Рабочая площадка

Графическая часть МК ЛМ.dwg

Поверхность плиты фрезеровать
q*;1. Катет поясных швов kf = 7мм. 2. Катет угловых швов kf = 6мм. 3. Поясные швы выполнить автоматической сваркой под флюсом сварочной проволокой СВ-08А по ГОСТ 8713-79.
Катет сварных швов kt = 6мм
Наимено- вание или марка металла
План на отм. +12.000
Монтажные швы выполнить ручной дуговой сваркой электродами типа Э42 по ГОСТ 9467-75*. 2. На узле 2 цифрами показана последовательность сварки.
СПЕЦИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛА С245
Вес наплавленного металла (1%)
ТРЕБУЕТСЯ ИЗГОТОВИТЬ
СПЕЦИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛА С275

КР 14-06-11.docx

Сравнение вариантов балочной клети4
1. Расчет балочной клети4
1.1. Расчет балочной клети нормального типа (шаг – 1 м)5
1.2. Расчет балочной клети нормального типа (шаг – 115 м)6
1.3. Расчет балочной клети усложненного типа7
2. Выбор варианта балочной клети10
Расчет главной балки11
2. Определение расчетных усилий в сечениях балки11
3. Назначение высоты сечения балки12
4. Назначение размеров сечения стенки13
5. Определение размеров сечения поясов13
7. Расчет поясных швов18
8. Проверка общей устойчивости балки18
9. Проверка местной устойчивости элементов балки19
10. Расчет опорного ребра22
Расчет центрально-сжатых сквозных колонн23
1. Подбор типа сечения и сечения стержня сквозной колонны23
1.1. Расчет относительно материальной оси Х24
1.2. Расчет относительно свободной оси У24
3. Расчет базы колонны27
3.2. Расчет траверсы29
3.3. Расчет ребер усиления плиты30
4. Расчет оголовка колонны30
Библиографический список31
Сравнение вариантов балочной клети
В курсовой работе рассмотрено два типа балочной клети: нормальный и усложненный.
1. Расчет балочной клети
Временная нагрузка на настил: ;
Коэффициент надежности по нагрузке:;
Коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса конструкции:;
Коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций: ;
Коэффициент условия работы:;
Отношение пролета настила к предельному прогибу:
для второстепенных балок: ;
собственный шаг настила и второстепенных балок:
Материал настила – сталь: С275;
Расчетное сопротивление стали по пределу текучести: .
1.1. Расчет балочной клети нормального типа (шаг – 10 м)
Рис. 1.1. Схема нормального типа балочной клети первый вариант
Находим отношение толщины настила к пролету:
Масса настила составляет .
Расчет балки настила
Погонная нагрузка на балку
Расчетный изгибающий момент:
Требуемый момент сопротивления:
Проверяем прогиб подобранной балки
Окончательно принимаем I 30
Масса балки настила на 1 м2 составляет:
1.2. Расчет балочной клети нормального типа (шаг – 115 м)
Рис. 1.2. Схема нормального типа балочной клети второй вариант
Окончательно принимаем I 36
1.3. Расчет балочной клети усложненного типа
Рис. 1.3. Схема усложненного типа балочной клети
Окончательно принимаем I 22
Расчет второстепенной балки
Окончательно принимаем I 50
2. Выбор варианта балочной клети
В курсовой работе условно за наиболее экономичный можно принять тот вариант балочной клети в котором суммарная масса второстепенных балок и настила будет наименьшая.
Таблица 1. Расход стали по вариантам (на 1 м2 площадки).
Второстепенные балки
Суммарный расход стали на вариант
Самым экономичным оказался вариант №1. Дальнейшие расчеты будем вести по этому варианту.
Расчет главной балки
Отметка верха настила: 12 м;
Отметка габарита под площадкой: 101 м;
Коэффициент учитывающий собственную массу балки: ;
Шаг балок настила: 10 м;
Шаг главных балок: 58 м.
Предельный прогиб балки:
Распределенная нагрузка на балку:
2. Определение расчетных усилий в сечениях балки
Максимальная поперечная сила:
3. Назначение высоты сечения балки
Нормальные напряжения:
Минимальная высота балки:
Ориентировочная толщина стенки:
Оптимальная высота балки:
Поскольку на 38 см то переходим на применение стали с менее прочностными характеристиками. Принимаем сталь С245 расчетным сопротивлением по текучести .
Высота балки из условия габарита где 12 000 мм – отметка верха настила; 10 100 мм – отметка верха габарита; 7 мм – толщина настила и 300 мм – высота сечения вспомогательных балок.
Назначаем высоту стенки
Рис. 2.1. Поэтажное сопряжение балок
4. Назначение размеров сечения стенки
Толщина стенки из условия среза:
Для обеспечения местной устойчивости стенки без дополнительного укрепления ее продольным ребром толщина стенки должна быть:
Назначаем сечение стенки 1550×12 мм.
5. Определение размеров сечения поясов
Задавшись толщиной пояса требуемый момент сечения балки будет равен:
Момент инерции стенки:
Требуемый момент инерции поясов:
Требуемая площадь сечения поясов:
Назначаем сечение пояса 500×20 мм с .
Проверим прочность назначенного сечения.
Момент инерции сечения:
Нормальное напряжение:
Недонапряжение составляет:
Рис. 2.2. поперечное сечение главной балки
Сечение балки назначается по максимальному изгибающему моменту действующему в середине пролета. Ближе к опорам этот момент значительно уменьшается поэтому для балок пролетом более 10 м с целью экономии стали целесообразно изменять сечение. Наиболее удобно изменять сечение поясов уменьшая только его ширину.
Поскольку пролет главной балки равен 16 м то ширина пояса в измененном сечении должна быть не менее:
Изменение сечения по длине балки производиться на расстоянии от опор принимаем 3000 мм.
Изгибающий момент в этом сечении:
Опорная реакция в этом сечении:
Требуемый момент сопротивления в этом сечении:
Рис. 2.3. Нагрузка на главную балку
Производим назначение ширины пояса аналогично подбору при неизменном сечении:
Назначаем сечение пояса 250×20 мм с .
В месте изменения сечения на уровне поясных швов проверяем прочность стенки по нормальном и касательном напряжениях.
Проверка по максимальным касательным напряжениям:
7. Расчет поясных швов
Поясные швы воспринимают сдвигающие усилия между полкой и стенкой. В соответствии с указаниями СНиП II-23-81* сварные соединения с угловыми швами рассчитываются на срез по двум сечениям: по металлу шва и по металлу границы оплавления. В курсовой работе допускается производить расчет только по металлу шва.
Требуемый катет поясных швов
где - статический момент полки (в изменяемом сечении)
- коэффициент зависящий от способа свари; при автоматической и полуавтоматической ;
- расчетное сопротивление металла шва; для стали С245 принимаем ;
– коэффициент условий работы шва равен 1.
По конструктивным требованиям принимаем катет равным 6 мм.
8. Проверка общей устойчивости балки
Отношение расчетной длины к ширине сжатого пояса:
т.е. местная устойчивость балки обеспечена.
9. Проверка местной устойчивости элементов балки
Стенки балок для обеспечения устойчивости укрепляются ребрами жесткости. В сварных балочных клеток применяются двухсторонние поперечные ребра жесткости.
Ребра жесткости ставятся если угловая гибкость стенки
требуется установка ребер жесткости.
Размеры ребер принимаются:
Расстояние между ребрами жесткости не должно превышать . Принимаем расстояние от опоры до первого ребра жесткости равным 1500 мм а шаг ребер жесткости – 2000 мм. При этом соблюдается условие что ребро жесткости не совпадает с серединой балки шаг ребер составляет 1000 мм где предусматривается монтажный стык а также в месте изменения сечения балки.
Рис. 2.4. Расположение ребер жесткости
При наличии местного напряжения и требуется проверка местной устойчивости стенки. Проверим устойчивость в отсеке В с наиболее опасным сечение А-А.
Изгибающий момент поперечная сила и момент инерции в сечении А-А: и
Напряжения в стенке:
Проверяем по формуле:
зависит от принимаем
Т.е. местная устойчивость стенки обеспечена.
Рис. 2.6. Расположение поперечных ребер в главной балке
Рис. 2.5. Укрепление стенки поперечного ребра жесткости
10. Расчет опорного ребра
Площадь сечения опорного ребра определяется из условия проверки его на смятие от опорной реакции балки.
Кроме того необходимо провести расчет опорного ребра на продольный изгиб плоскости стенки. При этом в расчетное сечение ребра следует включать часть стенки длиной
Необходимо так же определить катет угловых швов прикрепляющих ребро к стенке:
Расчет центрально-сжатых сквозных колонн
Материал колоны – сталь С275;
Материал фундемента – бетон В15
Рис. 3.1. Расчетная схема.
Определяем геометрическую высоту колонны:
1. Подбор типа сечения и сечения стержня сквозной колонны
Коэффициент продольного изгиба
Определяем требуемую площадь сечения:
Принимаем 2 швеллера 40 .
1.1. Расчет относительно материальной оси Х
Где – коэффициент зависящий от способа закрепления колонны при шарнирном опирание главных балок на колоны принимаем за 1.
Окончательно принимаем сечение из 2 швеллера 40.
1.2. Расчет относительно свободной оси У
Задаемся и зная что тогда
Радиус инерции сечения:
Приближенное расстояние между швеллерами
Принимаем . Расстояние между наружными гранями стенок швеллеров будет
Вычислим характеристики назначенного сечения:
Рис. 3.2. Конструктивная схема сквозного сечения на планках.
Проверим условие устойчивости:
Устойчивость обеспечена.
Окончательно назначаем расстояние между швеллерами . Расстояние между наружными гранями стенок швеллеров будет .
Предварительно назначаем размеры планок:
Расстояние между планками в свету:
Условная поперечная сила:
Перерезывающая сила в планке:
Изгибающий момент в планке:
Момент сопротивления сечения планки:
Прочность сварных швов прикрепляющих планку к ветвям.
Задаемся катетом сварных швов сварка автоматическая для стали С275 принимаем коэффициент условий работы шва . Характеристики шва:
Прочность сварных швов обеспечена.
3. Расчет базы колонны
Рис. 3.3. Конструкция базы колоны.
Собственная масса колоны будет
Полная продольная сила:
Требуемая площадь опирания на фундамент:
Задаем свес толщина траверс тогда размер плиты
Напряжение в бетоне фундамента будет:
Определим изгибающие моменты на участках плиты:
Участок 1. Плита работает как консольная балка.
Участок 2. Плита работает как пластинка опирающаяся на 3 стороны.
Участок 3. Плита работает как плита опирающаяся на четыре стороны.
По максимальному моменту определяем толщину плиты .
Т.к. требуется уменьшить изгибающий момент на втором участке путем постановки дополнительных ребер жесткости. Назначаем толщину ребра жесткости тогда
3.2. Расчет траверсы
Принимаем катет сварных швов .
Погонная нагрузка на траверсу:
Рис. 3.4 . Расчетная схема траверсы
Момент сопротивления сечения траверсы:
Т.е. прочность обеспечена.
3.3. Расчет ребер усиления плиты
Требуемая высота рбера:
Условие прочности при срезе:
4. Расчет оголовка колонны
Толщину плиты оголовка назначаем .
Высота диафрагмы определяется длиной сварных швов прикрепляющих диафрагму к ветвям :
Толщина диафрагмы будет:
Проверяем прочность диафрагмы на срез:
Библиографический список
Металлические конструкции. В 3 т. Т1. Элементы стальных конструкций [Текст]под ред. В.В. Горева. – М.: Высш. шк. 2001. – 551 с.
СНиП II-23-81*. Стальные конструкции [Текст]. – Введ. 1982-01-01. – М.: ФГУП ЦПП 2005. – 90 с.
СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия [Текст]. – Введ. 1987-01-01. – М.: ФГУП ЦПП 2003.
СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций [Текст]. – Введ. 2005-01-01. – М.: ФГУП ЦПП 2005.