- •А.И. Савенков, и.А. Мяконьких расчет и конструирование элементов рабочей площадки
- •Иркутский государственный технический университет
- •664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83 Ангарская государственная техническая академия
- •665835, Ангарск, ул. Чайковского, 60
- •Оглавление
- •1. Введение
- •1.1. Базовые положения расчета металлоконструкций
- •1.2. Расчет соединений металлоконструкций
- •1.2.1. Сварные соединения
- •1.2.2. Болтовые соединения
- •1.3. Курсовая работа, содержание и оформление
- •1.3. Выбор марки стали и назначение расчетной схемы
- •2. Технико-экономическое обоснование балочной клетки
- •2.1. Выбор компоновочной схемы
- •2.2. Расчет настила
- •Толщина и пролет железобетонной плиты
- •2.3. Расчет балок настила и вспомогательных балок
- •2.3.1. Определение нормативных и расчетных нагрузок
- •2.3.2. Определение усилий и подбор сечения
- •2.3.3. Проверка принятого прокатного профиля
- •Проверка нормальных напряжений
- •- При ограниченном развитии пластических деформаций
- •Проверка касательных напряжений Касательные напряжения следует определять и проверять в опорном сечении:
- •Проверка жесткости
- •2.4. Выбор оптимального варианта
- •3. Расчет главной балки
- •3.1. Определение нормативных и расчетных нагрузок
- •3.2. Определение усилий
- •Максимальная величина опорной реакции двухконсольной балки
- •3.3. Компоновка сечения
- •Рекомендуемые соотношения высоты балки и толщины стенки
- •3.4. Проверка нормальных напряжений
- •Опорная реакция двухконсольной балки от собственного веса
- •3.5. Проверка жесткости
- •3.6. Изменение сечения балки по длине
- •Для измененного сечения балки вычисляют:
- •3.7. Проверка прочности балки в измененном сечении
- •3.8. Проверка касательных напряжений в опорном сечении
- •3.9. Проверка общей устойчивости
- •3.10. Проверка местной устойчивости элементов балки
- •3.11. Определение катетов поясных швов
- •3.12. Конструирование и расчет опорной части
- •3.13. Конструирование и расчет монтажного стыка главной балки
- •Lмакс@hw-(120-180) мм
- •4. Расчет колонны
- •4.1. Расчет стержня колонны сплошного сечения
- •Проверка местной устойчивости элементов стержня колонны
- •4.3. Расчет стержня колонны сквозного сечения
- •4.4. Расчет планок
- •4.5. Расчет оголовка колонны
- •4.6. Расчет базы
- •5. Пример выполнения курсовой работы Исходные данные расчета :
- •1.Технико-экономическое обоснование компоновки балочной клетки
- •1.1.Выбор компоновочной схемы
- •1.2. Выбор стали основных конструкций
- •1.3.Расчет настила
- •1.4.Расчет балок настила и вспомогательных балок
- •Нормативный изгибающий момент
- •Подбираем сечение вспомогательных балок
- •Сравнение вариантов балочной клетки
- •1.5.Выбор оптимального варианта
- •2.Расчет главной балки
- •2.1.Определение нормативных и расчетных нагрузок
- •2.2.Определение усилий
- •2.3.Компоновка сечения главной балки
- •2.4. Проверка нормальных напряжений
- •Изменение сечения балки по длине
- •2.6.Проверка прочности балки в измененном сечении
- •2.7.Проверка местной устойчивости элементов балки и расчет ребер
- •2.8.Проверка жесткости Проверяют жесткость разрезной балки
- •2.9.Расчет поясных швов
- •2.10.Конструирование и расчет опорной части балки
- •2.11.Расчет и конструирование монтажного стыка
- •Проверим прочность поясных накладок , ослабленных отверстиями под болты
- •3.Расчет колонны
- •3.1. Расчет стержня колонны сквозного сечения
- •Принимаем ветви из двух швеллеров № 40
- •3.2. Расчет планок
- •3.3.Расчет оголовка колонны
- •3.4. Расчет базы колонны
- •Список литературы
- •Исходные данные для проектирования
- •Расчетно-пояснительная записка
- •Продолжение приложения 2
Рекомендуемые соотношения высоты балки и толщины стенки
h, м |
0.8 |
1.00 |
1.25 |
1.50 |
1.75 |
2.0 |
2.50 |
tw, мм |
6-8 |
8-10 |
9-10 |
10-12 |
12-14 |
14 |
14-16 |
kw=h/ tw |
133-100 |
125-100 |
140-125 |
150-125 |
140-125 |
143 |
178-156 |
Примечание Большие значения tw и меньшие kw характерны для сталей повышенной прочности. |
Кроме оптимальной высоты, существует минимальная высота, определяемая из условия обеспечения требуемой жесткости балки:
, (3.18)
где n0 – величина обратная предельному относительному прогибу, для главных балок рабочих площадок, несущих технологические нагрузки, n0 = 300. ([2] т.19 п.2)
В любом случае высота балки не может быть больше ограниченного габарита, так называемой строительной высоты:
h≤ hстр = 100 H - (tн+ hб.н.+ h в.б.) - 100 L / no , (3.19)
где H - разница отметок (м) верха настила и габарита помещения под рабочей площадкой (обе эти отметки принимаются по Заданию); tн - толщина настила (см); h в.б. - высота вспомогательной балки (см); hб.н . - высота балки настила (см).
Величины hб.н. и hв.б. необходимо учитывать только при этажном сопряжении балок (вспомогательных с главной, балок настила со вспомогательными). Назначение высоты стенки балки, отвечающей требованиям минимума веса и необходимой жесткости, зависит от соотношения величин
hopt,, hmin и h стр.
Возможны четыре варианта решения задачи (рис. 8):
hmin £ 0.85 hopt - в этом случае hw @ 0.85 hopt
0.85 hopt < hmin £ 1.15 hopt - в этом случае hw @ hmin
Рис.8. Зависимость оптимальной высоты балки от ее массы
hmin > 1.15 hopt - обычно этот вариант имеет место при использовании стали повышенной прочности, при больших пролетах и небольших действующих нагрузках; подобрать сечение оптимальное по весу и полностью использовать прочностные характеристики металла в этом случае невозможно.
Определение hw носит итерационный характер: принимают пониженное на 5 - 10 % расчетное сопротивление Ry и переопределяют по формулам ( 3.15), (3.14) и (3.18) hopt и hmin , которые при этом сближаются по величине. Цикл вычислений повторяют до тех пор, пока не будет удовлетворяться условие hmin £ 1.15 hopt, тогда hw @ hmin.
если hw > h стр , оптимизация сечения невозможна, высоту стенки hw принимают не более h стр, остальные параметры сечения подбирают таким образом, что бы удовлетворялись требования прочности и жесткости.
Выбор сопряжения балок как раз зависит от необходимого габарита, если удовлетворяется неравенство (4.12), то можно выбрать этажное сопряжение (рис9а), если нет, то балки главная, вспомогательная и балка настила будут примыкать в одном уровне (рис.9б).
Рис.9. Сопряжение балки настила с главной
а) этажное сопряжение, б) сопряжение в одном уровне и пониженное
Окончательно высота балки берется не менее hмин и может приниматься несколько меньшей оптимальной высоты
Требуемая площадь сечения пояса:
? (3.20)
Ширина пояса, которая обеспечивает общую устойчивость балки и равномерное распределение нормальных напряжений по ширине пояса:
, но не менее 180 мм
Толщина пояса: t f = , при этом должны соблюдаться условия:
и tf £ 3 tw
При окончательном назначении размеров сечения, их желательно согласовать со стандартными размерами листового проката (см. табл. 3 Прил. 2).