Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Марта 2011 в 18:37, курсовая работа
Требуется выполнить компоновку балочной клетки рабочей площадки располагаемой в отапливаемом здании I уровня ответственности при следующих данных:
•шаг колонн в продольном направлении – 11,0 м;
•шаг колонн в поперечном направлении – 6,0 м;
•габариты рабочей площадки в плане – 22´18 м ;
•временная (полезная) нормативная равномерно распределенная нагрузка на площадке – 16 кН/м2 (вся нагрузка длительная);
- материал настила, балок настила и вспомогательных балок – малоуглеродистая сталь обычной прочности.
Выбор схемы балочной клетки 3
1.1. Расчетные характеристики материала и коэффициенты 3
1.2. Компоновка 3
1.3. Проверка прочности настила 6
1.4. Проверка жесткости настила 7
1.5. Расчет крепления настила к балкам 7
2. Расчет прокатной балки 8
2.1. Расчетные характеристики материала и коэффициенты 8
2.2. Геометрические характеристики двутавра 8
2.3. Статический расчет 8
2.4. Проверка прочности 9
2.5. Проверка жесткости 9
3. Статический расчет и подбор сечения составной сварной балки 10
3.1. Расчетные характеристики материала и коэффициенты 10
3.2. Статический расчет 10
3.3. Компоновка и предварительный подбор сечения составной балки 11
3.4. Проверка принятого сечения 12
4. Изменение сечения сварной балки по длине 14
4.1. Компоновка сечения 14
4.2. Определяем место изменения сечения 14
4.3. Проверка прочности измененного сечения 15
5. Проверка жесткости балки 17
6. Проверка общей устойчивости балки 18
6. Расстановка ребер жесткости и проверка местной устойчивости элементов балки 19
6.1. Проверка устойчивости сжатого пояса 19
6.2. Проверка устойчивости стенки 19
7. Расчет поясных швов составной балки 22
8. Расчет опорной части балки 23
8.1. Расчетные характеристики материала и коэффициенты 23
8.2. Определяем размеры опорного ребра 23
8.3. Проверка принятого сечения 23
8.4. Рассчитываем сварные швы, необходимые для крепления ребра к стенке 24
9. Расчет укрупнительного стыка балки 25
9.1. Расчетные характеристики материала и коэффициенты 25
9.2. Конструктивное решение 25
9.3. Расчетная длина косого шва 25
9.4. Расчет стыка стенки 26
10. Подбор сечения колонны 27
10.1. Расчетные характеристики материала и коэффициенты 27
10.2. Определение расчетной длины колонны 27
10.3. Определение продольной силы 27
10.4. Подбор сечения стержня колонны 27
10.5. Расчет планок 29
11. Расчет оголовка центрально-сжатой колонны 31
11.1. Определение толщины траверсы оголовка 31
11.2. Определение высоты траверсы 31
11.3. Проверка прочности траверсы 31
12. Расчет центрально-сжатых колонн 33
12.1. Определение требуемой площади опорной плиты 33
12.2. Определение размеров опорной плиты в плане 33
12.3. Определение толщины опорной плиты 33
12.4. Определение размеров траверс 34
12.5. Проверка прочности траверс 35
12.6. Определение требуемой высоты катета угловых швов 35
12.7. Назначение анкерных болтов 35
12.8. Определение площади верхнего обреза фундамента 35
ЛИТЕРАТУРА 36
Принимаем bf/tf=15.
Находим наибольшее значение (lef/bf)u, при котором не требуется расчета на устойчивость, принимая lef = afb = 1,4 м
Поскольку (lef/bf)
= 140/34 = 4,12< (lef/bf)u
= 17,82, то устойчивость балки обеспечена
и расчет на общую устойчивость выполнять
не требуется.
7.Расстановка ребер жесткости и проверка местной устойчивости элементов балки.
7.1.Проверка устойчивости сжатого пояса.
Отношение ширины свеса пояса к его толщине при равно:
Предельное отношение ширины пояса к толщине по табл.30 [1] равно:
Устойчивость пояса обеспечена.
7.2.Проверка устойчивости стенки
Проверяем необходимость постановки ребер жесткости.
Условную гибкость стенки найдем по формуле:
где - расчетная высота стенки.
Поскольку , то постановка ребер жесткости необязательна (п.7.10 [1]). Для обеспечения устойчивости стенки расставим ребра жесткости.
Максимальное расстояние между поперечными ребрами жесткости при этом равно .
Расстояние
между поперечными ребрами
Принимаем парные ребра жесткости, минимальные ширина и толщина которых согласно п.7.10 [1] соответственно равны:
Принимаем размеры двухсторонних ребер жесткости . Проверяем необходимость выполнения проверки стенки на устойчивость по п.7.3 [1], учитывая, что в крайних отсеках имеется местная нагрузка от давления балок настила.
Проверяем крайние отсеки стенки балки. Ширина отсека , расчетная высота стенки .
Так как длина отсека превосходит его расчетную высоту, то при вычислении средних значений М и Q в отсеке принимаем расчетный участок, равный по длине расчетной высоте отсека.
Рис.6. К расчету устойчивости стенки составной балки.
Последовательно определяем:
Определяем компоненты напряженного состояния по п.7.2 [1] в стенке для уменьшенного сечения:
Определяем критические значения компонентов напряженного состояния.
где - коэффициент, принимаемый для сварных балок по табл.21 [1] в зависимости от значения коэффициента .
где - коэффициент, принимаемый по табл.22 [1].
Тогда при получим:
где - отношение большей стороны пластины к меньшей
- условная приведенная гибкость, определяемая по формуле:
где - меньшая из сторон пластины.
Проверку устойчивости стенки выполняем по формуле:
С1
принимаем по табл.23[1]:при 0,5а/hef=0,5·330/105=1,57
и δ=4,05 С1=43,95
=3,98
кН/см2
Принятая расстановка ребер жесткости обеспечивает устойчивость стенки.
8.Расчет поясных швов составной балки.
Для поясного соединения принимаем двусторонние угловые швы поскольку не выполняются требования» предъявляемые к балке для случая применения односторонних швов, в частности, сжатый пояс не раскреплен сплошным настилом и не во всех местах приложения к поясу сосредоточенных нагрузок (опирание балок настила) установлены ребра жесткости (п.13.26 [1]). Расчет выполняем для наиболее нагруженного участка шва у опоры под балкой настила.
Определяем расчетные усилия на единицу длины шва:
Поясные
угловые швы выполняются
Для автоматической сварки ; (табл.34* [1]).
По табл.38 [1] находим, что при толщине более толстого элемента (пояса) из свариваемых 30 мм . Принимаем поясной шов высотой и проверяем его на прочность согласно п.11.16 [1] по формулам:
Отсюда
следует, что необходимая прочность
соединения обеспечивается минимально
допустимой толщиной шва.