Подбор сечения главной балки

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема «Расчет балочной площадки»

 

Выполнил

студент(ка) гр. 6126.2                                             _Кудратов А.М

 

Проверила                                                        Моисеенко М.О

 

 

Томск 2019

Содержание

1. Общая часть……………………………………………………………………3

2. Расчет настила…………………………………………………………………3

3. Расчет балок настила …………………………………………………………4

4. Подбор сечения главной балки……………………………………………….5

5. Проверка местной устойчивости стенки……………………………………..8

6. Расчет опорного ребра……………………………………………………….11

7. Расчет поясных швов………………………………………………………...12

8. Расчетная схема колонны……………………………………………………14

9. Подбор сечения сплошной колонны………………………………………..15

10. Конструкция и расчет базы………………………………………………….17

11. Конструкция и расчет оголовка……………………………………………..19

12. Список используемой литературы…...……………………………………..21

 

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

В курсовой работе рассчитана и спроектирована балочная клетка нормального типа с этажным сопряжением балок, стальным настилом и сплошными колоннами.

Исходные данные:

Размер площадки 36×12 м.

Длина главных балок (ГБ) L =12м.

Длина балок настила (БН) l = 6 м.

Материал металлоконструкций С 255

Расчетное сопротивление:

, , , .

Нормативная временная равномерно распределенная нагрузка на балочную клетку , для которой .

Отметка пола площадки 10 м. Минимальная отметка габарита помещения 8,0 м.

 

Конструктивный расчет настила.

Требуемую толщину плоского стального настила определяем из условия жесткости: t_n = a_n / k_n, где

 – толщина настила;

а_n – ширина настила.

Примем ширину настила а_n = 1м = 100 cм.

Определим толщину из условия жесткости:

где: n ₀=150 - норма прогиба для настила;

=38*  кН/см² – временная нормативная нагрузка;

E ₁ = 2,26∙10⁴ кН/см²  – модуль упругости стали.

Тогда t_n = a_n / k_n = 100/73,83 = 1,354 cм.

По сортаменту (ГОСТ 82 – 70*), принимаем толщину настила t_н = 14 мм = 1,4 см.

Определяем вес 1м² настила толщиной 1,4см:

g_н

РАСЧЕТ БАЛОК НАСТИЛА

Нормативная нагрузка на балку настила:

где: a=1.0 м. – пролет настила;

=38 кН/м² – временная нормативная нагрузка.

g_н = 1,099 кН/м² – вес 1м² настила толщиной 1,6 см.

Расчетная нагрузка:

где:  – коэффициент по надежности от временной нагрузки f₁, принимаем по СНиП «Нагрузки воздействия»;

= 38 кН/м² – временная нормативная нагрузка;

 – коэффициент по надежности от постоянной нагрузки f₂, принимаем по СНиП «Нагрузки воздействия»;

       Максимальный изгибающий момент в балке настила:

где: q =86,65 кН/м - расчетная нагрузка на балку настила.

l = 6 м – шаг колонн в поперечном направлении.

Максимальная поперечная сила:

Требуемый момент сопротивления с учетом развития пластических деформаций:

где =1,12 – коэффициент, учитывающий развитие ограниченных пластических деформаций, принимаем по табл. 66 СНиП II-23-81*;

 – расчетное сопротивление стали.

По сортаменту ГОСТ 8239-89 принимаем двутавр №50, для которого     Wx = 1589 cм³; J_x = 39727 см⁴; масса Pg =78,5 кг/м; b =170мм; t = 15,2 мм; s = 10мм.

Для проверки прочности подобранного сечения уточняем коэффициент Сх по табл. Е1 СП 16630.2011 «Стальные конструкции».

=0,55

Используем линейную интерполяцию:

Af / Aw	Cx
0.5	1,12
1	1,07

C_x= 1,19 –

Проверяем прочность балки:

Проверяем жесткость балки по прогибу от нормативной нагрузки:

= [ ]=

где:  = 39,099∙10^-2 кН/см – нормативная нагрузка на балку настила

l =6 м = 600 cм – шаг колонн в поперечном направлении;

Прочность и жесткость и балки обеспечена.

Подбор сечения главной балки

Главная балка пролетом L =12 м воспринимает нагрузку от двух рядом расположенных ячеек балочной клетки. В связи с частым расположением балок настила нагрузку на главную балку принимаем равномерно распределенной с ширины грузовой площади l = 6 м.

Нормативное значение нагрузки на главную балку

,

где: g = P _g + g_н = 0,78+  =1,879 кH/м² - вес балок настила из двутавра № 50 и 1м² настила;

Pg – вес двутавра; g_н = 1,099 кН/м² – вес 1м² настила толщиной 1,4 см;

l = 6 м - шаг колонн в поперечном направлении;

 = 38 кН/м² - временная нормативная нагрузка;

1,02 – коэффициент, учитывающий собственный вес главной балки.

Расчетное значение нагрузки на главную балку:

где:  – коэффициент по надежности от временной нагрузки f₁, принимаем по СНиП «Нагрузки воздействия»;

 – коэффициент по надежности от постоянной нагрузки f₂, принимаем по СНиП «Нагрузки воздействия».

Определяем внутренние усилия, возникающие в балке.

- Изгибающий момент от нормативной нагрузки:

- Изгибающий момент от расчетной нагрузки:

- Поперечная сила:

Из условия  прочности определяем требуемый момент сопротивления без учета развития пластических деформаций:

Определяем высоту балки.

- Оптимальная высота балки из условия минимума массы сечения:

где: k = 1,1 – коэффициент, учитывающий переменное сечение балки;

 - гибкость стенки.

− Минимальная высота по условию жесткости:

где: – норма прогиба для главных балок;

 – коэффициент надежности по назначению.

Высоту балки принимаем по h _опт.

Согласно ГОСТ 19903-74^* ближайший размер ширины стандартного листа составляет 1600 мм.  

На обработку кромок листа уйдет 10мм. Тогда высота стенки будет равно: h_w = 1800 - 10 =1790 мм = 179 см.

Для определения толщины стенки главной балки определяем:

- толщину стенки из условия ее работы на срез:

где:  – расчетное сопротивление стенки на срез.

- толщину стенки по условию обеспечения местной устойчивости стенки при креплении ее только поперечными ребрами жесткости:

,

где  - гибкость стенки.

Окончательно толщину стенки принимаем по большему из полученных значений. По ГОСТ 82-70^* принимаем толщину стенки t_w = 1,11см = 12 мм.

Размеры сечения стенки главной балки: h_w × t_w =179 см ×1,2 см

Определяем требуемые размеры полки (пояса) по формуле:

=1,66 12=19,92 мм

 мм.

По ГОСТ 82-70^* принимаем толщину полки t_f  = 20 мм, ширину полки         b_f = 560 мм.

bf = 56 cм

tw = 1,2 см

Проверяем условие устойчивости

 =14,65     

условие выполняется.

Проводим проверку прочности:

                                                                                              

²  = +2(

y _max=183/2=91,5 см.

 = 26319,4 см³

условие прочности выполняется.

Проверяем жесткость:

=  =0,001   [ ]=

условие жесткости выполняется.