• RU
  • icon На проверке: 14
Меню

Курсовая. Балочная клетка рабочей площадки. Расчет, чертеж

  • Добавлен: 14.08.2014
  • Размер: 859 KB
  • Закачек: 2
Узнать, как скачать этот материал

Описание



Пролет главной балки А:12 мСталь :балки настилаС235
Пролет балки настила В:6 мглавные балкиС275
Отметка верха настила:7,0 мколонны С245
Нормативная нагрузка:32 кН / м2
Фундамент : бетон марки В12,5
Тип сечения колонны - сплошное
Сравнение вариантов : Два варианта нормальной компоновки и один - усложненной.

Состав проекта

icon
icon
icon ВЫБОР СХЕМЫ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ.doc
icon моё.dwg

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon ВЫБОР СХЕМЫ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ.doc

Пролет главной балки А:12 мСталь :балки настилаС235
Пролет балки настила В:6 мглавные балкиС275
Отметка верха настила:70 мколонны С245
Нормативная нагрузка:32 кН м2
Фундамент : бетон марки В125
Тип сечения колонны - сплошное
Сравнение вариантов : Два варианта нормальной компоновки и один – усложненной.
Предельное отношение пролета настила к его толщине при [ f l ] = 150
ВЫБОР СХЕМЫ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ
Нормативная нагрузка на балку настила:
Расчетная нагрузка на балку настила:
Расчетный изгибающий момент и поперечная сила балки настила:
Требуемый момент инерции сечения балки:
Принимаем по ГОСТ 8239-89 двутавр I36 Wх = 743 см3 Iх = 13380 см4 линейная плотность 486 кгм
Определение расхода металла на 1 м2 перекрытия: = 942
Требуемый момент инерции:
Принимаем по ГОСТ 8239-89 двутавр I40 Wх = 953 см3 Iх = 19062 см4 линейная плотность 570 кгм
Определение расхода металла на 1 м2 перекрытия: = 1099
Вариант № 3 :Усложненная компоновка
Принимаем 4 шага вспомогательных балок по 30 м что будет являться пролетом балок настила
bmin = 963 bmax = 1063 мм
Количество шагов n 6000 1063 = 56 м. Примемn = 6 шагов b = 6000 6 = 1000 мм
Принимаем по ГОСТ 8239-89 двутавр № 20 W I линейная плотность = 210 кгм
Расчет вспомогательной балки.
Нормативная нагрузка на вспомогательную балку:
Расчетная нагрузка на вспомогательную балку:
Расчетный изгибающий момент и поперечная сила во вспомогательной балке:
Требуемый момент инерции:
Принимаем по ГОСТ 26020-83 двутавр № 60 W I линейная плотность =108 кгм
Определение расхода металла на 1 м2 перекрытия: = 1152
Исходя из минимума расхода стали на перекрытие принимаем вариант 1.
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ.
Определение нагрузок изгибающих моментов и поперечных сил.
Нормативная нагрузка на балку:
Расчётная нагрузка на балку:
Расчетный изгибающий момент в середине пролета:
Поперечная сила на опоре:
Требуемый момент сопротивления балки:
Определение высоты балки:
Высота главной балки выбирается из трёх условий:
Максимальная высота – из условия жёсткости:
Оптимальная высота – по распределению стали на пояса и стенку двутавра
Определение оптимальной высоты:
Предварительно задаём высоту балки:
По эмпирической формуле толщина стенки:
Сравнивая результаты принимаем высоту главной балки кратной 100 мм: hгб=140 см
Компоновка сечения главной балки:
Предварительно принимаем: tп=20 см
Расчётное сопротивление на срез:
Определение толщины стенки:
Толщина выбирается из трёх условий:
Из условия прочности стенки на срез:
Из условия местной устойчивости:
Из опыта проектирования:
Сравнивая результаты получаем что tст=12 мм удовлетворяет всем условиям.
Определение размеров поясных листов:
Момент инерции стенки балки:
Требуемый момент инерции сечения балки:
Требуемый момент инерции поясного листа:
Требуемая площадь сечения поясов балки:
Принимаем пояса универсальной стали по ГОСТ 82-70* 460×20:
При толщине листа 11 20 мм сталь С275 имеет Ry=27 кНсм2
Местная устойчивость пояса обеспечена:
Величина свеса полки:
Геометрические характеристики выбранного сечения:
Расстояние от оси балки до центра тяжести полки:
Момент инерции выбранного сечения:
Момент сопротивления всей балки:
Проверка прочности подобранного сечения:
Экономическая проверка:
Изменение сечения главной балки по высоте
Место изменения сечения принимаем на расстоянии около 16 пролета от опоры.
Сечение изменяем уменьшая ширину поясов.
Уменьшенная ширина пояса должна быть ≥ 180 мм и ≥ bп2 = 46 2 = 23 см
Принимаем х = 3 м и определяем расчётное усилие в этом сечении:
Изгибающий момент в сечении х:
Требуемый момент сопротивления:
Момент инерции изменённого сечения:
Требуемый момент инерции сечения поясов:
Требуемая площадь сечения пояса:
Принимаем пояса из универсальной стали по ГОСТ 82-70* 420×20:
Принятое сечение удовлетворяет требованиям:
b1 ≥ 180 мм; b1 ≥ h 10 = 14 см; b1 ≥ 46 2 = 23 см
Геометрические характеристики изменённого сечения
Момент сопротивления:
Статический момент пояса:
Статический момент половины сечения:
Проверка прочности подобранного сечения
(по максимальным нормальным напряжениям растянутого стыкового шва нижнего пояса )
Проверка прочности стенки балки на опоре
Максимальные касательные напряжения в стенке на опоре:
Прочность на опоре обеспечена
Проверка прочности по приведенным напряжениям (сопряжение стенки с полкой)
Нормальные напряжения:
Касательные напряжения:
Таким образом прочность в месте изменения сечения (скачок максимальных нормальных напряжений) и на опоре (максимальные касательные напряжения) обеспечена.
Проверка на местное давление балок настила
Опорная реакция от давления двух балок настила
Длина участка опирания балки настила
Локальные напряжения в стенке под балкой настила
Расчёт поясных швов главной балки
Проверка поясных швов выполняется под ближайшей к опоре балкой настила.
Усилия на 1 см погонный поясных швов от действия поперечной силы и от давления балок настила
Швы - двусторонние автоматической сваркой в лодочку сварочной проволокой Св-08Га.
По таблице определяем временное сопротивление Run = 37 кН см2 основного металла коэффициенты глубины проплавления расчетное сопротивление на срез по металлу шва и расчетное сопротивление на срез угловых швов по границе сплавления:
f = 11Rwf = 20 кН см2 z = 115 Rwz = 045 × 37 = 166 кН см2 - min
Минимальный катет шва при толщине более толстого из листов 20 мм составляет 7 мм.
Проверка прочности швов
Конструкция и расчет опорной части балки
Определение толщины опорного ребра.
Сечение подбирается из условия прочности торца ребра на смятие
Rр = 36 кнсм2 – расчетное сопротивление на торцевое смятие (сталь С275 )
Ширину торца ребра принимаем равной ширине полки главной балки bреб = 420 мм
Принимаем толщину ребра tр = 16 мм
Высоту выступающей части принимаем20 мм 15× tр = 15 · 16 = 24 мм
Проверка устойчивости опорной части
Определение расчетной площади и момента инерции опорной части балки:
Радиус инерции сечения:
По таблице в зависимости от l и Ry = 27 кнсм2 определяем коэффициент продольного изгиба j = 0978
Проверка местной устойчивости ребра
Величина свеса ребра:
Расчет сварных швов прикрепления опорного ребра к стенке балки
Швы выполняются двусторонними полуавтоматом сварочной проволокой Св-08Га.
Катет шва принимаем 8 мм
По таблице определяем временное сопротивление Run = 38 кН см2 основного металла коэффициенты глубины проплавления и расчетное сопротивление на срез по металлу шва
по металлу шва f = 09Rwf = 215 кН см2
по границе сплавления z = 105Rwz = 045×38 = 171 кН см2 - min
Расчетная длина шваlf = 85 · z · kf = 85 × 09 × 08 = 612 см
lz = 85 · z · kf = 85 × 105 × 08 = 714 см
Проверка местной устойчивости сжатого пояса
Проверка производится в месте максимальных нормальных напряжений - в середине пролета балки.
Проверка местной устойчивости стенки
Определяем необходимость постановки ребер жесткости
Шагов опирания балок настила на главную балку сверху – 12 по 1000 мм при пролёте главной балки 12 м
Ширина ребра жёсткости – 136027+50 мм = 100 мм принимаем 100 мм
Толщина ребра жёсткости –
Проверка устойчивости стенки в первом (опорном) отсеке.
Ребро жёсткости ставим на расстоянии 2500 мм от оси колонны a=2hст=2×1360=2720 мм
На расстоянии х = 1500 мм от опоры (под балкой настила).
Определение средних по отсеку нормальных напряжений:
Определение касательных напряжений:
Определение критического напряжения:
Местные напряжения в стенке под балками настила вычислены ранее:
По таблице при = 114; ahcт =184 предельное значение (loc) = 0652
Т.к. loc (loc) критическое напряжение определяется по формуле:
Скр = 333 – определяется по таблице коэффициентов в зависимости от .
Определение местного критического напряжения:
С1 = 2033 – определяем по таблице при ahcт =184
Проверяем местную устойчивость стенки
Устойчивость стенки в отсеке 1 обеспечена.
Проверка устойчивости стенки во втором (промежуточном) отсеке.
Ребро жёсткости ставим на расстоянии 2000 мм от первого ребра жесткости а = 2000 мм
На расстоянии х = 45 м от опоры (под балкой настила)
Определение средних по отсеку касательных напряжений:
По таблице при = 113; ahcт =15 предельное значение (loc) = 0435
Скр = 285 – определяется по таблице коэффициентов в зависимости от .
С1 = 314 – определяем по таблице при ahcт =15
Проверяем местную устойчивость балки
Устойчивость стенки в отсеке 2 обеспечена.
Расчет стыка главной балки на высокопрочных болтах.
Стык делаем в середине пролета балки где Mmax=439326 кНсм и Q=0.
Стык осуществляется высокопрочными болтами d = 20 мм из стали 40Х «Селект» имеющего по таблице Rвun=110кнсм2.
Несущая способность болта:
= 058 и γн = 102 – обработка пескоструйная
γб = 085 – разница в диаметрах отверстия и болта больше 1 мм
Nтрен = 2 – количество плоскостей трения.
Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями 460×25 и 2×206×25 мм
Площадь нетто и брутто листа:
Ант = 25(46-4×24) = 91 см2; Абр = 25×46 = 115 см2
Усилия в поясе определяем по формуле:
Количество болтов для прикрепления накладок:
Проверка несущей способности болтов:
Стенку перекрываем двумя накладками сечением 300×1200×10. Болты ставим в двух вертикальных рядах с каждой стороны стыка на расстоянии в ряду а = 110 мм. В ряду 10 болтов.
Момент действующий на стенку:
Проверяем стык стенки
Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты диаметром 22 мм
Ант = 2(46-2×26) = 816 см2 >085 Абр = 085×2×46 = 782 см2
Ослабление пояса можно не учитывать.
Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями
Антнакл = 300-4×2×22×12 = 27888 см2 >085 Абр = 085×3×33 = 8415 см2
Ослабление накладок можно не учитывать.
Расчёт и конструирование колонны
Подбор сечения колонны
Принимаем шарнирное закрепление концов колонны (коэффициент m=1)
Отметка верха колонны за вычетом толщины настила высоты балок составляет: lк = 70 – 012 – 140-0025 = 5455 м
Расчетная длина колонны (m=1):
Задаёмся λ = 70 условная гибкость:
По таблице с помощью интерполяции определяем φ при λ = 70 и Ry = 245 кНсм2: φ = 0752.
Требуемая площадь сечения колонны:
Требуемый радиус инерции:
Значение коэффициента αy = 024 взяты из таблицы в которой приведены коэффициенты связывающие размеры сечения с их радиусами инерции. Чтобы обеспечить возможность автоматической сварки назначаем hст = 460 мм. Толщина стенки принимается минимальной по условию её местной устойчивости:
Принимаем tст = 8 мм при этом:
Требуемая площадь поясов:
Принимаем пояса из листов 450×16 мм. При этом Ап = 72 см2 и обеспечена местная устойчивость пояса.
Геометрические характеристики сечения: А = 72×2+45×08=1808 см2
Так как ix 04h>iy проверку устойчивости выполняем относительно оси y:
Проверка устойчивости:
Таким образом подобранное сечение удовлетворяет требованиям общей и местной устойчивости и может быть выполнено с помощью автоматической сварки. Поперечные ребра не нужны так как:
Конструкция и расчёт оголовка колонны
Принимаем плиту оголовка толщиной tпл = 25 мм и размерами 460×450 мм. Давление главных балок передаётся колонне через ребро приваренное к стенке колонны четырьмя швами. Сварка полуавтоматическая в углекислом газе проволокой СВ082Г2С
Принимаем ширину рёбер 200 мм что обеспечивает необходимую длину участка смятия:
Толщину рёбер находим из условия смятия:
Принимаем tр = 20 мм.
Длину ребра lр находим из расчёта на срез швов его прикрепления. Примем kf = 10 мм.
Принимаем lр = 49 см. при этом условие:
Находим высоту ребра:
Проверяем стенку на срез вдоль ребра:
Необходимо устройство вставки в верхней части стенки. Принимаем её толщину tвст = 25 мм а длину lвст = lp + 140 мм = 490 + 140 = 630 мм.
Торец колонны фрезеруем после сварки. По таблице принимаем конструктивно минимально допустимый катет шва kш = 7 мм. Стенку колонны конца ребра укрепляем поперечными рёбрами сечение которых принимаем 100×80 мм.
Конструкция и расчёт базы колонны.
Требуемая площадь плиты из условия смятия бетона при γ = 12. Для бетона класса В125 Rпр = 075 кНсм2.
Определяем ширину плиты:
Определяем длину плиты:
Плоскость плиты и торец колонны фрезеруется.
Определяем высоту траверсы:
Находим изгибающие моменты на единицу длины d = 1 на разных участках плиты
Участок 1 Балочная плита так как отношение сторон:
Участок 2 Консольный:
Участок 3 Работает так же как консольный так как отношение сторон:
Толщину плиты подбираем по наибольшему моменту из условия:
Момент сопротивления полоски плиты d = 1 равен откуда учитывая что для стали С235 при толщине листа 21 40 мм Ry = 22 кНсм2:

icon моё.dwg

моё.dwg
Балочная клетка рабочей площадки
Отправочные марки Б1
Монтажная схема план М1:200
Стальной настил t = 12 мм
Торец фрезеровать после сварки стержня
Ручная сварка выпол- няется электродами типа Э42А. Стыковые швы полок вывести на планки. Цифры у монтажных швов показывают по- следовательность их выполнения.
Укрупнительный стык на сварке
Высокопрочные болты М 24 из стали марки 40Х ''Селект'' ГОСТ 7798-70** Отверстия ø26 сверлить соединяемые поверхности
очистить газопламенным способом без консервации
Укрупнительный стык на высокопрочных болтах М1:25
Спецификация металла С275 (марка Б1)
С235 (марка Б3) и С245 (марка К1) по ГОСТ 27772-88
на сварные швы 1% 12
на сварные швы 1% 27
Болты нормальной точности М 20
выполнять автоматической сваркой
заводские швы - полуавтоматической сваркой
Вертикальные связи прикреплять к колоннам
и балкам монтажной сваркой
Размеры в выдержать с допуском ± 1 мм
Поясные швы отправочных элементов Б 1
На колонне К 1 фасонки связей условно не
полуавтоматическая сварка
болт нормальной точности
монтажный сварной шов
заводской сварной шов
автоматическая сварка
Условные обозначения
ОБЩАЯ МАССА КОНСТРУКЦИЙ ПО ЧЕРТЕЖУ
Требуется изготовить

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 7 часов 3 минуты
up Наверх