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 Расчет и конструирование изгибаемых элементов балочной клетки нормального типа. Расчет и конструирование центрально-сжатой колонны

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 13.08.2012. Сдан: 2011. Страниц: 12. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерство  образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию 

Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования 

Магнитогорский  Государственный Технический Университет
им. Г. И. Носова 
 
 

Кафедра строительных конструкций 
 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 
 

к курсовому  проекту
на тему: 

« Расчет и конструирование изгибаемых элементов  балочной клетки нормального типа. Расчет и конструирование центрально-сжатой колонны ». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила студентка 
группы СП-06:                                          

Проверил:                                           Нищета С.А. 
 
 
 

Магнитогорск
2009
 

    Содержание
Исходные  данные для проектирования………………………………………………………3
1. Расчет и конструирование изгибаемых конструкций балочной клетки…………………4
      1.1. Расчет прокатной балки настила………………………………………………....4
      1.2. Расчет и конструирование главной балки………………….……………………5
2. Расчет и конструирование центрально-сжатой колонны………………………………..15
      2.1. Геометрическая длина колонны……………………………………………..….15
      2.2.  Расчет колонны сквозного сечения…………………………………………….16
      2.3. Расчет планок…………………………………………………………………….18
      2.4. Расчет и конструирование базы  колонны……………………………………....19
      2.5 Расчет оголовка…………………………………………………………..……….21
3. Список литературы………………………………………………………………………...23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ  ИЗГИБАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ 

1.1  Расчет прокатной  балки настила
    1.1.1 Нагрузка 

    На  прокатную балку передается с  настила полезная (временная) нагрузка, определяемая по заданию как нормативная равномерно распределенная по площади pн. Так как собственные массы прокатной балки и настила еще неизвестны, то эта нагрузка определяется заданием как нормативная равномерно распределенная по площади gн (прил. 1). "Грузовая" площадь для прокатной балки настила (рис.1).
    Погонная  нормативная нагрузка на балку длиной собирается с "грузовой" площади шириной :
                                                 
    Расчетное значение погонной нагрузки:
          где - коэффициенты надежности по назначению от веса конструкции
?fg = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для ж/б конструкции;
?fp = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке для временной или полезной нагрузки.
    Расчетный максимальный изгибающий момент в пролете:
                                                                              
    Расчетная поперечная сила на опоре:
      

    1.1.2 Подбор сечения 

    При изгибе балки настила в одной  плоскости и упругой работе стали, номер прокатного профиля определяют по требуемому моменту сопротивления:
         где
- расчетное сопротивление стали,  взятое по пределу текучести  (табл. 51 [1]),
- коэффициент условий работы (табл. 6 [1]).
По сортаменту подбираем прокатный двутавр, выполняя условие:
Wx?Wтр;
597 см3>576,786 см3;
Номер прокатной балки № 33:
Ix=9840 см4;                 Wx=597 см3;
h=330 мм;                     b=140 мм;
Sx=339 см3;                   t=11,2 мм.
    1 1.3. Проверка прочности 

    Проверка  прочности прокатной балки:
по нормальным напряжениям
        - проверка выполнена; 

    1.1.4. Проверка деформативности (жесткости): 

    ,
   где ;предельное значение относительного прогиба
   E=2,06*106 кг/см2
    - условие выполняется.
 


Рис. 1. Схема  балочной клетки нормального типа 
 

1.2  Расчет и конструирование  главной балки
    На  главную балку опирается сверху (при этажном сопряжении) или примыкает  сбоку      (при сопряжении балок в одном уровне) прокатные балки настила. 

    1.2.1 Нагрузка 

    При определении нагрузки на главную балку принимается допущение: действие сосредоточенных сил (опорных реакций прокатных балок настила) заменяется эквивалентной погонной нагрузкой, приложенной вдоль верхнего пояса главной балки. "Грузовая" площадь для главной балки
    Погонная  нормативная нагрузка на главную  балку пролетом собирается с "грузовой" площади шириной
         

    Расчетное значение погонной нагрузки:
         
    Расчетный максимальный изгибающий момент:
   
   Расчетная максимальная поперечная сила:
     

    1.2.2 Определение высоты главной балки, компоновка сечения  

    Цель  компоновки сечения - определить (рис.2):
   - высоту главной балки;
- расстояние между центрами  верхнего и нижнего поясов;
-  высоту стенки;
 - толщину стенки;
 - толщину поясных листов;
- ширину поясных листов.

   Рис. 2 Поперечные сечения главной балки 

    Требуемый момент сопротивления главной балки:
          где
  - расчетное сопротивление стали, взятое по пределу текучести (по СНиП II-23-81*, табл. 51*);
- коэффициент условий работы (табл. 6 [1]).
c1=1 – коэффициент, учитывающий пластическую работу стали;
    Из  условий экономичности:
   
   где . По ГОСТ принимаем tw=12 мм. 

    Предварительно высота главной балки h (в мм) назначается равной 1/10 ее пролета l1.
Толщина стенки принимается в соответствии с  величинами, приведенными в сортаменте;
    Из  условия жесткости (для балок  из малоуглеродистой стали):
   
   где - модуль упругости стали;
- предельный относительный прогиб  главных балок (табл. 40 [1]);
- соотношение нормативной и расчетной погонных нагрузок.
    Требуемая высота главной балки принимается не менее равной   
    В соответствии с сортаментом (прил. 2) определяется высота стенки по ширине листов широкополосной универсальной или листовой стали.
   По  ГОСТ принимаем  =140 см.
   Окончательно: см,
     см.
    Проверка  стенки главной балки на срез опорной  реакцией
          где
- расчетное сопротивление стали сдвигу (табл. 1 [1]).
Минимальная ширина пояса:

    Окончательно  ширина принимается из универсальной стали, причем (учитываются условия опирания прокатных балок настила). Принимаем по сортаменту ширину пояса
    После определения всех назначенных размеров вычисляются геометрические характеристики сечения.
    Момент  инерции:
   
   Момент  сопротивления:
   
   Статический момент полусечения относительно нейтральной оси х-х:
                

    1.2.3 Проверка прочности и общей устойчивости главной балки  

    По нормальным напряжениям при изгибе:
   
   Увеличим  ширину полки  , следовательно:
   
   
   
   
    2. По касательным напряжениям:

   Rs – расчетное сопротивление сварного соединения сдвигу [1, табл. 1].
    В данном случае общая устойчивость главной балки обеспечивается частым расположением балок настила, в связи с этим, проверку устойчивости выполнять не обязательно. 

    1.2.4 Проверка местной устойчивости стенки главной балки 

    Стенка  главной балки составного сечения  укрепляется основными поперечными парными ребрами жесткости при условии где
- геометрические размеры стенки;
- расчетное сопротивление стали;
- модуль упругости стали.
    Максимальное  расстояние между поперечными ребрами  жесткости  (в осях) устанавливается в зависимости от условной гибкости:
 при       при
У нас первый случай  200?280
    Ребра жесткости представляют собой пластины (полосы) толщиной
    
      Толщину ребра принимаем
     
    Ширину  ребра жесткости принимаем 
    Проверка  местной устойчивости выполняется, как правило, для отсека, расположенного в средней части балки. 

    В выбранном отсеке определяется место расположения  "опасного" сечения. Делается это таким образом. От правого ребра  жесткости влево откладывается отрезок, равный . Строится условный квадрат со сторонами Пересечение   диагоналей этого квадрата и определяет положение "опасного"сечения   в проверяемом отсеке (рис.3). Затем устанавливается расстояние от левой   опоры до "опасного" сечения. Если стороны отсека связаны неравенством то "опасное" сечение расположено посередине отсека. В нашем случае
 

Рис.3. Схема для определения расстояния до наиболее напряженного
 сечения  стенки главной балки 

    Местная устойчивость стенки балки составного сечения будет обеспечена при выполнении условия
    - проверка выполнена 
где -нормальное напряжение в опасном сечении;
          -
        расчетный изгибающий момент в  "опасном" сечении;
- расчетная (эквивалентная) погонная  нагрузка;
- пролет главной балки;
=6300мм- расстояние от левой опоры до "опасного" сечения;
- среднее касательное напряжение в отсеке;
- расчетная поперечная сила  в отсеке;
- критическое  нормальное напряжение;
- коэффициент, определяемый по  табл. 21 [1]  

 где - расчетное сопротивление стали сдвигу;
- отношение большей стороны отсека к меньшей
- условная расчетная гибкость, в нашем случае и  

    1.2.5 Проверка местной устойчивости верхнего пояса 

    Проверка  сводится к определению отношения  расчетной ширины свеса поясного листа  к толщине пояса и сравнения его с предельными значениями (табл. 30 [1]).
     - проверка выполнена 
 

    1.2.6 Расчет соединения пояса со стенкой главной балки 

    Сдвигающее  усилие на 1 см подлине балки (на опоре)
         где
- статический момент пояса относительно
нейтральной оси  балки.
    Расчет  сварного соединения сводится к определению  величины катета углового шва  при работе на условный срез
       где
      - коэффициент, принимаемый при сварке элементов с нормативным
                       сопротивлением (табл. 34 [1]);
        - расчетное сопротивление металла шва сварных соединений с угловыми швами (табл. 56 [1]);
         - коэффициент условий работы сварных соединений (п.11.2[1]);
 - коэффициент условий работы конструкций (табл. 6[1]).
Величину катета углового шва принимаем по табл. 38 [1],  
 
 

    1.2.7 Расчет опорной части главной балки 

    Конструкция  узла  изображена  на  рис.5. Выступающая                                                          часть опорного ребра составляет 20 мм.
     -толщина опорного ребра; 
     - ширина опорного ребра. 

    1. Проверка  на смятие торцевой поверхности  опорного                                                             ребра
    - проверка                                                выполнена,
    где - расчетное сопротивление                                                        смятию торцевой поверхности (табл. 1, 51*[1]).
    

   Рис.4. Опорная часть балки составного сечения 

    2. Расчет на устойчивость опорной  части 

    Потеря  устойчивости выделенного элемента возможна в направлении из плоскости балки. Рассчитываемый Т-образный элемент включает в себя опорное ребро и примыкающую к нему часть стенки протяженностью и высотой                                                                 
     
        - проверка выполнена,   где - расчетное сопротивление стали, взятое по пределу текучести
(табл. 51 [1]);
         - площадь сечения рассчитываемого элемента;
- коэффициент продольного изгиба, зависит от гибкости и принимается   по 
табл. 72 [1].
         - гибкость,  где
        - радиус инерции;
                  -
                  момент  инерции относительно оси х. 
                   

    Конструктивное решение укрупнительного стыка показано на рис.5. Пояса и стенка балки в стыке перекрываются накладками (возможна постановка полунакладок по внутренним плоскостям поясов). Площадь поперечного сечения накладок должна быть не меньше площади поперечного сечения соединяемых элементов.
    Усилия, действующие в стыке:
изгибающий момент
     
поперечная сила
      
Момент, приходящийся на пояса:
          где   
- момент инерции поясов относительно нейтральной оси;
- момент инерции балки относительно  нейтральной оси. 
Усилие, приходящееся на накладку по поясу:
          где
   где  h=145 см – расстояние между накладками, равное высоте главной балки.
   Назначаем диаметр и марку стали высокопрочного болта по табл. 61 [1]
   d=24 мм, марка стали – 30Х3МФ, наименьшее сопротивление
   Расчетное усилие, которое может быть воспринято одной поверхностью трения соединяемых  элементов, стянутых одним высокопрочным болтом:
    ,
    где =13500 кгс/см2- расчетное сопротивление растяжению высокопрочного 
    болта [1, табл. 61];

   ?b=1- коэффициент условий работы болтового соединения [1, п. 11,13];
   ?h=1,17 - коэффициент надежности работы болтового соединения [1, табл. 36];
   ?=0,35- коэффициент трения соединяемых поверхностей, зависящий от способо их обработки [1, табл. 36];
   Abh=2,45 см2- площадь сечения болта нетто [1, табл. 62].
   Количество  высокопрочных болтов, необходимых  для крепления накладки по поясу (по одну сторону стыка).
    .
    Расчет накладок по стенке
    Накладки  устанавливаются по обе стороны стенки , необходимо учесть две плоскости трения.
    В отличие от расчета накладок по поясам для расчета накладок по стенке необходимо предварительно задаться количеством болтов, но как правило, меньшего диаметра. Выберем высокопрочные болты D24 и разместим их по стенке с шагом, находящимся в пределах 2,5?8 диаметров отверстия.
    Наиболее  нагруженными являются крайние, наиболее удаленные от центральной оси высокопрочные болты.
    

    

    Рис.5. Укрупнительный стык главной балки  составного сечения на высокопрочных  болтах. 

   Момент, приходящийся на стенку:
        
   Усилие, приходящееся на наиболее нагруженные  крайние болты
   
   Qz=0;
   уmax- расстояние между крайними болтами;
   m- количество вертикальных рядов высокопрочных болтов, расположенных на половине накладки по стенке;
   i? - расстояние между горизонтальными рядами болтов, равноудаленных от середины балки;
   i?=8?+24?+40?+56?+72?+88?+104?+120?=43520 см?
   
   
   Принимаем 14 высокопрочных болтов из стали марки 30Х3МФ по одну сторону стыка.

   
   Длина накладки
   
      
2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ  ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТОЙ  КОЛОННЫ
   

Рис.6. Схема для определения расчетной длины центрально-сжатой колонны балочной клетки.
2.1.Геометрическая длина колонны
    ,где
где  h   - высота главной балки.
        hбн – высота балки настила.
   hб= 0,6 – заглубление базы колонны.
   hн – отметка верха настила.
    Расчетная длина в плоскости рамы, образованной колоннами и опирающейся на них  главной балкой
,
где -коэффициент приведения геометрической длины к расчетной (коэффициент расчетной длины), зависит от условий закрепления оголовка колонны и ее базы.
    Расчетная длина определяется протяженностью полуволны при деформировании колонны  под нагрузкой.
    Из  плоскости рамы расчетная длина  

         Нагрузка 

    Продольная  сила, действующая в колонне (без  учета ее собственной массы), принимается  для колонны среднего ряда как  сумма опорных реакций главных балок, опирающихся на нее.
    
    Используя метод последовательных приближений, определяем требуемую площадь сечения. Из опыта проектирования
       где
- коэффициент продольного изгиба  что соответствует гибкости
- расчетное сопротивление стали, взятое по пределу текучести (табл. 51 [1]).
По сортаменту в зависимости  от рассчитанного  подбираем ближайшее значение прокатного профиля. Выбираем профиль двутавровой балки №33:
             
     
 
2.2 Расчет колонны сквозного сечения
          
    2.2.1  Расчет относительно материальной оси 

Сечение колонны  скомпоновано из двух двутавров с  зазором между полками не менее 100 мм. Сечение каждой ветви определяется по сортаменту, учитывая ориентировочное  значение площади:
    Проверка  устойчивости относительно материальной оси:
          - проверка выполнена
   где - коэффициент продольного изгиба, определяется в зависимости от гибкости
    - радиус  инерции подбираемого прокатного швеллера.
   Выбранный двутавр нам подходит.
   Расчет  расстояния между  ветвями
   

   Рис. 7.  Сечение колонны
    .
   Проверка:
   
   Геометрические характеристики колонны сквозного сечения относительно свободной оси.
   Момент  инерции сечение колонны
   
   Где - расчетная ширина колонны
   Радиус  инерции
   
   Проверка  устойчивости относительно оси, проходящей перпендикулярно поясам:
   
   где - коэффициент продольного изгиба, зависит от приведенной гибкости (СНиП таб.72)
   Задаемся  гибкостью ветви ?в=30; 

     
   
         2072?2350 кг/см2 – условие выполняется. 

2.3.  Расчет планок 

    Планки обеспечивают совместную работу обеих ветвей центрально-сжатой колонны на устойчивость.
    1.Размеры планок:

- ширина планки; 
- толщину планки принимаем равную 10мм. 

    2. Размещение планок. Свободная длина  отдельной ветви, равная расстоянию "в свету" между планками:
              где
    - гибкость ветви;
    - радиус инерции прокатного профиля.
    Расстояние  между осями планок  

Рис. 8. Схема  размещения планок колонны
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.