Читать курсовая по строительству: "Расчет и конструирование элементов балочной клетки и колонны"

назад (Назад)скачать (Cкачать работу)

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

1. Исходные данные для курсового проектирования Размеры в плане: 15х6 м.

Шаг колонн в продольном направлении: 15 м.

Шаг колонн в поперечном направлении: 6 м.

Нормативная полезная нагрузка: gн=12 кН/м².

Коэффициент надежности по нагрузке: γf=1,2.

Отметка верха габарита помещения: +9,000.

Отметка настила: +

Отметка верха фундамента: -0,400.

Материал конструкций:

настил: сталь С235 с Ry=215 МПа;

балки настила: сталь С235 с Ry=215 МПа;

вспомогательные балки: сталь С235 с Ry=215 МПа;

главные балки: сталь С235 с Ry=215 МПа;

колонны: сталь С245 с Ry=240 МПа;

Материал фундаментов: бетон класса В25.

Опирание главной балки на колонну: этажное сопряжение 2. Конструктивные решения балочной площадки Балочные клетки могут быть нормального или усложненного типа

(рис. 2.1 а,б):

а). Нормальный тип балочной клетки

б). Усложненный тип балочной клетки.

Рис. 2.1. Типы балочных клеток. 3. Расчет конструкции балочной площадки Для расчета выбираем сталь: С235

(ВСт3кп21) по ГОСТ 27772-88

Модуль упругости: Е=2,06*104 МПа

Коэффициент поперечной деформации (Пуассона): ν=0.3

Удельный вес: γст=78,5 кН/см.1 Расчет балочной клетки нормального типа Расчет настила. абн=lмн=1500 мм.

Отношение пролета настила к его толщине из условия заданного предельного прогиба:

где ;- заданное отношение пролета к его предельному прогибу (для настила n0=150);

Определяем толщину настила:

Принимаем толщину настила 10 мм.

Собственный вес 1м2 настила равен Рн=78,5 кг или 0,785 кН/м2.

Рис. 3.1. Плоский металлический настил: опирание настила на балки, расчетная схема.

Определяем силу, растягивающую настил (Рис. 3.1):

где γfg=1,2 - коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная толщина углового шва, прикрепляющего настил к балкам, выполненного полуавтоматической сваркой определяется по формуле:

где βш=0.7 - коэффициент глубины проплавления

шва, принимается в зависимости вида

сварки и положения шва,

стали σуWтр удовлетворяется.

Проверка на прочность:

условие удовлетворяется.

Недонапряжение:

(22,0-19,4)/22,0*100%=11,8%>5%

Принимаем марку стали С235 с Rу=20,0 МПа. Тогда недонапряжение составит (20,0-19,4)/20,0*100%=3%-в пределах допустимого значения.

Проверка на жесткость:

Определяем расход металла на 1 м² перекрытия:

настил 0,01*7850=78,5 кг/м², балки настила g/a=36,5/1,5=24,3 кг/м².

Весь расход металла: 78,5+24,3=102,8 кг/м²=1,03 кН/м².

3.2 Расчет балочной клетки усложненного типа

Расчет настила.

абн=lмн=1500 ммвб=3000 мм

Отношение пролета настила к его толщине из условия заданного предельного прогиба:

где ;- заданное отношение пролета к его предельному прогибу (для настила n0=150);

Определяем толщину настила:

Принимаем толщину настила 10 мм.

Собственный вес 1м2 настила равен Рн=78,5 кг или 0,785 кН/м2.

Определяем силу, растягивающую настил (Рис. 3.1):

где γfg=1,2 - коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная толщина углового шва, прикрепляющего настил к балкам,

выполненного полуавтоматической сваркой определяется по формуле:

где βш=0.7 - коэффициент глубины проплавления

шва, принимается в зависимости вида

сварки и положения шва,

стали σуWтр удовлетворяется.

Проверка на прочность:

условие удовлетворяется.

Недонапряжение:

(22,0-21,01)/22,0*100%=4,5%Wтр удовлетворяется.

Проверка на прочность:

условие удовлетворяется.

Недонапряжение:

(22,0-19,4)/22,0*100%=11,8%>5

Принимаем марку стали С235 с Rу=195 МПа. Тогда недонапряжение составит (20,0-19,4)/20,0*100%=3,0%-в пределах допустимого значения.

Проверка на жесткость:

условие удовлетворяется.

Проверяем, требуется ли проверка общей устойчивости, исходя из условия:

,

где b и t-соответственно ширина и толщина сжатого пояса;расстояние между осями поясных листов;

lef-расстояние между точками закрепления сжатого пояса.

Фактическое отношение

Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности, устойчивости и прогиба.

Определяем расход металла на 1 м² перекрытия:

настил 0,01*7850=78,5 кг/м², балки настила g/a=15,9/1,5=10,6 кг/м², вспомогательные балки gвб/авб=57,0/3=19,0 кг/м².

Весь расход металла: 78,5+10,6+19=108,1 кг/м²=1,081 кН/м².

.3 Сравнение вариантов

Полученные величины расхода стали на 1 м² площади балочной клетки сведены в таблицу 3.3.1:

Таблица 3.3.1

Расход стали на элементы (кг/м)

Вариант 1-нормальный тип БК

Эскиз сечения элемента

Вариант 2-усложненный тип БК

Эскиз сечения элемента

Металлический настил

78,5

78,5

Балки настила

24,3

10,6

Вспомогательные балки

19,0

Итого:

102,8

108,1

По расходу металла 1 вариант выгоднее. 3.4 Расчет главной балки Главные балки балочных клеток проектируют составными из листовой стали по ГОСТ 82-70*. Соединение листов осуществляется сваркой или заклёпками. Большинство используемых составных балок - сварные, клёпаные балки применяются в основном при тяжёлой подвижной нагрузке, так как в этих условиях они значительно надёжнее сварных. В обычных условиях сварные балки более экономичны.

Расчетная схема балки приведена на рис. 3.4.1.

Рис. 3.4. а). Расчетная схема главной балки.

б). Сечение главной балки. Расчет главной балки ведется по наиболее оптимальной нагрузке на 1 м2 перекрытия, высчитанной по двум схемам балочных клеток, наиболее оптимальной получилась балочная клетка нормального типа с шагом балок настила lбн=1м и нагрузкой g =102,8 кг/м~=1,03 кН/м

Определяем нормативную и расчетную нагрузки на балку:

Определяем расчетный изгибающий момент в середине пролета:

Определяем поперечную силу на опоре:

Главную балку рассчитываем с учетом развития пластических деформаций. Определяем требуемый момент сопротивления балки, принимая коэффициент с1=1,12:

Определяем оптимальную высоту балки по формуле:

При этом предварительно задаем высоту балки

и толщину стенки

принимаем tw=11 мм.

Полученная высота и толщина стенки находятся в пределах рекомендуемых таблицей 7.2. (3)

Из условий обеспечения жесткости, определяем минимальную высоту балки:

Определяем минимальную высоту балки по формуле:

Строительную высоту балки определяем, исходя из максимально возможной заданной высоты перекрытия и его конструкции:

Так как hопт h/10=13 см. Определяем момент инерции и момент сопротивления уменьшенного сечения:

.6 Проверка прочности, общей устойчивости и прогиба сварной балки

Проверка прочности балки.

Проверяем максимальные нормальные напряжения в поясах в середине балки:

Проверяем максимальное касательное напряжение в стенке на опоре балки:

где S1- статический момент полусечения балки:

Проверяем местные напряжения в стенке под балками настила:

где- опорные реакции балок настила.

- длина передачи нагрузки на стенку балки

Ввиду наличия местных напряжений, действующих на стенку балки, надо проверять совместное действие нормальных, касательных и местных напряжений на уровне поясного шва под балкой настила по уменьшенному сечению вблизи места изменения сечения пояса.

Под ближайшей балкой настила будет стоять ребро жесткости, которое воспринимает давление балок настила, и передачи давления на стенку в этом месте не будет. Проверяем приведенные напряжения в сечении 1-1 - месте

Изменения сечения балки (где они будут максимальны)

где

Проверки показали, что прочность балки обеспечена.

.Проверка общей устойчивости балки в месте действия максимальных нормальных напряжений, принимая за расчетный пролет l0 - расстояние между балками настила:

в середине пролета балки, где учтены пластические деформации проверяем применимость формулы

где , так как τ=0 и с1=с=1,12.

и

В месте уменьшенного сечения балки (балка работает упруго и δ=1)

Обе проверки показали,


  • 1
  • 2

  • Похожие работы

     
    Тема: Расчет балочной клетки
    Предмет/Тип: Строительство (Курсовая работа (т))
     
    Тема: Расчет и конструирование балочной клетки
    Предмет/Тип: Строительство (Курсовая работа (т))
     
    Тема: Расчет элементов балочной клетки
    Предмет/Тип: Другое (Курсовая работа (т))
     
    Тема: Проектирование и расчет балочной клетки
    Предмет/Тип: Строительство (Курсовая работа (т))
     
    Тема: Проектирование и расчет балочной клетки
    Предмет/Тип: Строительство (Курсовая работа (т))