит

    tf = Af / bf = 92,89 / 28 = 3,1 см

    Принимаем в соответствии с сортаментом tf = 3,2 см.

    Проверка по первому и второму предельным состояниям
    скомпонованного сечения балки


    Вычисление фактических геометрических характеристик балки

    Площадь поперечного сечения.

    = 142*1,2+2*32*3,2= 375,2 см2.

    Момент инерции сечения



    см4.

    Статический момент площади половины сечения относительно нейтральной оси

    см3.

    Момент сопротивления

    см3.

    Проверка нормальных и касательных напряжений

    =230 МПа;

    = 133 МПа.

    Проверка жесткости балки

    Вычисляем прогиб балки по формуле:

    см.

    Проверяем f = 3,08 = l0/400 = 1650/400 = 4,125

    Сечение считается подобранным правильно, если оно удовлетворяет условиям прочности и жесткости, а запас прочности не превышает 5%:

    .

    Если условие не выполняется, то необходимо скорректировать сечение.

    Проверка общей и местной устойчивости балки и ее элементов

    Поскольку на балку опирается жесткий железобетонный настил, прикрепленный к ее сжатому поясу, общую устойчивость балки можно считать обеспеченной.

    Местная устойчивость сжатого пояса будет обеспечена, если



    где .

    Устойчивость стенки вблизи опоры под действием касательных напряжений будет обеспечена при соблюдении условия:



    Если условие не соблюдается, то стенка должна быть укреплена парными поперечными ребрами жесткости

    Расстояние между ребрами не должно превышать 2hw=2*142=284 300 см

    Принимаем С=, что соответствует четному количеству ребер – 4 шт.



    Ширина ребра мм ,

    с = 60 мм, d = 40 мм.

    Толщина ребер принимается не менее

    t > мм.

    Приваривают ребра к стенке сплошными двухсторонними или односторонними швами толщиной kf = 4...5 мм.

    Устойчивость стенки при действии нормальных напряжений будет обеспечена, если ее толщина превышает величину, полученную по формуле

    см=8,8 мм

    Расчет соединений элементов балки

    Поясные сварные швы выполняют полуавтоматической сваркой с использованием проволоки Св-0,8 А.

    Расчет ведется по металлу шва, соответственно характеристики шва составят: f = 0,9, Rf = 180 МПа,  = 1,0, c = 1,0 – соответственно коэффициент глубины проплавления, расчетное сопротивление шва, коэффициент условий работы шва.

    Вычислим предварительно статический момент пояса относительно нейтральной оси

    см3.

    Требуемая толщина сварных швов определяется из условия

    , = см.

    Принимаем высоту шва 5 мм.

    Расчет опорной диафрагмы

    Размеры опорных диафрагм устанавливают из расчета на смятие их торцов

    ;

    где V – опорная реакция балки, равная Q = 1093,86 кН;

    Ap, td, bd – соответственно площадь, толщина и ширина диафрагмы.

    Зададимся шириной диафрагмы, равной ширине поясного листа

    bd = 32 см.

    Тогда толщина диафрагмы составит:

    см; = 32*0,94 = 30,4 см2;

    Нижний край диафрагмы может быть выпущен не более, чем на
    1,5∙td = 1,41 см.

    1. Расчет сварного шва, прикрепляющего ребро к стенке.

    Проверку прочности сварных швов проводят по металлу шва и по зоне сплавления:

    - по металлу шва:

    - по зоне сплавления:

    где βz=1,0, βf=0,80 для полуавтоматической сварки;

    Rwf= 180 МПа;

    Rwz=165 МПа.

    Определяем наиболее опасную плоскость сдвига:



    Плоскость сдвига по металлу шва более опасна и по ней проводим расчет.

    При   получаем:

    см

    Принимаем полуавтоматическую сварку с катетом шва kf = 0,9см = 9 мм.

    Изменение сечения составной сварной балки.






    Сечение балки при равномерно распределенной нагрузке выгодно изменить на расстояние х:







    Изменение сечения балки проводим за счет уменьшения ширины пояса:



    – ширина пояса у опоры.

    Проверка максимальных касательных напряжений на опоре:





    Статический момент половины сечения балки:



    Момент инерции уменьшенного сечения балки:



    <
    Прочность балки на опоре обеспечена.

    4. Конструирование и расчет стержня сплошной центрально сжатой колонны:

    Геометрическая длинна колонны l:



    tн= 19 см – толщина настила;

    hб.н.= 39,2 см – высота балки настила;

    c= 50см – заглубление колонны.

    l0 – расчетная длина:







    Продольная сила в колонне: N= 2∙Q max = 2187,72 кН

    Требуемая площадь сечения колонны:

    Задаемся φ0=0,7:



    Конструируем сечение.

    Принимаем конструктивно минимальную толщину стенки tw= 10 мм, а минимальную высоту стенки hw= 600 мм, тогда площадь стенки равна:





    требуемая площадь 2 поясов:

    А = А треб – Аw = 130,22-32=98,22

    Ширина пояса:  .

    Принимаем bf = 370 мм=37см

    Требуемая толщина пояса:



    Принимаем tf = 14мм.

    Проверка подобранного сечения:

    Фактическая площадь:



    Момент инерции относительно оси Y:



    Радиус инерции:

    см

    Гибкость относительно оси Y:



    По таблице определяем коэффициент φ =0,627

    Проверяем нормальные напряжения

    ; МПа

    Проверка местной устойчивости стенки.


     условная гибкость стержня:




    Местная устойчивость обеспечена.

    Проверка местной устойчивости пояса.




    Местная устойчивость пояса обеспечена, т.к.

    Конструирование и расчёт оголовка колонны



    Требуемая длинна сварных швов:





    kf = 1,0 см

    Rwf = 180 МПа

    Принимаем bст = 50-5=45 см.



    Принимаем hст = 50 см.

    Конструирование и расчет базы колонны


    Материал базы сталь С245

    с расчетным сопротивлением Ry=230 МПа при t > 20 мм.

    Бетон фундамента В15, Rb=8,5 МПа

    Нагрузка на базу N= 2187,72 кН


    Требуемая площадь опорной плиты:

    ,

    где - коэффициент условий работы ( =1,2)

    Принимаем ширину плиты:

    см

    Тогда

    Конструктивно принимаем d=8см, и окончательно

    напряжение под плитой (отпор фундамента):



    Определение толщины опорной плиты.

    Изгибающие моменты на разных участках:

    Участок 1, консольный:



    Участок 2, плита, шарнирно-опертая по 4-ем сторонам:

    при >2



    Максимальный изгибающий момент в плите:



    Толщина плиты:



    Принимаем tпл =30 мм

    Высота траверсы:

    < 68 см



    Принимаем hw = lw + 2 см = 50 см + 2см = 52 см

    Приварку торца колонны к плите выполняем конструктивными швами с kf = 6 мм






    написать администратору сайта