Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Белорусский национальный технический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

МК1 записка

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

31.05.2015

Размер:

617.05 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 42 3 4 > Следующая >>>

hmin=

5 ·

240

· 106

· 1

12.0

250

133.8

= 0.645

24 · 0.95 · 2.06 · 1011

158.9

Предварительно задавшись высотой балки h=0.1·L=0.1·

= 1.2

определяю рациональную толщину стенки:

tw,рац = 7 +

3 ·

1200

= 10.6 мм

1000

Определяю оптимальную высоту балки из условия минимального расхода материала:

hопт=k·

Wxтр

1.1

10295.4

111.6

см

hопт= 3 220·Wxтр

3 220

10295.4 -

= 116.3

см

Окончательно назначаю высоту балки с кратностью 100мм равную:

h= 120

cм

Определяю минимальную толщину стенки балки из условия ее среза на опоре:

tw ≥

k1 Qmax γn

hw Rs γc

где: Rs=0.58·Ry=

0.58 ·

240

139.2

МПа

- расчетное сопротивление стали срезу

k1 - коэффициент, учитывающий конструкцию опорной части балки.

Принимаю конструкцию опорной части с внешним опорным ребром

k1=1.5

hw=h-2 · tf=

1200

- 2 ·

20 =

1160

мм

(ориентировочно беру толщину полки

20 мм)

tw≥

1.5

953.68

· 0.95

8.15

мм

1.160 · 139.2 · 1.1

Чтобы не ставить продольные ребра жесткости условная гибкость стенки

должна быть не более 5,5

λw =

≤ 5.5

→

tw≥

1160

240

7.20

мм

5.5

2.06· 105

5.5

tw=

Окончательно принимаю толщину стенки

9 мм

Определяю требуемый момент инерции сечения балки:

Ixтр=Wxтр·

10295.4

120

= 617724.782 см4

Момент инерции стенки:

hw3·tw

116.0

3 ·

0.9

117067.2

см

x,w

Определяю долю момента инерции, приходящегося на пояса:

Ix,f=Ixтр-Ix,w= 617724.782

117067.2

500657.6

см4

Определяю требуемую площадь сечения одного пояса:

Af≥

Ix,f

500657.6

71.91

см2

(h +t )2

(

116

) 2

Компоную сечение пояса, исходя из следующих соображений:

1. Из условия общей устойчивости:

bf≈( 1

÷ 1

)·h≈(

400

240 ) мм

2. Из условия свариваемости:

tf≤3·tw=3·

= 27 мм

Из условия местной устойчивости верхнего пояса

bef

≤ 0.5

= 0.5

2.06 10

b f ≤ 30 t f

230

Из условия прочности:

bf≥

71.91

= 35.96

см

Габариты пояса должны соответствовать сортаменту

Окончательно принимаю сечение полки

bf x tf = 20 x 360 мм

		20
175.5	9	1160	1200
		1160	1200
	360	20
		20

Рис.1.2.4. Принятое сечение главной балки.

Определяю фактический момент инерции сечения балки:

3 b

h +t

Ix =

+ 2

+bf

t f

0.9 · 116

+ 2 [

3 ·

·(

116 + 2

)2] = 618379.2 см4

Определяю прочность балки по нормальным напряжениям по условию:

σ =

M max h

≤

γc

M max γn h

≤ R

I x 2

y γn

I x γc 2

Mmax·γn·h

2861.04

0.95 ·

1.2

·10-3

239.7

МПа < Ry=

240 МПа

Ix·γc·2

618379.2

·10-8

1.1

Недонапряжение составляет:

ε=

240

239.7

· 100%

= 0.11 %

240

Проверку на жесткость не выполняю, т.к. принятая высота балки больше минимально допустимой hmin

Принимаю сопряжение главных балок и балок настила в одном уровне, т.о. в соответствии с пунктом 5.16* [1] «Устойчивость балок не требуется проверять: При передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона и т.п.)»

1.2.3. Определение места изменения сечения балки.

Сечение пояса изменяю, с целью экономии стали.

158.95

12.0

2861

953.68

Рис.1.2.5. Место изменения сечения главной балки.

При назначении места изменения сечения главной балки учитываю:

x= (

) L =

2.4

2.0

места опирания балок настила

акр= 1.10 м

аср=

1.40 м

Окончательно принимаю

2.4

Определяю внутренние усилия в месте изменения сечения:

Mx=

· x

(L-x)=

158.9 ·

2.4

(

12.0

2.4

) = 1831.07

кНм

12.0

Qx=

q ·

(

- x ) = 158.9 (

2.4

) = 572.208

кН

Для контроля качества сварного шва принимаю физический способ контроля для

растянутого стыкового шва:

Rwy=1·Ry= 1·

240

МПа

Определяю требуемый момент сопротивления измененного сечения:

Wx,1≥

Mx·γn

1831.07 ·

0.95

= 7247.97

см3

Rwy·γc

240

· 1

·10-3

тогда требуемый момент инерции измененного сечения:

Ix,1=Wx,1·

= 7247.97

120

= 434878.246

см4

hw3·tw

Момент инерции стенки составляет:

I =

116

0.9

117067.2

см

тогда момент инерции приходящийся на пояса:

см4

If1=Ix1-Iw= 434878.2 - 117067.2 =

317811.0

требуемая площадь сечения полки:

Af,1≥

2·If1

317811.0

= 45.6

см2

(h-h )2

( 120

) 2

Компоную сечение измененного пояса исходя из следующих соображений:

1. Из условия опирания вышележащих конструкций:

bf,1≥ 180 мм

2. Для уменьшения концентрации напряжений:

bf,1≥

360

= 180 мм

3.	Из условия общей устойчивости балки:							14
	bf,1≥	1		1200				14
		1	h =	1200	= 120 мм
			h =	10	= 120 мм
	10			10
4.	Из условия прочности:
	bf,1≥	Af,1		45.6
			=			= 22.82 см = 228	мм
		hf1	=	2.0		= 22.82 см = 228	мм
5.	Габариты пояса должны соответствовать сортаменту
Окончательно принимаю ширину полки							bf,1= 240	мм

		20
115.5	9	1160	1200
		1160	1200
	240	20
		20

Рис.1.2.6. Принятое измененное сечение главной балки.

Фактический момент инерции измененного сечения:

Ix,1

+ 2

+bf

,1 t f

0.9

116

+ 2 [

·(

116

)2] =

451275.2

см4

Mx·γn·h

1831.07

0.95

1.2

·10-3

231.3

МПа < Rw,y=

240

МПа

Ix1·γc·2

451275.2

·10-8 ·

1.0

· 2

Недонапряжение составляет:

ε=

240.0 -

231.3

100% = 3.63

240

Определяю статический момент полусечения:

Sx,1,полус=Sx,1,полки+Sx,1,стенки

hw2·tw

116.0

2 ·

0.9

1513.8

см

x,w

Sx,1,полки=

bf,1 · tf,1(

hw+tf

) =

·(

116 +

) =

2832.0

см3

Sx,1,полус=

1513.8 +

2832.0

4345.8

см3

Проверяю прочность сечения балки на опоре на действие максимальных

касательных напряжений:

max

Qmax S x ,1,полус

≤ R

γc

где: Rs=0.58·Ry=

I x ,1 tw

γn

0.58 ·

240

= 139.2

МПа

- расчетное сопротивление стали срезу

Qмах·Sx,1,полус·γn

953.68

4345.8

0.95

· 10-6·

МПа < Rs=

139.2

МПа

Ix,1·tw·γc

451275.2

· 10-8·

· 1.1

Проверяю прочность стенки в измененном сечении на уровне поясных швов, на совместное дейс
касательных и нормальных напряжений:	σef	=	2	2	γc
	σef	=	σ1	+ 3 τ1	≤1.15 Ry γ
					n

1160

1200

240

Рис.1.2.7. Эпюры нормальных и касательных напряжений в поперечном сечении.

σ1=

Mx·hw

1831.07 ·

1.16

·10-3

= 235.3

МПа

Ix1·2

451275.2

·10-8 · 2

τ1=

Qx·Sx,1,полки

572.208

2832.0

·10-6

= 39.9 МПа

Ix1·tw

451275.2

·10-8

1.15Ry

γc

1.15 ·

240

1.1

319.6

МПа

γn

0.95

σef=

235.3 2

+ 3 · 39.9

2 =

245.3

МПа <

319.6 МПа

1.2.4. Расчет соединения поясов балки со стенкой.

Для наложения поясных сварных швов принимаю автоматическую сварку под слоем флюса. По табл. 55 [1] для конструкций второй группы, климатического района II8 и стали С255 принимаю флюс АН-348-А (ГОСТ 9187-81*) и сварочную проволоку СВ-08А по ГОСТ 2246-70*. По таблице 56 [1] для сварной проволоки СВ-08А расчетное сопро-

тивление срезу по металлу шва

Rwf=

180 МПа

Run=

По табл. 51 для стали С255 нормативное сопротивление

370 МПа . Расчетное

сопротивление на границе сплавления:

Rwz=0.45Run= 0.45

· 370

166.5 МПа

По таблице 34 определяю

βf ,

βz

. Для автоматической сварки проволокой

Ø=4мм

при положении шва в лодочку принимаю

βf=1.1

βz=1.15

Для города Минска коэффициент условий работы сварного шва

γwf=γwz=1

Определяю расчетное сопротивление сварного шва:

βf·Rwf=

1.1 ·

180

198

МПа

βz·Rwz= 1.15 ·

166.5

= 191.5 МПа

Следовательно, расчет необходимо вести для

границы сплавления

Определяю требуемый катет поясного шва из условия его прочности на условный срез по

границе сплавления

k ≥

Qmax·Sx,1,полки·γn

953.68 ·

2832.0

· 0.95

·10

= 1.48 мм

2 ·

Ix,1

· β z

· R wz ·

γ wz

· γ

2 · 451275.2 ·

191.5

1 · 1

kf,мах≤1.2·tmin=1.2·

= 10.8

мм

Минимальный катет шва по конструктивным требованиям определяю по таблице 38 [1] для таврового соединения с двухсторонними швами, при автоматической сварке, для сталей

с пределом текучести до 430Мпа и максимальной толщины листа tmax=		20 мм
минимальный катет шва kf,мin= 6 мм
Окончательно принимаю катет шва	kf= 6 мм

1.2.5. Установление размеров опорной части балки с проверкой на устойчивость. 16

1160 20

a = lw1,max

Рис.1.2.8. Геометрические размеры опорной части балки.

При расчетах возможны два случая:

1) если

>1.5t p

то расчет ведется на сжатие

2) если

≤1.5t p

то расчет ведется на смятие

Принимаю

f=20мм

, очевидно, что выполнится второе условие, и расчет будет вестись

на смятие.

Aр =

Qmax γn

Определяю требуемую площадь опорного ребра из условия его смятия:

Rp γc

По табл. 52 [1] при временном сопротивлении

Run = 370МПа определяю расчетное соп-

ротивление смятию торцевой поверхности при наличии пригонки

R p = 336МПа

953.68

· 0.95 ·

см2

Ар=

= 24.5

336

106

1.1

По конструктивным соображениям

t р ≥16 мм

bp ≥180 мм

Принимаю ребро

180 х 16 мм

Ар=

28.8 см

σ =

Qmax

≤ Rp γc

Проверяю прочность опорного ребра на смятие из условия:

bp t p

γn

Qmax·γn

953.68

0.95

· 10-3

286

МПа < Rр= 336 МПа

bр·tр·γс

0.18

0.016 ·

1.1

Проверяю опорную часть балки на устойчивость из плоскости стенки относительно оси x-x как условной стойки с расчетной длиной hw= 116 см Сечение условной стойки, включает опорное ребро и примыкающее к нему постоянно устойчивый участок стенки длиной с.

с=0.65·tw

= 0.65

0.009

2.06

· 105

= 0.17

240

Определяю площадь условной стойки:

Aус=bp·tp+c·tw= 18 ·

+ 17.1

0.9

44.23

см2

Определяю момент инерции относительно x-x

I =

bp3 · tp

tw3 · c

18 3 ·

0.9

3 ·

= 778.641

см

x,ус

Радиус инерции условной стойки:

ix,ус=

Ix,ус

778.641

= 4.20 см

Aус

44.225

Гибкость условной стойки:

λх,ус=

116

= 27.6

iх,ус

4.20

По табл. 72 [1] определяю коэффициент продольного изгиба, учитывая гибкость и

Ry= 240

МПа →

φх=

0.938

σх,ус=

Qmax·γn

953.68

0.95 · 101

= 218.4 МПа < Ry= 240 МПа

φх·Aус·γc

0.938

· 44.23

· 1

Проверяю опорное ребро балки на местную устойчивость по условию

bef

≤ (0.36 + 0.10λ )

t p

где:

bef=

bp-tw

0.9

8.6

см

= 27.6

240

= 0.944

= λх,усл ·

2.06·105

( 0.36 +

0.1

0.944

)

2.06·105

= 13.3

240

bef

8.6

= 5.34 < 13.3

1.6

Условие выполнено

Расчет шва W1

Принимаю полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа (ГОСТ 8050-85).

По табл. 55 [1] для конструкций второй группы, климатического района II8 и стали С255 принимаю сварочную проволоку СВ-08Г2С по ГОСТ 2246-70* По таблице 56 [1] для сварной проволоки СВ-08АГ2С расчетное сопротивление срезу

по металлу шва

Rwf=

215

МПа

Run=

По табл. 51 для стали С255 нормативное сопротивление

370 МПа . Расчетное

сопротивление на границе сплавления:

Rwz=0.45Run= 0.45 · 370

= 166.5 МПа

По таблице 34 определяю

βf ,

βz

. Для полуавтоматической сварки проволокой

Ø=1,2мм

принимаю

βf=0.7

βz=1.0

Для города Минска коэффициент условий работы сварного шва

γwf=γwz=1

Определяю расчетное сопротивление сварного шва:

βf·Rwf= 0.7

· 215

150.5

МПа

βz·Rwz= 1.0 · 166.5

= 166.5 МПа

Следовательно, расчет необходимо вести для

металла шва

Шов W1 является локально нагруженным в нижней точке опорной реакцией балки. Поэтому

на расчетной длине

a = 85 β f k f

должна быть воспринята вся опорная реакция балки.

Определяю требуемый катет шва из условия его прочности на срез по

металлу шва

k ≥

Qmax·γn

953.68

· 0.95

· 10-3

·10

2 = 7.1 мм

· 85

· β f 2 · R wf

γ wf

· γ c

2 · 85

· 0.7 2 ·

215 · 1

· 1

kf,мах≤1.2·tmin=1.2·

= 10.8

мм

Минимальный катет шва по конструктивным требованиям определяю по таблице 38 [1]

для таврового соединения с двухсторонними швами, при автоматической сварке, для сталей

с пределом текучести до 430МПа и максимальной толщины листа tmax=		16 мм
минимальный катет шва kf,мin= 5 мм
Окончательно принимаю катет шва	kf= 8 мм

1.2.6. Проверка местной устойчивости элементов балки с обоснованием18

размещения и определением размеров ребер жесткости.

Местная устойчивость стенки обеспечивается постановкой ребер жесткости, к которым крепятся балки настила.

1.10

1.40

1160

0.580

2.4

5.88

12.0

2861.04

953.68

Рис.1.2.9. Расстановка ребер жесткости.

Условная гибкость стенки составляет:

		h	Ry		1160	240	= 4.40
λ =				=
		w
					9	206000
	w	tw	E

Местную устойчивость стенок не требуется проверять, если:

1)λw ≤ 3.5 при отсутствии местного напряжения в балках с двухсторонними швами

2)λw ≤ 2.5 при наличии местного напряжения

Предельное расстояние между ребрами жесткости определяется по одному из двух случаев:

1) если		λw > 3.2		, то	a ≤ 2hw
2) если				, то	a ≤ 2.5hw
2) если		λw ≤ 3.2		, то	a ≤ 2.5hw
Т.к.
Т.к.	λw = 4.40 требуется проверка местной устойчивости стенок, и предельное расстояние
			между ребрами жесткости:
			а ≤ 2 · 1.16 = 2.32 м Расстояние между ребрами жесткости наз-
			начаю, учитывая шаг балок настила aкр=			1.10 м
					aср=	1.4 м
Местная устойчивость определяется в трех местах:
1 – в приопорном отсеке
2 – в месте изменения сечения
3 – в среднем отсеке					a, hw при определении координат расчетных сечений воз-
В зависимости от величин					a, hw при определении координат расчетных сечений воз-
можны два случая:
1)	a ≤ hw	в этом случае расчетное сечение определяется по середине отсека					hw
2)	a > hw		расчетное сечение определяется по середине условного отсека длиной				hw

Второй случай расчета

		x1=						hw					=			1.16					=			0.58			м																						19
		x1=											=				2				=			0.58			м																						19
										2							2
		x2= xизм= 2.4																		м					-			+			1.16				=	5.88		м
		x3= L-аср+hw = 12																							-	1.4		+			1.16				=	5.88		м
																										1.4
												2															2
Определение поперечной силы и изгибающего момента в расчетных сечениях:
Mx1=							q				· x1						(L-x1)=							158.9			·	0.58				(	12.0			- 0.6		) =		526.4		кНм
Mx1=										2				L			(L-x1)=									2		12.0				(	12.0			- 0.6		) =		526.4		кНм
										2																2
Qx1=						q ·					(						- x1 ) =							158.9			(					-	0.6			) =	861.5			кН
Qx1=						q ·					(	2					- x1 ) =							158.9			(	2				-	0.6			) =	861.5			кН
												2																2
						Mx2=								q			· x2				(L-x2)=					158.9			·				2.4		(	12.0	-	2.4		) =	1831.1 кНм
						Mx2=										2		L			(L-x2)=								2		12.0				(	12.0	-	2.4		) =	1831.1 кНм
																2													2
						Qx2=							q ·				(				- x2 ) =					158.9			(						-	2.4	) =		572.2		кН
						Qx2=							q ·				(				- x2 ) =					158.9			(				2		-	2.4	) =		572.2		кН
																	2																2
Mx3=							q				· x3						(L-x3)=							158.9			·	5.88				(	12.0			- 5.880		) =		2859.9		кНм
Mx3=										2				L			(L-x3)=									2		12.0				(	12.0			- 5.880		) =		2859.9		кНм
										2																2
Qx3=						q ·					(						- x3 ) =							158.9			(					- 5.880				) =	19.07			кН
Qx3=						q ·					(	2					- x3 ) =							158.9			(	2				- 5.880				) =	19.07			кН
												2																2
Определяю для каждого сечения наибольшее сжимающее нормальное напряжение (верхняя
кромка стенки), среднее касательное напряжение:
σ	i	=		M i hw														τ	i	=			Qi
σ		=		M i hw														τ		=			hw tw
						I xi 2
						I xi 2
		σ1=									M1·hw							=		526.4						·	1.16				· 10-3					= 67.66			МПа
		σ1=									Ix1·2							=		451275.2								· 2 ·			10-8					= 67.66			МПа
											Ix1·2									451275.2								· 2 ·			10-8
		τ1=									Qx1							=		861.5						·	10-3			=	82.52					МПа
		τ1=									hw·tw							=		1.16					·	0.009				=	82.52					МПа
											hw·tw									1.16					·	0.009
									σ2=							Mx2·hw								=	1831.1			·			1.16				· 10-3		=	235.3 МПа
									σ2=								Ix1·2							=	451275.2						· 2 · 10-8						=	235.3 МПа
																	Ix1·2								451275.2						· 2 · 10-8
										τ2=							Qx2							=	572.2			· 10-3						=	54.81		МПа
										τ2=							hw·tw							=	1.16			·	0.009					=	54.81		МПа
																	hw·tw								1.16			·	0.009
		σ3=									M3·hw							=		2859.9						·	1.16				· 10-3					= 268.2			МПа
		σ3=									Ix·2							=		618379.2								· 2 ·			10-8					= 268.2			МПа
											Ix·2									618379.2								· 2 ·			10-8
		τ3=									Qx3							=				19.1				·	10-3			=	1.827					МПа
		τ3=									hw·tw							=		1.16					·	0.009				=	1.827					МПа							σcr =		c	cr	R		y
											hw·tw									1.16					·	0.009
Определяю критическое нормальное напряжение потери устойчивости:

																																																2
																																																2
																	ccr																													λ
Где коэффициент																																															w
Где коэффициент																			принимаю по таблице 21 [1] в зависимости от значения коэффициента
δ = β			b		f		t				f	3					учитывающего степень защемления стенки в поясах;
					f						f

			hw tw
Коэффициент															β			по табл. 22[1] при непрерывном опирании плит																								β = ∞		ccr			= 35.5
σcr=						35.5						·				240			= 440.2 МПа
σcr=											4.40 2								= 440.2 МПа
											4.40 2

Определяю критическое касательное напряжение потери устойчивости стенки:						20
	0.76		Rs
τcr =10.3(1 +		)
	μ2				2
			λ
				ef

Где: μ - соотношение сторон отсека (большей к меньшей)

- меньшая из сторон отсека

1.16 м

λef =

1160

240

= 4.40

206000

для приопорного отсека

μ=

1.16

1.055

акр

1.1

для остальных отсеков

μ=

аср

1.4

1.207

1.16

тогда для приопорного отсека

τcr,1=

10.3(1+

0.76

)

139.2

= 124.7

МПа

1.055

4.40 2

для остальных отсеков

τcr,2,3=

10.3(1+

0.76

)

139.2

= 112.7

МПа

1.207

4.40 2

Проверяю местную устойчивость стенки в каждом из 3-х отсеков по условию

σσcr 2 + ττcr 2 ≤γc =1

1. Приопорный отсек

(	67.66	)	2 + (	82.52	)	2 = 0.68	< γ =1

	440.2			124.7			c

2. В месте изменения сечения
(	235.3	)	2 + (	54.81	)	2 = 0.72	< γ =1

	440.2			112.7			c

3. В среднем пролете
(	268.2	)	2 + (	1.827	)	2 = 0.61	< γ =1

	440.2			112.7			c

Условие выполнено

Проверяю местную устойчивость сжатого пояса:

bef

≤ 0.5

t f

0.5

206000

= 14.65

240

- tf

bef=

36 - 0.9

= 17.55 см

<<< < Предыдущая 12 / 42 3 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
13.04.2019102.91 Кб27Министерство образования республики Беларусь.doc
#
24.12.2018348.62 Кб18МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ.docx
#
29.08.2019665.22 Кб7Министерство образования Республики Беларусь.docx
#
07.08.201920.25 Кб8Мисзи 11-15.docx
#
31.05.20152.25 Mб220МК (БНТУ).docx
#
31.05.2015617.05 Кб19МК1 записка.pdf
#
31.05.2015851.9 Кб10МНТК 2013.pdf
#
24.11.201994.72 Кб14Модели Сестр. дела.doc
#
14.04.20191.57 Mб18Моделирование трогание и разгона БМВ М5 V2 (Вос....doc
#
31.05.2015132.65 Кб624модуль 1.docx
#
17.09.2019667.14 Кб118Модуль 10.doc