МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Самарская Государственная

архитектурно – строительная академия

кафедра МДК

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ:

“ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА,

МОДЕРНИЗАЦИЯ И УСИЛЕНИЕ

СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ”

Выполнил: .

Проверил: .

САМАРА 2001

Задание №1.

П ри реконструкции производства временная нагрузка на перекрытие рабочей площадки увеличилась на 75%. Разработайте усиление балок путем увеличения сечения по второму варианту (см. рис.1), если балки пролетом 7 м изготовлены из двутавра 60Б1 (сталь С285) и были подобраны по прочности без излишних запасов несущей способности. Временная нагрузка составляла 60% от общей нагрузки на перекрытие. Расчет усиления выполнить по критерию краевой текучести (КТ) и по критерию развитых пластических деформаций (РПД). Элементы усиления выполнить из стали С345.

Расчет по критерию текучести (кт).

Г еометрические характеристики двутавровой балки №60Б1: h₀ = 594,2 мм, A₀ = 131 см², m = 103 кг/п.м., I_x,0 = 77430 см⁴, W_x,0 = 2610 см³, i_x,0 = 24,3 см, I_y,0 = 3130 см⁴, W_y,0 = 272 см³, i_y,0 = 4,88 см, b_f,0 = 230 мм, t_w,0 = 10 мм, t_f,0 = 15,4мм.

При заданной марке стали С285, R_y,0 = 270 МПа.

Найдем несущую способность балки, если, в соответствии с заданием, она запроектирована по прочности и жесткости без излишних запасов несущей способности. Тогда

Величина действующей полной нагрузки в этом случае будет равна:

Величина действующей временной нагрузки будет равна:

Величина действующей постоянной нагрузки будет равна:

Так как по заданию временная нагрузка на перекрытие рабочей площадки увеличивается на 75%, то

В этом случае полная нагрузка после увеличения составит

Несущая способность балки по прогибам:

; ;

;

.

Так как несущая способность по прогибам значительно превышает несущую способность по прочности, то дальнейший расчет ведем по прочности, т.е. .

Приращение увеличенной нагрузки к действующей:

Максимальный изгибающий момент от увеличенной нагрузки будет равен:

Изгибающий момент от дополнительной нагрузки:

Проверим возможность усиления балки без снятия постоянной нагрузки:

У силение можно производить, не снимая постоянную нагрузку.

Элементы усиления — из стали С345 с R_y,усил. = 315 МПа.

Принимаем сечения элементов усиления верхнего пояса из листа 13010 мм. Для усиления нижнего пояса — тавр № 20БТ1 со следующими геометрическими характеристиками: h_t = 197,9 мм, A_t = 30,05 см², b_t = 165 мм, d_t = 6,8 мм, t_t = 9,8 мм, z₀ = 4,73 см, I_x,t =368 см⁴ (см. рис. 3).

Находим новое положение центра тяжести всего сечения:

Находим момент инерции поперечного усиленного сечения:

где

— момент инерции относительно оси Х₁ двух наклонных пластин (см. рис. 4);

— момент инерции одной пластины относительно собственной оси “u”.

— момент инерции одной пластины относительно собственной оси “v”.

Угол  = 45 — угол наклона собственной оси “u” к оси “X₁”.

Поверим напряжения в наиболее характерных точках поперечного сечения:

Такими точками являются точки 1, 2, 3 (см. рис. 3).

— расстояние от центра тяжести нового сечения до точки 1.

— расстояние от центра тяжести нового сечения до точки 2.

— расстояние от центра тяжести нового сечения до точки 3.

Прочность обеспечена.

Определяем длину элементов усиления. Несущая способность балки (без усиления) равна:

Изгибающий момент в балке от действия равномерно распределенной нагрузки на расстоянии Х от опоры: ; приравниваем М_пред. = М_х и определяем Х:

; ;

; ; ;

; ;

Элементы усиления для обеспечения их полного включения в работу следует завести за место теоретического обрыва на длину b, достаточную для восприятия усилия . Сварку ведем электродами типа Э42А со следующими характеристиками: R_wf = 180 МПа; _f = 0,7; R_wz = 175 МПа; _z = 1,0. Расчет ведем по металлу шва. Для нижнего пояса при k_f = 6 мм:

При усилении верхнего пояса принимаем катет шва k_f = 6 мм. Расстояние от места обрыва элементов усиления до опор принимаем С = 1,1 м; длина элементов усиления — 4,8 м.