- •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
Проверка местной устойчивости элементов балки
Элементы балки составного сечения (сжатые пояса и стенка) могут потерять устойчивость. Сжатые пояса теряют устойчивость под действием сжимающих нормальных напряжений, а стенка – под действием сжимающих нормальных и (или) касательных напряжений. Такая потеря устойчивости называется местной.
Потеря устойчивости одним из элементов балки приводит к потере несущей способности всей конструкции. Поэтому при проектировании балки составного сечения необходимо стремиться к тому, чтобы несущая способность из условия обеспечения местной устойчивости ее элементов была не ниже несущей способности конструкции из условия прочности.
В соответствии с требованиями [3, табл. 30] проверка устойчивости сжатого пояса производится в месте нормальных максимальных напряжений по формуле:
где bef = (bf – tw) /2 – свес полки; bf , tf – ширина и толщина поясного листа; tw – толщина стенки.
Стенка составной балки имеет, как правило, очень большую гибкость (w > 100), поэтому устойчивость стенки обеспечивают укреплением ее специальными ребрами жесткости, которые делят стенку на отсеки. Эти отсеки могут потерять устойчивость независимо один от другого.
Стенки балок укрепляют поперечными ребрами жесткости, если значение условной гибкости стенки превышает 3,2 при отсутствии подвижной нагрузки. Расстояние между основными поперечными ребрами не должно превышать 2hef, если > 3,2, и 2,5hef, если < 3,2 (где hef = hw – высота стенки). В стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части bh должна быть для симметричного парного ребра не менее hef / 30 + 40, мм, для одностороннего ребра – не менее hef / 24 + 50, мм; толщина ребра ts принимается не менее .
Суть расчета на устойчивость стенок балок состоит в том, что действительные напряжения , , loc у расчетной границы стенки в целях обеспечения необходимой безопасности не должны превышать критических cr, cr, loc,cr , а также должны выполняться условия:
а) – при отсутствии местного сжимающего напряжения (loc = 0);
б) – при наличии местного напряжения (loc 0).
Действующие напряжения , у расчетной границы стенки следует вычислять в предположении упругой работы материала на действие средних значений соответственно момента М и поперечной силы Q в пределах отсека; если длина отсека а больше его расчетной высоты hw, то M и Q следует вычислять для более напряженного участка с длиной, равной высоте отсека. При наличии сосредоточенной сжимающей силы, приложенной непосредственно к верхнему поясу балки, M и Q следует определять под этой сосредоточенной силой. Если в пределах отсека находится место измененного сечения балки, то значения M, Q и W берут по уменьшенному сечению.
Последовательность проверки устойчивости стенок балок, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, дана в блок-схеме (см. прил. 2).
Пример Проверка устойчивости сжатого пояса
Проверка устойчивости сжатого пояса производится в месте нормальных максимальных напряжений, т.е. в середине пролета.
Устойчивость сжатого пояса при работе в пределах упругих деформаций обеспечивается выполнением условий [3, п. 7.24].
где bеf = (bf - tw)/ 2 = (0,5 – 0,012) / 2 = 0,244 м = 24,4 см – ширина свеса сжатого пояса.