На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Проектирование металлической балочной клетки

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 04.07.2012. Сдан: 2011. Страниц: 25. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


     Министерство  сельского хозяйства РФ
Пермская  государственная сельскохозяйственная академия
имени академика  Д.Н. Прянишникова 
 

Кафедра строительного производства 
 

Курсовая  работа
по дисциплине «Металлические конструкции»
на тему: «Проектирование металлической  балочной клетки» 
 
 
 

                                                                  Выполнил: Иванов П.Ю.
Группа  ПГС-41Б
Проверил: Завьялов М.Н. 

Пермь 2009
Буква Ф.И.О.
п/п
Исходные данные Условные обозначения
Единицы измерения
Размерность
И 1 Шаг балок настила a м 1,6
В 2 Пролет балок  настила l м 5,2
А 3 Пролет главных  балок L м 9,0
Н 4 Нормативная постоянная нагрузка gппост кН/м2 8
О 5 Нормативная временная  нагрузка gпвр кН/м2 16
В 6 Высота этажа Н м 6,0
П 7 Сталь балок  настила - - С255
А 8 Сталь колонн - - С375
В 9 Сталь поясов главной  балки - - С255
Е 10 Сталь настила, стенки главной балки - - С245
Л 11 Класс бетона фундамента - - В10
Ю 12 Коэффициент надежности по нагрузке (постоянной) ?f пост - 1,05
Р 13 Коэффициент надежности по нагрузке (временной) ?f вр - 1,3
Ь 14 Тип настила- стальной с относительным прогибом
f/lн - 1/150
Е 15 Типы электродов, марки сварочной проволоки   -  
 
 
 
 
 
                                                                                      _________________  /М.Н.Завьялов/ 
 

Содержание: 

1. Разработка  монтажной схемы балочной клетки………………. 5
2. Расчет стального  настила……………………………………….. 7
3. Расчет балки  настила (Б4)………………………………………. 12
4. Расчет главной  балки (Г2)………………………………………. 17
4.1 Статистический  расчет главной балки………………………… 17
4.2 Конструктивный  расчет главной балки……………………….. 20
4.3 Изменение сечения  главной балки…………………………….. 25
4.4 Расчет поясных  сварных швов главной балки………………… 28
4.5 Расчет опорной  части главной балки…………………………... 29
4.6 Проверка МУ полки…………………………………………….. 32
4.7 Проверка МУ стенки……………………………………………. 33
4.8 Расчет поперечных ребер жесткости…………………………... 37
4.9 Монтажный стык главных балок………………………………. 38
5. Сопряжение  балок настила с главными балками……………... 41
5.1 Расчёт болтового  соединения…………………………………... 42
5.2 Расчет сварного соединения……………………………………. 43
5.3 Проверка сечения  накладки…………………………………….. 44
6. Расчёт центрально – сжатой колонны К4……………………… 45
6.1 Определение расчетной  длины колонны……………………… 45
6.2 Расчет колонны  сплошного сечения…………………………… 46
6.3 Расчёт колонны  сквозного сечения…………………………….. 49
6.4 Расчёт оголовка для колонны К4………………………………. 54
6.5 Расчёт базы для колонны К4 сквозного сечения……………… 56
6.6 Расчёт базы для колонны К4 сплошного сечения…………….. 59
7. Список литературы……………………………………………… 63
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Разработка монтажной  схемы балочной  клетки.

   
Рис. 1.1. Монтажная схема балочной клетки. 

 


Рис. 1.2. Разрезы 1-1,2-2 по монтажной схеме балочной клетки. 
 
 
 
 

2. Расчет настила.
Определяем  толщину настила из условия прогиба. Первоначально примем
толщину настила tн =12 мм, так как ?g n = 8 +16 = 24 кН/м2.
Плотность стали ?s = 78,5 кН/м3 , коэффициент надежности по нагрузке для
конструкций из стали ?sf = 1,05. 

2.1 Сбор нагрузок на настил
Таблица 2.1
Нагрузка  на 1 м2 настила 

п/п
Вид нагрузки Условные обозначения Ед. изм. Нормативная нагрузка Коэффициент надежности по нагрузке ?sf Расчетная нагрузка
1 Собственный вес  настила tн · ?s = 0,01· 78,5 =
= 0,785 кН/м2
gсн кН/м2 0,785 1,05 0,824
2 Постоянная  нагрузка gпост кН/м2 8 1,1 8,8
3 Временная нагрузка gвр кН/м2 16 1,3 20,8
Итого   gн кН/м2 24,785   30,424
 
Погонная нормативная  нагрузка на настил
gн n= gн n·b=24,785·1=24,79 кН/м.
Погонная расчетная  нагрузка
gн = gн ·b=30,424·1=30,42 кН/м.
2.2. Расчет толщины  настила.
Требуемая толщина  настила tтрн = lн/kн, пролет настила lн=a-bf .
Ориентировочно  ширина полки балки настила назначается  bf= 0,1 м, тогда
расчетный пролет настила равен lн= 160-10= 150 см.
= 92,92.
Требуемая толщина настила
; принимаем  = 16 мм. 

Принимаем = 14 мм, настил подкрепляем ребрами, идущими перпендикулярно балкам настила.
Шаг ребер . Принимаем шаг ребер
 
 

 

Рис. 2.1. Расчетное  сечение настила, подкрепленного ребрами. 

Ширина  настила, включающегося в работу 

 ;
 
где при таблица 51 [1] ; – сталь; 
 
 

 2.2. Геометрические характеристики расчетного сечения настила, подкреплённого ребрами: 

- площадь  сечения.
Находим положение центра тяжести (рис.3.1.1) относительно оси Х1  
 

где
Момент  инерции относительно оси Х 
 
 
 
 


    Рис. 2.2.Эпюра напряжений в настиле 
 

; 

  

2.3. Проверка несущей способности настила, подкрепленного ребрами. 

Максимальный  изгибающий момент в настиле
                    
 

Максимальная  поперечная сила
       
 

Растягивающее цепное усилие (распор)
      
 
 
 
 
 
 

Проверка  прочности по нормальным напряжениям 
 

     – прочность настила, подкрепленного ребрами с шагом по нормальным напряжениям обеспечена. 

Проверка  прочности по касательным напряжениям
 – прочность по касательным напряжениям обеспечена. 

Проверка  жесткости настила 
 

– жесткость  настила обеспечена. 

2.4. Расчет сварных угловых швов для крепления настила 

    Принимаем сварку полуавтоматическую в среде  углекислого газа. Для стали  настила  С245 по табл. 55 [1] принимаем сварочную проволоку Св- 08Г2С; по табл. 56  [1] для проволоки Св-08Г2С   кН/см ;
по табл. 3 [1] ; по табл. 51 [1] для стали С245 кН/см2, тогда    кН/см .
       =1,0 по табл. 34 [1] для полуавтоматической сварки проволокой сплошного сечения мм  при горизонтальном положении.
     = 1 – коэффициенты условия  работы шва п. 11.2 [1].
      см;    см.
   В соответствии с конструктивными  требованиями к сварным соединениям  окончательно катет углового  шва принимается не менее  по табл.38 [1] ,
    мм  при мм.
Из трех величин ; ; принимаем максимальную высоту катета =5 мм. 
 

3. Расчет балки настила 

3.1 Статистический расчет. 

    Сбор  нагрузок на настил производим в табличной  форме
Таблица 3.1
Нагрузка  на 1 м
грузовой площадки балки настила
 

N п/п Вид нагрузки Усл. обозн. Ед. изм. Нормативная нагрузка Коэффициент надежности по нагрузке ?f Расчётная нагрузка
1 Собственный вес  настила tн · ?s = 0,014· 78,5 =
= 0,785 кН/м2
qсн кН/м2 1,099 1,05 1,16
2 Собственный вес  балки настила q/сб кН/м2 0,55 1,05 0,58
3 Постоянная  нагрузка
qпост кН/м2 8 1,1 8,8
4 Временная нагрузка
qвр кН/м2 16 1,3 20,8
  Итого
кН/м2 25,34   31,0
 
Погонная нормативная  нагрузка на балку
      (кН/м).
Погонная расчетная  нагрузка на балку
      (кН/м).
    
 

    Рис. 3.1. Расчетная схема балки настила. 

Максимальный  изгибающий момент в настиле
                    = 167,65 (кНм).
Максимальная  поперечная сила
       = 128,96(кН) 
 

3.2 Конструктивный расчет. 

  3.2.1 Определяем требуемый  момент сопротивления   сечения:
     =587,01(см3)
      25,5 кН/см2 – расчетное сопротивление стали по пределу текучести, принимаемое по [1, табл. 51] для стали балки настила С255 при толщине фасонного проката tf=4…10мм;
     =1 – коэффициент условий работы по [1, табл. 6];
     =1,12 – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, определяемый в первом приближении по [1, табл. 66] для двутаврового сечения при соотношении =0,5. 

    По  требуемому моменту сопротивления  принимаем:
    Вариант 1: по сортаменту  ГОСТ 8239-89 принимаем двутавр I33. 

    Геометрические  характеристики двутавра I33:
     =597 см3; =9840 см4; =53,8 см2; = 14 см; =33 см;
     =5,1 мм; =11,2 мм; =339,0 см3; =0,422 кН/м. 

    Вариант 2: по сортаменту  ГОСТ 26020-83 двутавр I35Б2.  

    Геометрические  характеристики двутавра I35Б2:
     =662,2 см3; =11550 см4; =55,17 см2; = 15,5 см; =34,9 см;
     =6,5 мм; =10,0 мм; =373,0 см3; =0,433 кН/м. 
 
 
 
 
 

  3.2.2 Проверка несущей  способности балки  (Вариант 1): 

Уточняем  нагрузки и усилия на балку настила  с учетом ее собственного веса. Фактическая  расчетная погонная нагрузка
 (кН/м).
Фактические расчетные значения изгибающего  момента и поперечной силы
= 166,09 (кНм); = 127,77 (кН). 

По [1, табл. 66] уточняем интерполяцией коэффициент =1,0699 при фактическом соотношении площади полки к площади стенки =0,699.
  см2, см2.
По таблице [1, табл. 51] уточняем расчетное сопротивление стали по пределу текучести 24,5 кН/см2, принимаемое для стали балки настила С255 при толщине полки tf=11,2 мм. 

Проверка  прочности балки по нормальным напряжениям:
 = 26,0 кН/см > =24,5 кН/см2
Так как  прочность по нормальным напряжениям  для подобранного сечения балки  не обеспечена, то принимаем двутавр I36. 

Геометрические  характеристики двутавра I36:
=743,0 см3; =13380 см4; =61,9 см2; = 14,5 см; =36 см;
=7,5 мм; =12,3 мм; =423,0 см3; =0,486 кН/м. 

Уточняем  нагрузки и усилия на балку настила  с учетом ее собственного веса. Фактическая  расчетная погонная нагрузка
 кН/м.
Фактические расчетные значения изгибающего  момента и поперечной силы
= 166,32 кНм; = 127,95 кН 

По [1, табл. 66] уточняем интерполяцией коэффициент =1,068 для при фактическом соотношении площади полки к площади стенки =0,680.
см2, см2.
По таблице [1, табл. 51] уточняем расчетное сопротивление стали по пределу текучести 24,5 кН/см2, принимаемое для стали балки настила С255 при толщине полки tf=12,3 мм. 

Проверка  прочности балки по нормальным напряжениям:
 = 20,96 кН/см < =24,5 кН/см2 

Прочность по нормальным напряжениям обеспечена. 

  3.2.3 Проверка прочности  по касательным  напряжениям 

 кН/см
=14,21 кН/см
;

где = 0,58 · 24,5 = 14,21 кН/см . 

Прочность по касательным напряжениям обеспечена. 

Уточняем  нормативную нагрузку на балку настила  с учетом ее собственного веса кН/м. 
 
 

  3.2.4 Проверка жесткости  балки. 

< ,                        где – предельный прогиб, определяемый интерполяцией по [2, табл. 19] в зависимости от пролета балки настила: при пролете балки l=3м предельный прогиб равен , при пролете балки l=6м – .
Жесткость балки настила обеспечена. 

Общую устойчивость балки настила согласно [1, п. 5.16*(а)] проверять не требуется, т.к. она обеспечивается сплошным жестким настилом, непрерывно опирающимся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанным сварными швами. 

Проверки  местной устойчивости стенки и сжатого  пояса прокатной балки настила  не требуются, т.к. они обеспечиваются их толщинами, принятыми из условий  проката. 

  3.2.5 Проверка несущей  способности балки  (Вариант 2): 

Уточняем  нагрузки и усилия на балку настила  с учетом ее собственного веса. Фактическая  расчетная погонная нагрузка
 кН/м.
Фактические расчетные значения изгибающего  момента и поперечной силы
= 166,13 кНм; = 127,79 кН 

По [1, табл. 66] уточняем интерполяцией коэффициент =1,0641 для при фактическом соотношении площади полки к площади стенки =0,641.
см2, см2.
По таблице [1, табл. 51] уточняем расчетное сопротивление стали по пределу текучести 25,5 кН/см2, принимаемое для стали балки настила С255 при толщине полки tf=10 мм. 

Проверка  прочности балки по нормальным напряжениям:
 = 23,58 кН/см < =25,5 кН/см2 

Прочность по нормальным напряжениям обеспечена. 

  3.2.6 Проверка прочности  по касательным  напряжениям 

 кН/см
=14,79 кН/см
;

где = 0,58 · 25,5 = 14,79 кН/см . 

Прочность по касательным напряжениям обеспечена. 

Уточняем  нормативную нагрузку на балку настила  с учетом ее собственного веса кН/м.
3.2.4 Проверка жесткости  балки.
< =0,0053,                        где – предельный прогиб, определяемый интерполяцией по [2, табл. 19] в зависимости от пролета балки настила: при пролете балки l=3м предельный прогиб равен , при пролете балки l=6м – .
Жесткость балки настила обеспечена. 

Общую устойчивость балки настила согласно [1, п. 5.16*(а)] проверять не требуется, т.к. она обеспечивается сплошным жестким настилом, непрерывно опирающимся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанным сварными швами.
      Проверки  местной устойчивости стенки и сжатого  пояса прокатной балки настила  не требуются, т.к. они обеспечиваются их толщинами, принятыми из условий  проката.
Из условия  экономичности принимаем двутавр I35Б2. 
 
 

4. Расчет главной балки 

4.1 Статистический расчет.
Таблица 4.1
Нагрузка  на 1 м
грузовой площадки главной балки
 

N п/п Вид нагрузки Усл. обозн. Ед. изм. Нормативная нагрузка Коэффициент надежности по нагрузке ?f Расчётная нагрузка
1 Собственный вес  настила tн · ?s = 0,014· 78,5 =
= 0,785 кН/м2
qсн кН/м2 1,099 1,05 1,16
2 Собственный вес  балки настила 0,433/1,6 q/сб кН/м2 0,271 1,05 0,285
3 Собственный вес главной балки  1,5% q/гб кН/м2 0,376 1,05 0,395
4 Постоянная  нагрузка
qпост кН/м2 8 1,1 8,8
5 Временная нагрузка
qвр кН/м2 16 1,3 20,8
  Итого
кН/м2 25,43   38,31
 
Погонная  нормативная нагрузка на балку
      кН/м.
Погонная  расчетная нагрузка на балку
      кН/м.
    

    Рис. 4.1. Расчетные схемы главной балки,
    а – действительная схема; б – условная схема. 
 

Максимальный  расчетный изгибающий момент в настиле
                    = 2017,0 кНм. 
Максимальная  расчетный поперечная сила
       = 896,45 кН
Максимальный  нормативный изгибающий момент в  настиле
    = 1338,93 кНм. 
     

4.2 Конструктивный расчет главной балки. 


Рис. 4.2. Схема сечения главной балки. 

      По  заданию главная балка бистальная: сталь поясов С255, сталь стенки С245 ГОСТ 27772-88. 

4.2.1 Определяем требуемый  момент сопротивления   сечения: 

=8582,98 см3
 23,5 кН/см2 – расчетное сопротивление стали по пределу текучести, принимаемое по [1, табл. 51] для стали поясов главной балки настила С255 при толщине фасонного проката tf=20…40мм;
=1 – коэффициент условий работы по [1, табл. 6]; 

  4.2.2 Устанавливаем минимальную  высоту балки из  условия жесткости.
 
27,75 см,
где – средний коэффициент надежности по нагрузке;   – предельный прогиб, определяемый интерполяцией по [2, табл. 19] в зависимости от пролета балки настила: при пролете балки l=6м предельный прогиб равен , при пролете балки l=24м – . 

  4.2.3 Определяем требуемую  толщину стенки  по эмпирической  формуле. 

мм
      По  сортаменту листового проката принимаем  предварительно толщину стенки 12 мм. 

  4.2.4 Из экономических соображений определяем оптимальную высоту балки.
101,48 см.
      По  ГОСТ 19903-74* из условия  окончательно принимаю высоту стенки 1000 мм.
      Определяем  минимальную толщину стенки из условия  обеспечения ее местной устойчивости без дополнительного укрепления стенки продольными ребрами жесткости:
       0,62 см
 24,5 кН/см2 – расчетное сопротивление стали по пределу текучести, принимаемое по [1, табл. 51] для стали стенки главной балки настила С245 при толщине фасонного проката tf=12 мм. 

      С учетом ранее назначенного и минимально допустимого значений окончательно принимаем толщину стенки 12 мм. 
 
 

  4.2.5 Определяем размеры  полки главной  балки. 

Требуемая площадь  одной полки: 

       76,97 см2,
где 2000,0см3 – момент сопротивления стенки; 0,443. 

      Ширину  полок назначаем из следующих  условий:
  ; .
По сортаменту листового проката принимаем  ширину полки главной балки  280 мм. 

      Толщину полок назначаем из следующих условий:
.
По сортаменту принимаем толщину полки главной балки 32 мм. 

  4.2.6 Определяем геометрические  характеристики откорректированного  сечения главной  балки. 

       299,2 см2; 

      
см4; 

см3; 

см3,
где см – высота главной балки.
      По  таблице [1, табл. 51] уточняем расчетное сопротивление сталей по пределу текучести: 23,5 кН/см2 при толщине полки tf=32 мм и 23,5кН/см2 при толщине стенки tw=12 мм. 

  4.2.9 Проверка прочности  балки с откорректированным по нормальным напряжениям: 

 = 17,47 кН/см < =23,5 кН/см2 

Прочность по нормальным напряжениям обеспечена, запас прочности составляет 26%.  

  4.2.10 Проверка прочности  по касательным  напряжениям: 

,
где – расчетное сопротивление стали стенки на сдвиг.  

      Прочность по касательным напряжениям обеспечена. 

  4.2.11 Проверка жесткости  главной балки: 

,
где коэффициент, учитывающий уменьшение сечения балки у опор; – изгибающий момент от нормативной нагрузки.  

Жесткость балки обеспечена. 

  4.2.12 Проверка общей  устойчивости главной  балки: 

Главная балка раскреплена в горизонтальной плоскости балками настила. Согласно [1, п.5.16*(б)] проверка общей устойчивости главной балки не требуется, если отношение расчетной длины сжатого пояса балки к ширине сжатого пояса не превышает предельно допустимого значения:
,

где – расчетная длина сжатого пояса балки (расстояние между точками закрепления балки из плоскости), в данном случае расчетная длина равна шагу балки настила ; – предельное отношение определяемое по [1, табл. 8].
      Для проверки условия находим следующие  условия
=3,21;


17,67,

где 8,75<15 (при <15 следует принимать =15); см – расстояние между осями поясных листов.
      Общая устойчивость балки обеспечена, так  как  =3,21< =17,67.
 

Рис. 4.3. Схема принятого сечения составной главной балки. 
 

4.3. Изменение сечения главной балки.
    
    Рис. 4.4. Изменение сечения главной  балки
    а – верхний пояс, б – эпюра материала. 

  4.3.1 Определяем место  изменения сечения: 

Сечение главной  балки изменяем уменьшением ширины поясов на расстоянии  x 1/6 L=9,0 / 6 = 1,5 м от опоры, принимаю х=1,5 м. Место изменения сечения не совпадает с местом примыкания поперечных ребер (смотри проверку местной устойчивости стенки) м < x = 1,5 м, при этом расстояние от места стыка поясных листов до ближайшего поперечного ребра удовлетворяет условию .
Принимаю окончательно х=1,5 м (смотри рис. 3.4). 

  4.3.2 Определяем размеры  поясных листов  в месте изменения  сечения: 

Размеры поясных  листов назначаем из условий:
. 

По сортаменту листового проката принимаю =180мм. 

  4.3.3 Определяем геометрические  характеристики измененного  сечения главной  балки. 

       235,2 см2; 

      
см4; 

см3; 

см3, 

  4.3.3 Определяем расчетные  усилия в месте  изменения сечения  главной балки. 

1120,56 кНм.
597,63 кНм. 

  4.3.4 Проверка прочности  измененного сечения по нормальным напряжениям: 

 = 14,65 кН/см < =23,5 кН/см2
Прочность по нормальным напряжениям обеспечена.
  4.3.5 Проверка прочности  измененного сечения по касательным напряжениям: 

,  

      Прочность по касательным напряжениям обеспечена. 

  4.3.6 Проверка прочности  измененного сечения по приведенным напряжениям: 

Нормальные напряжения в уровне поясных швов

Средние касательные  напряжения в стенке

Проверка приведенных  напряжений на уровне поясных швов

.

Принятое измененное сечение удовлетворяет условию  прочности. 

  4.3.7 Проверка прочности  главной балки  по касательным  напряжениям на  опоре для измененного  сечения:
. 

Прочность по касательным  напряжениям обеспечена. 

  4.3.8 Проверка общей  устойчивости измененного  сечения главной  балки:
=5;


28,34

где 5,65<15 (при <15 следует принимать =15); см – расстояние между осями поясных листов.
      Общая устойчивость балки обеспечена, так  как  =5,0< =28,34.
В измененном сечении  стык верхнего пояса выполняем прямым швом, а нижнего пояса косым  швом, равнопрочным основному металлу. 

4.4. Расчет поясных сварных швов главной балки 

Расчёт соединений ведется на силу сдвига пояса относительно стенки. Сдвигающая сила на 1 см длины балки определяется по формуле:
=6,55 кН/см,

где =2972,16 см – статический момент пояса балки в измененном сечении относительно нейтральной оси.
  
Поясные швы  выполняются непрерывными двусторонними, автоматической сваркой в лодочку. Марку сварочной проволоки выбираем по [1, табл. 55] в зависимости от сталей свариваемых элементов. Для сталей С255 и С245 принимаем сварочную проволоку Св-08Г2С по  ГОСТ 2246-70* (диаметр проволоки 3…5 мм). 

Определяем катет  шва:
а) по металлу  шва
0,14 см = 1,4 мм;
б) по металлу  границы сплавления
0,17 см =1,7 мм,
где n = 2 – при двусторонних швах;
; – коэффициенты глубины проплавления [1, табл. 34];
=22 кН/см – расчетное сопротивление углового шва по металлу шва, принимаемое по [1, табл. 56] для сварочной проволоки Св-08Г2С;
= 0,45 = 0,45 = 17,1 кН/см – расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления;
= 38 кН/см – нормативное временное сопротивление, определяемое по           [1, табл. 51]. 

      Минимально  допустимый катет шва определяем по [1, табл. 38] для таврового соединения с двухсторонними угловыми швами при толщине более толстого из свариваемых элементов = 32 мм.
Минимальный катет  шва равен  = 7 мм.
Окончательно  принимаем катет поясных сварных  швов = 8 мм. 

4.5. Расчет опорной части главной балки. 

Сопряжение главных  балок с колоннами  принимается  путем их опирания сверху. Конец балки в месте опирания её на колонну укрепляется опорным ребром. Ребро жесткости для передачи опорной реакции надежно прикрепляют к стенке балки сварными швами, а торец опорного ребра строгают для непосредственной передачи опорного давления на колонну. Выступающая вниз часть опорного ребра принимается мм. 

 

Рис. 4.5 Опорная часть главной балки. 
 
 
 
 
 

Размеры опорных  ребер определяются из расчёта на смятие торца ребра:
;    кН;  
 – расчетное сопротивление на смятие торцовой поверхности.
Ребро из стали  С245, кН/см по [1, табл. 51] при мм;
 по [1, табл. 2]  для ГОСТ 27772-88;   кН/см .
Принимаем ширину опорного ребра равным ширине полки  в измененном сечении: см;  см ;
см = 13,5 мм.  Принимаю мм.
мм > мм – проверка ребра на смятие  выполняется. Выполняем проверку ребра из условия смятия:
 кН/см
<
кН/см
.
 

      В расчетное сечение опорного участка  балки включаем сечение опорного ребра и часть стенки шириной  22,84 см. 

      Геометрические  характеристики опорного участка балки:
;
      ;
см.
Гибкость опорного участка  . По [1, табл. 72] для гибкости 28,74 и расчетного сопротивления кН/см2 определяем интерполяцией коэффициент продольного изгиба = 0,935.               

Проверяем опорную  часть балки на устойчивость:
18,23 кН/см2 < 24,5 кН/см2.
Устойчивость  опорной части балки обеспечена. 
 
 

Сварные швы, прикрепляющие  опорное ребро к стенке балки, выполняются полуавтоматической сваркой  в среде углекислого газа. Сварочная  проволока Св-08Г2С по[1, табл. 55]. 

Определяем катет  шва:
а) по металлу  шва
0,49 см = 4,9 мм;
б) по металлу  границы сплавления
0,31 см =3,1 мм,
где n = 2 – при двусторонних швах;
; – коэффициенты глубины проплавления [1, табл. 34];
=22 кН/см – расчетное сопротивление углового шва по металлу шва, принимаемое по [1, табл. 56] для сварочной проволоки Св-08Г2С;
= 0,45 = 0,45 = 17,1 кН/см – расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления;
= 38 кН/см – нормативное временное сопротивление, определяемое по    [1, табл. 51]. 

      Минимально  допустимый катет шва определяем по [1, табл. 38] для таврового соединения с двухсторонними угловыми швами при толщине более толстого из свариваемых элементов = 32 мм.
Минимальный катет  шва равен  = 7 мм.
Окончательно  принимаем катет поясных сварных  швов = 8 мм. 

      Главные балки соединить с колонной и  друг с другом болтами нормальной точности O 16 мм. Болты устанавливаем конструктивно по [1, табл. 39]. Диаметр отверстий под болты 18 мм. 
 
 
 

4.6. Проверка местной устойчивости полки. 

<
- проверяем в неизмененном  сечении.
;
– местной устойчивости пояса балки обеспечена. 

4.7. Проверка местной устойчивости стенки 

Находим условную устойчивость стенки:
      
=> местная устойчивость стенки не обеспечена и требуются поперечные ребра жесткости. 

Расставляем поперечные ребра жесткости:
;
 

      Окончательно принимаю шаг ребер (в места опирания всех балок настила). 

      Проверка  местной устойчивости стенки балки  в отсеках.
Так как  проверку производим по формуле:
  
 

 

Рис. 4.7 Проверка местной устойчивости
стенки  главной балки. 
 

Проверка  местной устойчивости стенки первого отсека. 

;
;
;
- момент сопротивления в измененном  сечении, принимаемый при проверке  первого отсека, т.к.  .
- нормальное сжимающее напряжение  в отсеке у верхней границы  стенки;
- среднее касательное напряжение  в отсеке;
- критическое касательное напряжение;
;
;
- коэффициент принимаемый по [1, табл. 21] в зависимости от значения ;
;
- критическое нормальное напряжение;
- отношение нормального напряжения  к критическому нормальному напряжению;
- отношение касательного напряжения  к критическому касательному  напряжению;

Местная устойчивость стенки первого отсека балки обеспечена. 

Проверку местной  устойчивости стенки балки заносим  в таблицу. 
 

Таблица 4.2
Проверка  местной устойчивости стенки балки 

N п/п
Характеристика  сечения Отсеки
1 2 3 4
1 Место проверки местной  устойчивости 
0,524 1,556 2,606 4,088
2 Расчётный момент 423,32 1150,19 1657,43 2008,04
3 Расч. поперечная сила 796,84 587,67 378,5 59,77
4 Момент сопротивления  7647,09 7647,09 7647,09 11545,68
5 5,21 14,14 20,37 16,35
6 6,64 4,9 3,16 0,5
7 Меньшая сторона отсека 0,5 0,5 0,5 0,5
8 Большая сторона  отсека 1,05 1,05 1,6 1,6
9 Отношение 2,1 2,1 3,2 3,2
10 1,39 1,39 1,39 1,39
11 72,66 72,66 78,06 78,06
12 ; 1,024 1,024 1,024 1,593
13 31,55 31,55 31,55 32,57
14 2,846 2,846 2,846 2,846
15 95,43 95,43 95,43 98,52
16 0,055 0,148 0,214 0,166
17 0,092 0,068 0,041 0,007
18 0,011 0,027 0,048 0,028
19 Примеч.: местная устойчивость обесп. обесп. обесп. обесп.
 
      Местная устойчивость стенки балки обеспечена. 

4.8. Расчет поперечных  ребер жесткости 

Размеры поперечных ребер жесткости принимаются  по [1, п. 7.10]:
мм;    ;
мм = 73,34мм;  принимаем =130 мм для основного сечения главной балки, =80 мм для измененного сечения главной балки; сталь поперечного ребра С245;   =5,81 мм;  принимаем
  мм.
На концах ребер  жесткости для пропуска поясных  швов и уменьшения концентрации напряжений устраивают скосы с размерами  по высоте 30мм, по ширине 30мм. Ребра  привариваются к стенке и полке  балки сплошными швами ручной сваркой.
Минимально допустимые катеты швов определяем по [1, табл. 38]. Для тавровых соединения с двухсторонними угловыми швами при толщине более толстого из свариваемых элементов = 32 мм – = 8мм; = 12мм – =6мм.

Рис. 4.6 Схема установки поперечных ребер жесткости
для основного  и измененного сечений главной  балки.
4.9. Монтажный стык главных балок 

Монтажный стык главных балок выполняется на высокопрочных болтах и накладках. Каждый пояс балки перекрывается  тремя накладками с двух сторон, а стенка – двумя вертикальными  накладками.
Необходимо соблюдать  слудующие условия:
- площадь поперечного  сечения накладок должна быть  больше или равна площади перекрываемого  элемента;
- толщину накладок  определять с помощью ослабления  отверстиями. 
Стык осуществляем высокопрочными болтами d=16мм из стали 40Х«селект».
  
Максимальный  изгибающий момент в главной балке  распределяется между поясами и  стенкой балки пропорционально  их жестокостям
   и   ;
=577284см ;    см ;
=477284 см ;
=1667,61кНм; =349,4кНм
4.9.1.  Стык поясов 

Расчетное усилие в поясе 
    кН.
Необходимое количество болтов на полу-накладке:

Расчетное усилие , которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом
кН для болтов d 16, сталь болтов – 40 Х “селект”;
- расчётное сопротивление высокопрочного  болта;
     кН/см - временное сопротивление по [1, табл. 61] при мм;
= 77 кН/см ;
см – площадь болта нетто по [1, табл. 62];
- коэффициент условия работы  при ;
 – коэффициент трения при  обработке поверхности газопламенным  способом двух поверхностей без  консервации (контроль - по углу  поворота гайки) по табл. 36;
- коэффициент надежности по  нагрузке [1, табл. 36];
- количество плоскостей трения  соединяемых элементов; 

16,23 шт. 

Принимаем 18 болтов, эти болты размещаем на полу-накладке.
 
Пояс балки  перекрываем  тремя накладками сечениями 280х12 и 2x120х12, общей площадью сечения

Определяем расстояния между болтами и до края элемента по [1, табл. 39]:
мм;
мм;
мм;
мм. 

4.9.2.  Стык стенки 

Стенку перекрываем  двумя вертикальными накладками толщиной 9 мм.
Момент, действующий  на стенку Мw= кН
Принимаем расстояние между  крайними по высоте рядами болтов
мм.
Коэффициент стыка
.
По [5, табл. 7.8] при  принимаем   к = 9 при   
к – количество болтов в вертикальном ряду стыка.
Принимаем шаг  болтов = 100 мм;  мм. 
 

Проверяем стык стенки
кН< 99,56 кН;
см2.
Стенку перекрываем  двумя вертикальными накладками сечением 860х320х9 мм.
Усилие натяжения  болта   кН 

4.9.3.  Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса.
По краю стыка  пояс ослаблен 4 отверстиями под  болты  мм.
 см < см .
Так как  < , то проверяем ослабление пояса в соответствии с     [1, п. 11.14] по условию .
- ослабление пояса не учитываем.  

   Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями
    см < .
Так как  < , то проверяем ослабление пояса в соответствии с     [1, п. 11.14] по условию .
- ослабление накладок не учитываем. 

 
 

Рис. 4.6. Монтажный стык главной балки. 
 

5. Сопряжение балок настила с главными балками
Сопряжение балок  настила с главными балками принимается  в одном уровне верхних поясов через поперечные ребра жесткости. К балке настила приваривается  накладка заводскими швами, а к поперечному  ребру жесткости главной балки  накладка крепится болтами нормальной точности. Толщину накладки принимаем мм.
5.1.  Расчёт болтового соединения
Расчёт сопряжения сводится к определению числа  болтов.  За расчётное усилие принимается  опорная реакция балки настила. Под действием опорной реакции  болтовое соединение работает на срез и на смятие. Болты - класса точности В. Принимаем болты нормальной точности  М20 из стали класса 5.6, диаметр отверстия мм. Сталь накладки С255 (сталь балок настила С255).
Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним  болтом, на срез
;
где кН/см (расчетное сопротивление на срез) по [1, табл. 58] для болтов из стали класса 5.6;
     =0,9 по [1, табл. 35], класс точности В, соединение многоболтовое;
     см по [1, табл. 62] для мм;
     =1 – количество плоскостей среза.
     кН.  

Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним  болтом, на смятие
      ;
    кН/см по [1, табл. 51] для С255 при t = 10 мм;
    кН/см (расчетное сопротивление смятию элементов, соединяемых болтами) по [1, табл. 59] для болтов класса точности В; = 0,52 см.
    кН.
 
  Необходимое  количество болтов
    ;   кН;
    - принимаем 3 болта. 
 

Размещаем болты  на накладке, предварительно определив  её наибольшие размеры. Накладку в двутавровой балке настила располагаем симметрично с учетом толщины полки главной балки и высоты катета сварного шва, соединяющего поперечные ребра жесткости и полку главной балки.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.