Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова»
Пояснительная записка
к курсовому проекту
по дисциплине «Металлические конструкции»
На тему: Металлические конструкции балочной площадки
Работу выполнила:
студентка группы С-84
Верник М.М.
Работу проверил:
Хегай О.Н.
Абакан 2010
1. Исходные данные
Назначение помещения – производственные помещения
Полезная нагрузка, Р – 1,5кПа
Отметка пола, Н – 4,8м
Пролет главной балки, L – 12м
Шаг колонны, В – 4м
Толщина защитного слоя, t – 140мм
Плотность слоя, γ – 1600кг/м3
Схема балочной клетки
2. Компоновка балочной клетки
Согласно рекомендациям при В ≤ 4м, принимаем балочную клетку нормального типа.
Принимаем, а = 2м, кратно Lг.б.= 12м.
Расчет настила
3.1. Выбор марки стали
Принимаем марку стали С285 - табл. 50/1/.
Ryn=285 МПа, Run=390 МПа, Ry=280МПа, Ru=380 МПа – табл. 51/1/; m=1,025–табл.2/1/; Rs=0,58Ryn/m=0,58285/1,025=161,3 МПа– табл. 1/1/.
3.2. Сбор нагрузок на настил
Наименование нагрузки
|
Нормативные нагрузки, кН/м2 (qн) |
f п. 2/2/ |
Расчётные нагрузки, кН/м2(q) |
1. Собственный вес настила tн = 0,006 м., н = 7850 кГ/м3 |
0,47 |
1,05 |
0,49 |
2. Вес защитного слоя tз = 0,14 м., з = 16 кН/м3 |
2,24 |
1,25 |
2,69 |
3. Полезная нагрузка |
1,5 |
1,2 |
1,8 |
|
∑ qн = 4,21 |
|
∑q = 4,98 |
3.3. Определение параметров настила
Определим пролет из неравенства:
где n0 = 135- табл. 19/2/;
El
– цилиндрический модуль упругости:
;
Е = 2.06*105 - табл. 63/1/;
ν = 0.3 – коэффициент Пуассона
Принимаем: а=2м
tн = 0.006м.
3.4 Проверка прочности настила и расчет сварных швов, крепящих настил
где
-
приведенный
коэффициент надежности по нагрузке;
- предельный
относительный прогиб - табл. 19/2/;
- цилиндрический модуль упругости;
Σqн ,Σq – суммарная нормативная и расчетная нагрузки
Катет сварного углового шва определяется:
при разрушении по металлу шва:
Rwf*lw*γwf*γc*βf = 180*1*1*1*0.9 = 162 МПа
при разрушении по границе сплавления:
Rwz*lw*γwz*γc*βz = 175.5*1*1*1*1.05 = 184.28 МПа
где lw = 1м – расчет ведется на ед.длины сварного шва;
Rwf = 180 Мпа - табл. 56/1/;
γwf = 1 – п.11.2/1/; γwz = 1 - п.11.2/1/;
γc = 1 - табл. 6/1/;
βf = 0.9 - табл. 34/1/; βz = 1.05 - табл. 34/1/;
Rwz = 0.45* Run = 0.45*390 = 175.5МПа - табл. 3/1/;
Необходимый катет сварного шва определяем по металлу шва:
Согласно табл. 38/1/, принимаем κf = 3 мм.
4. Расчет балки настила
4.1 Выбор марки стали
Балка настила относится ко II группе конструкций. Принимаем марку стали С С285 - табл. 50/1/.
Ryn=285 МПа, Run=390 МПа, Ry=280МПа, Ru=380 МПа – табл. 51/1/; m=1,025–табл.2/1/; Rs=0,58Ryn/m=0,58285/1,025=161,3 МПа–табл. 1/1/;
4.2 Сбор нагрузок
Нормативная погонная нагрузка:
qБНн = Σqн ·а ·1,02 = 4,21*2*1,02 = 8,59кН/м
Расчетная погонная нагрузка:
qБН = Σq ·а ·1,02 = 4.98*2*1.02 = 10,16кН/м
4.3 Выбор расчетной схемы балки. Статический расчет.
qбн
Проверка:
Mэкстр:
Проверка:
Mэкстр:
4.4 Определение требуемого момента сопротивления
,
ур.28/1/
где γс =1– коэффициент условия работы - табл. 6/1/.
4.5 Выбор типа профиля и номера проката
По сортаменту принимаем двутавр № 14 по Гост 8239-89,
WХ = 81,7см3 > Wтр =66,8 см3
Г
еометрические
характеристики сечения:
h = 140 мм; b = 73 мм;
tп = 7,5 мм; S = 46,8 см3;
Jx = 572 см4; tст = 4,9 мм;
А=17,4 см2; Wх = 81,7 см3
4.6 Проверка балки по первой группе предельных состояний
- Прочность по нормальным сечениям:
ур.28/1/
Прочность по нормальным сечениям обеспечена.
Недонапряжение:
.
- Прочность по наклонным сечениям:
ур.29/1/
Прочность по наклонным сечениям обеспечена.
Недонапряжение:
- Прочность от совместного действия нормальных и касательных напряжений:
ур.33/1/
Прочность от совместного действия нормальных и касательных напряжений обеспечена.
4.7 Проверка балки по второй группе предельных состояний
п.13.1/1/
где
-
предельный прогиб балки - табл. 19/2/.
B=4 м – пролет балки;
- фактический прогиб балки от нормативной нагрузки;
– предельный
прогиб балки (табл. 19/2/).
жесткость обеспечена
5. Расчет главной балки