- •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
Lмакс@hw-(120-180) мм
Если lмакс³3К, где при шаге вертикальных рядов 100 мм D =100(2m-1)- расстояние между крайними вертикальными рядами болтов полунакладки (см рис.17), то усилие в болтах наиболее загруженного горизонтального ряда (крайнего) определяется от действия только изгибающего момента, следовательно, количество вертикальных рядов болтов : (4.48)
При совместном действии изгибающего момента и поперечной силы наибольшее усилие определяется как (4.49)
где m - число вертикальных рядов на накладке с одной стороны стыка; li - расстояние между болтами (рис. 14); Q - поперечная сила в месте стыка; n - число болтов в накладке по одну сторону стыка, k=2, число плоскостей трения.
Если lмакс<3D, то расчет стыка стенки следует выполнить по рекомендациям [4].
Для обеспечения прочности соединения необходимо, чтобы
, или
Если условие не удовлетворяется, то увеличивают диаметр или количество болтов.
4. Расчет колонны
Рассчитывается центрально-сжатая колонна среднего ряд. Сечение колонны может быть сплошным или сквозным в соответствии с заданием. Сечение сплошных колонн рекомендуется принимать из сварного составного двутавра. Сечение сквозной колонны компонуется из прокатных швеллеров или двутавров, соединенных безраскосной решеткой на планках.
4.1. Расчет стержня колонны сплошного сечения
Подсчитывают расчетную сжимающую силу N=1,5Q по первой схеме поперечника (с консолями); и N=2Q по второй схеме
где Q - максимальная поперечная сила главной балки.
Геометрическая высота (длина) колонны равна отметке настила рабочей площадки за вычетом фактической строительной высоты перекрытия плюс заглубление базы колонны ниже отметки чистого пола первого этажа (0,6-0,8м).
Расчетная длина . Где m - коэффициент приведения расчетной длины, m=1 - при шарнирном закреплении обоих концов колонны, m=2 - при жестком закреплении нижнего конца колонны. Для сплошного сечения принимается mx=2; my=1. (Расположение осей см. рис. 18)
Задаются гибкостью исходя из расчетной длины колонны и действующей нагрузки. Для сплошных колонн с N до 1500-2500 кН и длиной 5-6 м l=100-70; с N до 2500-4000 кН l=70-50.
По принятой гибкости находят коэффициент продольного изгиба j0 (см. приложение 7) и определяют требуемую площадь поперечного сечения
(4.1)
Находят требуемые радиусы инерции относительно осей x-x а также y-y
; ,
где и - расчетные длины в плоскости и из плоскости колонны.
Определяют требуемые высоту и ширину сечения:
;
Для составного двутаврового сечения aх=0,42, aу=0,24 (рис. 18). Для других типов сечений эти коэффициенты приводятся в справочной литературе. Исходя из конструктивных соображений, рекомендуется принимать bh£h.
Назначив габариты сечения, переходят к его компоновке. Площадь одного пояса Af@0,4A, площадь стенки Aw@0,2A. Исходя из высоты и ширины сечения (h и bf) и площади поясов и стенки, определяют толщину поясов tf и толщину стенки tw. Минимальные и максимальные толщины листов и их соотношения принимаются такими, как и в главных балках. При окончательном назначении размеров поясов и стенки, их желательно округлить кратно 20 мм.
Рис. 18. Сечение сплошной колонны.
По назначенным размерам вычисляют фактические геометрические характеристики сечения.
Площадь брутто
Моменты инерции ;
Радиусы инерции ;
Гибкости ;
По наибольшей гибкости lх или lу находят коэффициент продольного изгиба j. Причем, наибольшая гибкость не должна превышать предельной lмакс£lпред=180 - 60a ; где ; при условии a ³ 0,5
Производят проверку устойчивости стержня колонны
(4.2)
N - необходимо скорректировать с учетом собственного веса колонны.
Если это условие не удовлетворяется или сечение обладает значительным запасом несущей способности (>5%), необходимо выполнить корректировку сечения с последующим определением осевых характеристик сечения, осевых гибкостей и с проверкой устойчивости.