Балочная клетка
Расчет стальных конструкций балочной площадки. Определение расчетных и нормативных нагрузок на перекрытие, компоновка вариантов балочной площадки. Сечение второстепенной балки. Сравнение технико-экономических показателей, выбор оптимального варианта.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.05.2014 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство Образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Факультет: Строительный
Кафедра: Металлические и деревянные конструкции
Курсовой проект
по дисциплине "Металлические конструкции”
На тему
"Балочная площадка”
Исполнитель: студент
гр.312138 Шмулевцов В.
Руководитель: Надольский В.В.
Минск 2012
Реферат
Стр.___; рис.11; табл.5; библ. наименований 4.
В курсовом проекте произведен расчет стальных конструкций балочной площадки. Определены расчетные и нормативные нагрузки на перекрытие, скомпонованы три варианта балочной площадки, и на основе сравнения их технико-экономических показателей указан оптимальный.
Подобрано сечение второстепенной балки. Скомпоновано сечение главной балки, которое обеспечивает прочность, общую устойчивость и местную устойчивость элементов сечения. Определено место; изменения сечения и выполнен расчет монтажного стыка балки. Скомпоновано сечение колонны, которые обеспечивают прочность колонны, общую устойчивость, а также местную устойчивость элементов сечения. Осуществлен расчет планочной решетки, компоновка и расчет базы колонны.
Выбраны конструктивные решения и рассчитаны сопряжения балок и колонн.
Перечень графического материала: 2 листа формата А2.
Содержание
- Введение
- 1. Компоновка балочной площадки
- 1.1 Определение нагрузок на перекрытие
- 1.2 Выбор оптимальной схемы балочной площадки
- 2. Расчет главной балки
- 2.1 Определение нагрузок и усилий
- 2.2 Компоновка сечения главной балки с проверкой на прочность
- 2.3 Определение места изменения сечения балки
- 2.4 Расчет соединения поясов балки со стенкой
- 2.5 Расчет опорной части балки
- 2.6 Проверка местной устойчивости элементов балки
- 2.7 Сварной стык главной балки
- 2.8 Расчет монтажного стыка балки на высокопрочных болтах
- 3. Расчет колонны
- 3.1 Определение нагрузок и подбор сечения колонны
- 3.2 Компоновка и расчет базы колонны
- 3.3 Расчет сопряжений главной и второстепенной балок с колонной
- 3.4 Расчет узла сопряжения второстепенной балки с главной балкой
- Список использованной литературы
Введение
Система несущих балок, используемая при проектировании конструкций балочного покрытия рабочей площадки, называется балочной площадкой. В данном проекте производится расчет балочной площадки нормального типа. Нагрузка с настила перелается через балки настила на главные балки, опирающиеся на колонны. При этом принято сопряжение балок в одном уровне, что позволяет увеличить высоту главной балки при заданной строительной высоте перекрытия. При проектировании балочной площадки разрабатывают, как правило, несколько возможных вариантов компоновки и на основании сравнения ТЭП этих вариантов выбирают оптимальный. При компоновке и конструировании сечений несущих элементов исходят из условия обеспечения прочности, общей и местной устойчивости, а также максимальной экономичности сечения, что достигается за счет полного использования несущей способности материала сечения, и выбора варианта, имеющего; минимальную суммарную стоимость. Кроме того, все принятые конструктивные решения для элементов и узлов сопряжения должны быть осуществимы с точки зрения технологии производства работ при изготовлении и монтаже конструкций.
У металлических балок типовым сечением является двутавровое, которое наиболее эффективно при работе балки на изгиб, так как распределение материала по сечению соответствует распределению нормальных напряжений в поперечном сечении балки. Кроме этого, при использовании двутаврового сечения имеется возможность сделать стенку довольно тонкой вследствие хорошей работы металла на касательные напряжения. Чаще всего применяют однопролетные разрезные балки, которые наиболее просты в изготовлении и удобны для монтажа.
Приобретение навыков в методах расчета и конструирования балочных конструкций является важным этапом в изучении курса "Металлические конструкции", так как балки являются основным конструктивным элементом в инженерной деятельности проектировщика.
балочная клетка площадка стальная
1. Компоновка балочной площадки
При компоновке балочной площадки следует учитывать следующие требования: 1) шаг между балками должен быть одинаковым. В середине пролета не должна располагаться балка; 2) шаг между второстепенными балками настила должен быть не больше расчетного пролета железобетонной плиты при данной временной нормативной нагрузке; 3) расстояние между балками кратно 10 мм.
Найдем максимальное и минимальное количество пролетов второстепенных балок при максимальном и минимальном расчетном пролетах железобетонной плиты и длине L главной балки:
Следовательно, перечисленным условиям соответствует размещение в пролете главной балки второстепенных балок с количеством пролетов 7, 9 и 11.
Вариант I Вариант II
Вариант III
Рис.1 Варианты компоновки балочной площадки
Таблица 1
Компоновка балочной площадки
|
№ варианта |
Количество шагов |
Ширина среднего шага, мм |
Ширина крайнего шага, мм |
Толщина ж/б плиты, мм |
|
|
I II III |
7 9 11 |
2300 1800 1500 |
2250 1700 1250 |
140 120 120 |
1.1 Определение нагрузок на перекрытие
Нагрузки на 1 м2 перекрытия складываются из постоянной нагрузки (от собственной массы плиты перекрытия и конструкции пола) и временной (полезной). Для определения расчетных нагрузок коэффициенты надёжности по нагрузке определяются по СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия”.
Таблица 2
Нормативные и расчетные нагрузки на 1м2 перекрытия
|
№ |
Наименование нагрузки |
Нормативное значение, кН/м2 |
f |
Расчётное значение, кН/м2 |
|
|
ПОСТОЯННАЯ |
|||||
|
1 |
Керамическая плитка = 2200 кг/м3,t = 10мм |
0,22 |
1,3 |
0,286 |
|
|
2 |
Цементный раствор = 1800 кг/м3,t = 20мм |
0,36 |
1,3 |
0,468 |
|
|
3 |
Железобетонная плита = 2500 кг/м3 I вариант t = 140мм II вариант t = 120мм III вариант t = 120мм |
3,5 3,0 3,0 |
1,1 1,1 1,1 |
3,85 3,3 3,3 |
|
|
ВРЕМЕННАЯ |
|||||
|
4 |
Полезная |
22 |
1,2 |
26,4 |
|
|
Итого нагрузка от перекрытия: I вариант II вариант III вариант |
26,08 25,58 25,58 |
31,004 30,454 30,454 |
Погонная нагрузка при вычислении по первой группе предельных состояний (собственный вес второстепенной балки не учитываем ввиду его незначительности):
Погонная нагрузка при вычислении по второй группе предельных состояний:
1.2 Выбор оптимальной схемы балочной площадки
Для второстепенной балки принимаем сталь С245. Согласно СНиП II-23-81* и табл.1*, 51*, . По табл.6* СНиП II-23-81* . Согласно "Правил учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций" СНиП 2.01.07-85 .
Максимальный расчетный момент:
Расчетный момент сопротивления второстепенной балки:
Предварительно принимаем
По сортаменту подбираем сечение второстепенной балки:
Таблица 3
Сортамент прокатных балок
|
№ вари-анта |
№ |
Размер, мм |
А, см2 |
Масса, кг/м |
, см4 |
, см4 |
W, |
||||
|
h |
b |
tf |
tw |
||||||||
|
I |
35Б2 |
349 |
155 |
10 |
6,5 |
55,17 |
43,3 |
11550 |
373 |
662,2 |
|
|
II |
30Б2 |
299 |
140 |
10 |
6 |
46,67 |
36,6 |
7293 |
273,8 |
487,8 |
|
|
III |
30Б1 |
296 |
140 |
8,5 |
5,8 |
41,92 |
32,9 |
6328 |
240 |
427 |
Определяем коэффициент (по табл.66 СНиП II-23-81*):
Таблица 4
Определение коэффициента
|
№ варианта |
, |
, |
|||
|
I |
21,385 |
15,5 |
0,725 |
1,0975 |
|
|
II |
16,74 |
14 |
0,836 |
1,0864 |
|
|
III |
16,182 |
11,9 |
0,735 |
1,0965 |
Погонная нагрузка при вычислении по первой группе предельных состояний:
Погонная нагрузка при вычислении по второй группе предельных состояний:
Максимальный расчетный момент:
Максимальная расчетная поперечная сила:
Проверим подобранные сечения по нормальным напряжениям:
Поскольку для второго варианта условие прочности не выполняется, принимаем по сортаменту следующий двутавр 35Б1 с геометрическими характеристиками: ; ; ; ; ; ; ; ; .
Определяем коэффициент :
;
;
;
по табл. 66 СНиП II-23-81* определяем . Погонная нагрузка при вычислении по первой группе предельных состояний:
.
Погонная нагрузка при вычислении по второй группе предельных состояний:
.
Максимальный расчетный момент:
Максимальная поперечная сила:
Условие прочности по нормальным напряжениям выполняется.
Проверим подобранное сечение по касательным напряжениям в опорной части балки:
где
где
где
Условие прочности по касательным напряжениям выполняется.
Проверим второстепенную балку по второй группе предельных состояний (по жесткости):
где - предельный прогиб определенный методом линейной интерполяции по табл. 19 СНиП 2.01.07-85.
Условие прочности по второй группе предельных состояний выполняется.
Для выбора оптимальной схемы балочной площадки задаем следующие показатели:
а) по второстепенным балкам:
трудоемкость монтажа - Тм=1,8 чел. дн. /т;
стоимость монтажа - См=260 у. е. /т;
стоимость изготовления и перевозки - Сизг=920 у. е. /т.
б) по железобетонному настилу:
трудоемкость бетонирования - Тб=2,94 чел. дн. /м3;
стоимость - Сб=120 у. е. /м3.
Все данные для определения технико-экономических показателей каждого варианта балочной клетки занесены в таблицу 5.
Графа 5. Записывается масса 1м. п. принятого профиля балки настила.
Графа 6. Определяется общая масса балок настила для каждого варианта по формуле:
;
где l - длина второстепенной балки;
n - количество второстепенных балок;
mм. п - масса 1м. п. второстепенной балки.
Графа 7. Определяется расход бетона на железобетонное перекрытие по формуле:
;
где
L - длина главной балки балки;
tпл - толщина плиты перекрытия.
Графа 8. Определяется общая трудоемкость монтажа балок и бетонирования плиты перекрытия для каждого варианта балочной клетки по формулам:
для стальных балок ;
для железобетонного перекрытия .
Графа 9. Определяется стоимость изготовления и перевозки стальных балок по формуле: .
Графа 10. Определяется стоимость монтажа стальных балок по формуле: .
Графа 11. Определяется стоимость бетонирования железобетонного перекрытия по формуле: .
Графа 12. Определяется общая стоимость материалов и работ для каждого варианта балочной клетки:
Таблица 5
Выбор оптимального варианта
|
№ варианта |
Схема балочного перекрытия |
Наименование конструктивных элементов |
Количество второстепенных балок |
Расход материалов |
Трудоемкость, чел-дн. |
Стоимость, у. е. |
||||||
|
Сталь, кг |
Ж/б, |
Стальные конструкции |
Монтаж балок |
Ж/б перекрытие |
Итого |
|||||||
|
1 п. м. |
Всего |
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
I |
I35Б2 =140 |
8 |
43,3 |
1558,8 |
-10,08 |
2,829,64 |
1434,1 |
405,29 |
-1209,6 |
3048,99 |
||
|
II |
I35Б1 =120 |
10 |
38,9 |
1750,5 |
-8,64 |
3,1525,4 |
1610,46 |
455,13 |
-1036,8 |
3102,39 |
||
|
III |
I30Б1 =120 |
12 |
32,9 |
1776,6 |
-8,64 |
3,225,4 |
1634,47 |
461,92 |
-1036,8 |
3133, 19 |
Принимаем, как наиболее экономичный, I вариант.
2. Расчет главной балки
2.1 Определение нагрузок и усилий
Расчетная сосредоточенная нагрузка от двух балок настила, примыкающих к главной балке с обеих сторон:
где - опорная реакция балки настила.
Узловую нагрузку F заменяем эквивалентной равномерно распределенной.
Нормативная эквивалентная нагрузка
Расчетные усилия:
2.2 Компоновка сечения главной балки с проверкой на прочность
Для изготовления составной сварной балки перекрытия принимаем сталь С255. Согласно п.3 СНиП II-23-81* и табл.1*,51*,52* (при t=20…40мм),,. По табл.6* СНиП II-23-81* . Согласно "Правил учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций" СНиП 2.01.07-85 .
Требуемый момент сопротивления балки:
Минимальная по жесткости высота сечения балки:
где
- определено по табл. 19 СНиП 2.01.07-85.
Определим оптимальную высоту балки, предварительно задав ее высоту:
и рассчитав толщину стенки
Предварительно принимаем . Тогда оптимальная высота балки будет равна:
Окончательно назначаем высоту сечения балки .
Толщина стенки из условия ее работы на срез будет равна
где
Определяем толщину стенки из условия обеспечения местной устойчивости без постановки дополнительных продольных ребер жесткости:
Момент инерции стенки балки
Момент инерции поясов
где
Требуемая площадь сечения одной полки
где
Ширина полки , принимаем
Тогда требуемая толщина полки
Принимаем .
Рис. 2 Сечение главной балки
Проверка обеспечения местной устойчивости свеса полки:
где
Вычислим геометрические характеристики принятого сечения:
Проверим прочность балки:
недонапряжение -
2.3 Определение места изменения сечения балки
Предварительно назначаем расстояние от опоры балки до точки начала изменения сечения , принимаем .
Изгибающий момент в месте изменения сечения:
Рис. 3 Изменение сечения балки
Требуемый момент сопротивления балки в месте изменения сечения:
,
где расчетное сопротивление стыкового сварного шва:
Требуемая площадь пояса в месте изменения сечения
Уменьшенная ширина поясных листов
; назначаем .
Момент инерции балки для измененного сечения
Момент сопротивления балки для измененного сечения
Несущая способность балки на расстоянии от опоры:
Тогда
Окончательно назначаем .
Значения поперечной силы в расчетном сечении:
Напряжение в стыковом сварном шве:
недонапряжение -
Проверим прочность балки в измененном сечении
где
Проверим прочность стенки балки у опоры по касательным напряжениям:
где
Прочность балки в измененном сечении обеспечена.
Проверка общей устойчивости балки не требуется, поскольку выполняется условие:
где - расчетная длина балки из ее плоскости, равная шагу балок настила.
Здесь принято отношение , так как
Жесткость балки проверяем по формуле:
Жесткость балки обеспечена.
2.4 Расчет соединения поясов балки со стенкой
Соединение поясов балки со стенкой принимаем двухсторонними угловыми швами с применением автоматической сварки в лодочку под слоем флюса АН-348-А сварочной проволокой марки Св-08А диаметром 3мм.
Расчетные характеристики:
; ; ; .
Следовательно расчет ведем по металлу границы сплавления.
Сдвигающее усилие на единицу длины пояса:
Требуемый катет поясного шва:
Принимаем (по табл.38* СНиП II-23-81*, при толщине более толстого из свариваемых элементов tf=30мм).
2.5 Расчет опорной части балки
Принимаем примыкание балки к колонне сбоку.
Размеры опорного ребра определяют из условия его работы на смятие.
Ширину опорного ребра принимаем равной , тогда его толщина
где - опорная реакция главной балки.
Принимаем .
Геометрические характеристики опорного сечения:
Рис. 4 Опорное ребро главной балки
Местная устойчивость опорного ребра обеспечена, так как
где
Устойчивость опорной части балки обеспечена так как
Для крепления опорного ребра к стенке балки принимаем полуавтоматическую сварку проволокой Св-08Г2С в среде углекислого газа. По табл.56 СНиП II-23-81* принимаем ; а ; по табл.34 для полуавтоматической сварки:
; .
Так как , то расчет ведем по металлу шва.
Условие прочности сварного соединения имеет вид:
где расчетная длина флангового сварного шва lw определяется по формуле
Подставив формулу длины сварного шва в формулу условия прочности шва, определяем катеты двусторонних сварных швов, прикрепляющих опорное ребро к стенке балки:
принимаем .
2.6 Проверка местной устойчивости элементов балки
Местная устойчивость сжатого пояса балки обеспечена, так как
Проверка местной устойчивости стенки.
Условная гибкость стенки
где . Следовательно, стенку балки необходимо укреплять только основными поперечными ребрами жесткости. Расстояние между поперечными ребрами принимаем равным шагу балок настила:
Проверим местную устойчивость стенки в трех отсеках: на опоре, в месте изменения сечения балки и в средней части балки (1-й, 2-й и 3-й отсек).
Значения расчетных усилий в отсеках равны: в приопорном (1-м) отсеке
во 2-м отсеке
в среднем (3-м) отсеке
Рис. 5 Определение расчетных усилий в отсеках главной балки
Напряжения в 1-м отсеке:
,
следовательно, необходима проверка местной устойчивости стенки
,
где
При отсутствии местной нагрузки на балку предполагается, что балки настила будут закрепляться к поперечным ребрам жесткости главной балки. Тогда критические нормальные напряжения определяются по формуле:
где определяется по табл.21 СНиП II-23-81* при
Проверка местной устойчивости стенки в первом отсеке:
Местная устойчивость стенки в первом отсеке обеспечена.
Напряжения во 2-м отсеке:
,
где
Проверка местной устойчивости стенки во втором отсеке:
Местная устойчивость стенки во втором отсеке обеспечена.
Напряжения в 3-м отсеке:
,
где
Проверка местной устойчивости стенки в третьем отсеке:
Местная устойчивость стенки в третьем отсеке обеспечена.
Назначаем размеры двусторонних ребер жесткости:
ширина ребра . Принимаем .
толщина ребра .
Принимаем из условия свариваемости ребер с поясами балки.
Ребра жесткости крепятся к стенке и поясам балки непрерывными угловыми сварными швами с катетом: к стенке ; к поясам .
2.7 Сварной стык главной балки
Заводские сварные соединения балок обычно выполняются в стык с выводом швов на технологические планки и с полным проваром швов. Сварной шов полностью повторяет сечение балки, и при физических методах контроля стык является равнопрочным основному сечению. Для получения равнопрочного сварного шва в растянутой полке балки стык поясов выполняют косым с углом наклона скоса . С целью снижения сварочных напряжений сварка должна выполняться в последовательности, указанной цифрами на рисунке 6.
Рис. 6 Сварной стык главной балки
2.8 Расчет монтажного стыка балки на высокопрочных болтах
Усилия в месте стыка балки:
;
Геометрические характеристики в месте стыка:
;
Стык поясов.
Изгибающий момент, приходящийся на пояс:
Усилие, приходящееся на горизонтальные накладки для одного пояса:
Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями 360Х16мм и 2Х160Х16мм общей площадью сечения:
Используем в стыке высокопрочные болты диаметром из стали марки 30Х3МФ. Соединяемые поверхности обрабатываются пескоструйным способом кварцевым песком без консервации. Диаметр отверстий под болты . Контроль усилия натяжения болтов осуществляется по углу поворота гайки.
Площадь сечения болта нетто .
Расчетное сопротивление материала болтов:
Несущая способность одной поверхности трения:
Количество болтов на одной поясной полунакладке:
Принимаем .
Определим расстояние между болтами для горизонтальных накладок:
, принимаем ;
, принимаем ;
, принимаем .
Стык стенки. В стыке стенки используем высокопрочные болты диаметром из стали марки 30Х3МФ. Соединяемые поверхности обрабатываются пескоструйным способом кварцевым песком без консервации. Диаметр отверстий под болты . Контроль усилия натяжения болтов осуществляется по углу поворота гайки.
Площадь сечения болта нетто .
Расчетное сопротивление материала болтов:
Несущая способность одной поверхности трения:
Изгибающий момент, воспринимаемый стенкой балки:
Количество горизонтальных рядов болтов в вертикальных накладках:
Принимаем 8 горизонтальных рядов болтов. Расстояния между этими рядами равны:
.
Принимаем , тогда .
Высота вертикальной накладки
Принимаем , тогда
.
Рис. 7 Монтажный стык главной балки
Усилие, приходящееся на болты крайнего ряда вертикальной накладки:
Количество вертикальных рядов болтов с каждой стороны стыка
Принимаем .
Определим расстояние между болтами для вертикальных накладок:
, принимаем ;
, принимаем ;
Ширина вертикальной накладки .
Принимаем толщину одной вертикальной накладки
Общая площадь сечения двух вертикальных накладок
Проверка прочности ослабленного отверстиями сечения главной балки:
Для полок.
Площадь брутто одной полки
Площадь нетто одной полки ,
где - количество отверстий в поперечном сечении одной полки.
,
следовательно, расчет ведем по площади сечения брутто
Для стенки.
Следовательно, расчет ведем по .
Прочность балки в ослабленном сечении обеспечена.
3. Расчет колонны
3.1 Определение нагрузок и подбор сечения колонны
Расчет на прочность стержневых элементов, подверженных центральному сжатию силой N, следует выполнять по формуле:
,
Определим расчетную сжимающую силу N, действующую на колонну:
Расчетные длины при жестком защемлении колонны в фундаменте:
Материал конструкции - сталь С235 с расчетным сопротивлением Ry =230 МПа.
Выполним расчет колонны относительно оси х. Для этого определим требуемую площадь сечения, задавшись гибкостью ветви (ц=0,811). Тогда требуемая площадь сечения:
Площадь одной ветви колонны:
Рис. 8 Сечение ветви колонны
По сортаменту принимаем ветвь колонны из двутавра 40Б1, геометрические характеристики которого следующие: ; ; ; ; ; ; ; ; .
Для проверки стержня колонны на устойчивость относительно оси х определим гибкость стержня , по табл.72 СНиП II-23-81* определяем .
Тогда:
Недонапряжение -
Выполним расчет колонны относительно оси у. Для этого определим для сквозной колонны с ветвями из двух двутавров ее ширину по формуле:
.
Так как размер b должен удовлетворять условию , принимаем .
Для объединения ветвей колонны принимаем планки шириной , принимаем . Толщина планки .
Момент инерции планки
.
Предварительно задаемся гибкостью ветви , тогда , принимаем . Расстояние между осями планок равно . Определим геометрические характеристики сечения колонны относительно оси у:
Гибкость колонны относительно оси у
Гибкость ветви колонны
Определим
Рис. 9 Двухветвевая колонна
Следовательно, приведенная гибкость колонны относительно свободной оси будет определяться по формуле:
,
Расчет планок ведем в соответствии с п.5.8* СНиП II-23-81* на условную поперечную силу:
Условная поперечная сила, приходящаяся на одну планку: .
Определим силу, срезывающую планку, и изгибающий момент в ней:
;
Выполним проверку прочности планки на изгиб и срез:
; ;
Планки к ветвям колонны привариваем с помощью полуавтоматической сварки. Сварку выполняем проволокой Св-08Г2С в среде углекислого газа. По табл.56 СНиП II-23-81* принимаем ; а ; по табл.34 для полуавтоматической сварки: ; . Так как , то расчет ведем только по металлу шва.
Катет шва определим по формуле
Принимаем .
Выполним проверку шва по равнодействующим напряжениям:
;
;
Следовательно прочность сварного шва обеспечена.
3.2 Компоновка и расчет базы колонны
Расчетное усилие: . Материал базы колонны - сталь С235. Марка бетона фундамента .
Расчетные характеристики для бетона класса :
нормативное сопротивление бетона сжатию ;
расчетное сопротивление бетона сжатию.
Расчетное сопротивление бетона класса при местном смятии:
.
где - коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии.
Требуемая площадь плиты
Принимаем толщину траверсы . Определяем ширину плиты
,
принимаем . Тогда длина плиты
, принимаем .
Опорное давление фундамента:
.
Определим изгибающие моменты в отсеках 1, 2 и консольном участке 3 на полосе шириной 1см: отсек 1 -
при
отсек 2 - при
консольный участок 3 -
По наибольшему из трех моментов найдем требуемую толщину плиты:
.
Принимаем .
Для принятой толщины плиты должно соблюдаться отношение ( т.е. условие свариваемости соблюдается).
Рис. 10. База колонны
Согласно принятой конструкции базы траверса приваривается к ветвям колонны четырьмя угловыми швами. Так как толщина полки стержня колонны из I40Б1 равна 9,5мм принимаем катет шва . Сварку выполняем проволокой Св-08Г2С в среде углекислого газа. По табл.56 СНиП II-23-81* принимаем ; а ; по табл.34 для полуавтоматической сварки: ; . Так как , то расчет ведем только по металлу шва.
Вычислим высоту траверсы исходя из прочности сварных швов:
Принимаем .
Погонная нагрузка на траверсу:
Изгибающие моменты и поперечные силы в траверсе:
;
Проверим траверсу на изгиб и срез:
где
.
Определим катет сварных швов в месте приварки траверсы к плите. Здесь траверса воспринимает нагрузку .
где
Принимаем .
Для закрепления базы колонны с фундаментом конструктивно принимаем 4 анкерных болта из стали ВСт3кп2 диаметром . Анкерные плитки назначаем толщиной 30мм и шириной 150мм.
3.3 Расчет сопряжений главной и второстепенной балок с колонной
Принимаем толщину опорного столика, на который опирается главная балка, .
Приварку столика к колонне будем осуществлять полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08Г2С. По табл.56 СНиП II-23-81* принимаем ; а ; по табл.34 для полуавтоматической сварки: ; .
Так как , то расчет ведем только по металлу шва. Столик целесообразно приваривать к ветви колонны по трем сторонам. Нижний шов Ш2 выполняем катетом . Усилие воспринимаемое швом Ш2 равно:
Тогда длина опорного столика равна:
Принимаем .
Второстепенную балку опираем на столик, выполненный из швеллера. Номер швеллера определяем из условия работы столика на изгиб:
принимаем швеллер N16 с , .
Катет сварного шва, прикрепляющего швеллер к ветви колонны, рассчитаем по формуле
Принимаем .
3.4 Расчет узла сопряжения второстепенной балки с главной балкой
Принимаем конструкцию сопряжения с примыканием балки настила к поперечному ребру жесткости главной балки на болтах.
Принимаем в соединении болты нормальной точности класса 4.8 диаметром .
Несущая способность одного болта при смятии стенки второстепенной балки:
- толщина стенки второстепенной балки.
Несущая способность одного болта при смятии ребра главной балки:
- толщина ребра главной балки.
Несущая способность одного болта при срезе:
Количество болтов в соединении
Принимаем количество болтов в соединении .
Рис. 11 Узел сопряжения второстепенной балки с главной балкой
Диаметр отверстий под болты .
Расстояние между болтами по вертикали .
Принимаем
Высота выреза , принимаем .
Расстояние от болта до обреза стенки балки настила по вертикали
где ; - количество болтов в соединении
;
.
Прочность ослабленного поперечного сечения балки настила обеспечена, так как
.
Список использованной литературы
1. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Москва - Центральный институт типового проектирования Госстроя СССР - 1986г.
2. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования. Москва - Центральный институт типового проектирования - 1990г.
3. Металлические конструкции. Общий курс. Учебник для вузов / Под ред.Е.Н. Беленя. Москва - Стройиздат - 1985г.
4. Жабинский А.Н., Нестеренко Н.Л., Вербицкий А.Г. Методические указания по расчету колонн по курсу "Металлические конструкции”. Минск - БПИ - 1985г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Технико-экономическое обоснование балочной клетки. Расстановка колонн и главных балок. Факторы, определяющие экономичность вариантов - компоновочная схема, ее параметры. Определение нормативных и расчетных нагрузок. Подбор сечения простой балочной клетки.
курсовая работа [609,4 K], добавлен 15.11.2010Проектирование конструкций балочного перекрытия, выбор системы несущих балок. Характеристика варианта балочной клетки. Сбор нагрузок, расчет балки настила. Узлы главной балки. Расчет колонн сплошного и сквозного сечения. Расчет базы колонны и ее оголовка.
курсовая работа [569,6 K], добавлен 16.12.2014Выбор схемы и порядок проектирования балочной площадки, расчет стального настила, подбор балки. Определение расчетных усилий и компоновка сечения с наибольшим изгибающим моментом. Расстановка ребер жесткости и проверка местной устойчивости стенки.
курсовая работа [325,0 K], добавлен 22.06.2009Расчет и конструирование стальных несущих конструкций балочной клетки рабочей площадки и колонн, поддерживающих междуэтажные перекрытия и покрытие. Подбор сечения и проверка прочности балки. Расчет сварных швов. Проверка общей устойчивости здания.
курсовая работа [856,2 K], добавлен 15.05.2014Этапы проектирования стальных конструкций балочной клетки, выбор схемы и расчет балок. Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки. Конструирование опорной части и укрупнительного стыка балки. Подбор сечения сплошной колонны балочной площадки.
курсовая работа [560,9 K], добавлен 21.06.2009Выбор типа балочной клетки. Нормальный и усложненный тип балочной клетки. Расчет стального настила и балки настила. Расчет вспомогательной балки. Сравнение вариантов двух балочных клеток. Расчет и конструирование главной балки, колонны (оголовка и базы).
курсовая работа [693,9 K], добавлен 02.02.2015Выбор стали основных конструкций. Расчет балок настила и вспомогательных балок. Определение нормативных и расчетных нагрузок. Компоновка сечения главной балки. Проверка нормальных напряжений. Проверка местной устойчивости элементов балки и расчет балки.
курсовая работа [292,8 K], добавлен 15.01.2015Расчет и конструирование основных конструкций балочной площадки. Компоновка и выбор схемы клетки. Расчет балок настила и вспомогательных конструкций. Специфика проектирования устойчивости главной балки. Расчетные нагрузки и усилия. Подбор сечения поясов.
дипломная работа [679,6 K], добавлен 12.11.2014Расчет несущего настила балочной клетки. Расчет балочных клеток. Компоновка нормального типа балочной клетки. Учет развития пластических деформаций. Расчет балки настила и вспомогательной балки. Подбор сечения главной балки. Изменение сечения балки.
курсовая работа [336,5 K], добавлен 08.01.2016Компоновка конструктивной схемы рабочей площадки (балочной клетки), прокатной балки настила, главной составной балки и стойки. Назначение размеров составной балки, изменение ее сечения по длине. Проверка местной устойчивости стенки. Расчет поясных швов.
курсовая работа [846,8 K], добавлен 06.09.2014
