- •Инженерно-экономический институт
- •Кафедра строительных конструкций и архитектуры курсовая работа
- •Общие указания
- •1. Компоновка и выбор схемы балочной клетки
- •1.1. Расчет настила
- •Расчет стального настила
- •1.2. Расчет балок настила и вспомогательных балок
- •1.3. Технико-экономические показатели рассмотренных вариантов
- •Технико-экономические показатели
- •2. Расчет и конструирование главной балки
- •Расчетная схема. Расчетные нагрузки и усилия
- •Определение высоты главной балки
- •Рекомендуемые гибкости стенок балок
- •Определение толщины стенки
- •Подбор сечения поясов
- •Пример (продолжение, начало см. Пп. 1.1, 1.2, 1.3)
- •Момент инерции стенки балки
- •Расстояние между центрами тяжестей поясных листов
- •Фактические геометрические характеристики подобранного сечения
- •Изменение сечения балки по длине
- •Геометрические характеристики измененного сечения балки
- •Расчет поясных швов
- •Проверка обеспеченности общей устойчивости балки Пример
- •Проверка местной устойчивости элементов балки
- •Пример Проверка устойчивости сжатого пояса
- •Проверка устойчивости стенки
- •Конструирование и расчет опорной части балки
- •Расчет и конструирование укрупнительного монтажного стыка балки на высокопрочных болтах
- •Проектирование примыкания балок настила к главной балке
- •Расчет и конструирование колонны
- •3.1. Подбор сечения стержня сплошной сварной колонны Пример
- •Геометрические характеристики поперечного сечения стержня колонны
- •Компоновка сечения
- •Тогда толщина полки:
- •Из условия местной устойчивости свесов полок (п. 7.23*):
- •Геометрические характеристики сечения
- •3.2. Подбор сечения сквозной колонны балочной площадки
- •Расчет относительно материальной оси
- •Расчет относительно свободной оси
- •Геометрические характеристики сечения
- •Расчет планок
- •Конструирование и расчет оголовка колонны Пример
- •Конструирование и расчет базы колонны
- •Пример Определение размеров опорной плиты
- •Тогда ширина плиты:
- •Расчет траверсы
- •Проверяется прочность ребра: по нормальным напряжениям:
- •Сокращенный сортамент горячекатаных двутавров (по гост 8239-72*)
- •Сокращенный сортамент горячекатаных швеллеров (по гост 8240-72)
- •Сталь широкополосная универсальная (по гост 82-70*)
- •Сталь горячекатаная толстолистовая (по гост 19903-74*)
- •Коэффициент для расчета на изгиб плит, опертых на четыре канта
- •Коэффициент для расчета на изгиб плит, опертых на три или на два канта
- •162600, Г. Череповец, пр. Луначарского, 5
3.1. Подбор сечения стержня сплошной сварной колонны Пример
Материал конструкции – сталь С245 с расчетным сопротивлением Ry = 240 МПа (табл. 51*[3]), коэффициент условий работы с = 1. Расчетное значение продольного усилия сжатия в колонне равно
N = 2Qmax 1,01 = 2 1434 1,01 = 2897 кН.
Конструктивная длина стержня колонны на основе заданной отметки верха перекрытия Н = 10 м равна
где h3 = 70 см – заглубление колонн ниже нулевой отметки; h = 174 см – высота сечения главной балки; hб.н = 33 см – высота сечения балки настила; tн = 1 см – толщина металлического настила.
Принимается двутавровое составное (сварное) сечение стержня колонны из трех листов. Для двутаврового сечения ix = 0,43h, а iy = 0,24b (h – высота сечения, b – ширина сечения). Для обеспечения равноустойчивости стержня колонны относительно главных осей симметрии (х–х и y–y) уменьшается расчетная длина колонны относительно оси y – y путем постановки вертикальных связей между колоннами по схеме, приведенной на рис. 12. Расчетные длины стержня колонн:
относительно оси x –x le f, x = lk = 1 860 = 860 см,
относительно оси y – y le f, y = lk / 2 = 1 860/2 = 430 см.
Рис. 12. К определению расчетной длины колонны
Задается гибкость стержня колонны = 45. Условная гибкость стержня:
По табл. 72* [3] находится соответствующее значение коэффициента продольного изгиба = 0,873.
Геометрические характеристики поперечного сечения стержня колонны
Необходимая площадь сечения:
радиусы инерции сечения:
iтр х = lef, x / = 860/45 = 19,1 см;
iтр, y = lef, y / = 430/45 = 9,55 см;
высота сечения [1, табл. 8.1]:
hтр = iтр ,х / 1 = 19,1/0,43 = 44,4 см;
ширина сечения:
bтр = iтр, y / 2 = 9,55/ 0,24 = 39,8 см.
Компоновка сечения
Принимается высота стенки hw = 450 мм, равная ширине листа широкополосной универсальной стали (по ГОСТ 82-70*), а ширина поясного листа - 420 мм (рис. 13). Из условия местной устойчивости при (п.7.14*[3]) отношение расчетной высоты стенки к толщине3:
Толщина стенки tw= hw /48,5 = 45/48,8 = 0,93 см. Поскольку сечение с такой толстой стенкой неэкономично, принимается tw = 8 мм и в расчетную площадь сечения стержня колонны включаются два крайних участка стенки шириной по
Требуемая площадь полки:
Aтр, п = (Aтр – 2 с tw) / 2 = (138,3 – 2 15,23 0,8) / 2 = 57 см2.
Рис. 13. Сечение сплошной колоны
Тогда толщина полки:
tf = Aтр, п / bf = 57 / 42 = 1,36 см.
Из условия местной устойчивости свесов полок (п. 7.23*):
Толщина поясного листа из условия устойчивости равна:
Принимаются поясные листы из широкополосной универсальной стали (по ГОСТ 82-70*) сечением 42014 мм. Тогда h = hw + 2tf = 45 + 21,4 = 47,8 см.
Геометрические характеристики сечения
Площадь сечения:
A = 2 bf tf + hw tw = 2 42 1,4 + 45 0,8 = 153,6 см2;
Приведенная площадь сечения:
Аred = 2 bf tf + 2 c tw = 2 42 1,4 + 2 15,23 0,8 = 141,97 см2
Момент инерции сечения:
относительно оси x – x:
относительно оси y – y:
радиусы инерции:
гибкости:
х = lef ,x /ix = 860/21,25 = 40,5;
y = lef, y /iy = 430/10,61 = 40,5 .
Для y = 40,5 коэффициент продольного изгиба = 0,892:
Недонапряжение в сечении:
Так как
то укрепление стенки колонны поперечными ребрами жесткости не требуется4.