ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВКИ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВКИ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ - раздел Изобретательство, РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ
1.1.выбор Компоновочной Схемы
Дл...
1.1.Выбор компоновочной схемы
Для сравнения примем два варианта планировочной схемы: балочную клетку нормального типа и усложненный вариант балочной клетки. Параметрами оптимизации являются шаг балок настила в первом варианте, шаг балок настила и вспомогательных балок во втором варианте. Для выбора оптимального варианта необходимо подобрать сечение балок, определить их количество и суммарный расход стали по каждому варианту.
1.2. Выбор стали основных конструкций
Исходя из заданной температуры эксплуатации и приняв статический характер действия нагрузки по таблице 50 [1] выберем сталь для основных конструкций :
главные балки , балки настила и колонны - сталь С 255 по ГОСТ 27772-88
настил рабочей площадки и связи по колоннам - сталь С 255 по ГОСТ 27772-88
1.3.Расчет настила
Планировочная схема ячейки балочной клетки дана на рис. 1, при временной нормативной нагрузке 11 кН/ м2 и при шаге балок настила 3 м толщина монолитной железобетонной плиты 12 см ( таб.2.1)
1.4.Расчет балок настила и вспомогательных балок
Вариант 1. Балочная клетка нормального типа
Рис. 1*. Простая балочная клетка.
Равномерно - распределенная по длине нагрузка, действующая на балку настила, определяется по формулам :
q б.нн = a * ( pн + gн )
q б.н= a * (g1* pн +g2* gн ), где
а - шаг балок настила, равный 3 м
gн - нормативная нагрузка от собственного веса плиты, при толщине
плиты 10 см gн = 0.1 * 25 = 2.5 кН/ м2
g1 - коэффициент надежности по нагрузке для полезной нагрузки, при величине полезной нагрузки более 5 кН g1 = 1.2
g2 - коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки
от собственного веса железобетонной плиты , g2 = 1.1
q б. нн = 3 * ( 11+ 2.5 ) = 40.5 кН/м
q б. н = 3 * ( 1.2 * 11 + 1.1 * 2.5 ) = 47.85 кН /м
Расчетной схемой балки настила является однопролетная разрезная балка. Усилия, действующие в балке настила , при пролете балки равном l :
Нормативный изгибающий момент
М н = q б.нн * l 2 / 8 M н = 40.5 * 6 2 / 8 = 182.25 кН м
Расчетный изгибающий момент
M = q б.н * l 2 / 8 M = 47.85 * 6 2 / 8 = 215.325 кН м
Расчетная поперечная сила
Q = q б.н * l / 2 Q = 47.85 * 6 / 2 = 143.55 кН
Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки при расчете с учетом развития упругопластических деформаций
Wтр = M / (Ry * g c ) , где
Ry - расчетное сопротивление стали, предварительно принимаем
Ry = 24.5 кН / cм2
g c - коэффициент условий работы, в данном случае равен 1
Wтр = 21532.5/ 24.5 = 878.9 см 3
по сортаменту принимаем I40 : Wx = 953 см 3, Jx = 19062 см4 , S х = 545 см 3,
b f = 15,5 см , t f = 1.3 см , t w (толщина стенки балки)= 0,83 см , площадь сечения
А = 72,6 см2 , вес 1 погонного метра равен 0.57 кН
Дополнительные усилия от собственного веса балки :
ЭЛЕМЕНТОВ РАБОЧЕЙ ПЛОЩАДКИ
Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром
высшего профессионального образования для межвузовского использования
в качестве учебного пособия для студентов сп
Базовые положения расчета металлоконструкций
При проектировании металлоконструкций необходимо провести расчеты на прочность и устойчивость по первой группе предельных состояний и на деформации по второй группе предельных состояний. (таб. 1.1)
Сварные соединения
Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на условный срез по двум сечениям
По металлу шва N / (bf
Болтовые соединения
Расчетное усилие Nb , воспринимаемое одним болтом нормальной точности на срез: Nb = Rbs gb A ns
Выбор марки стали и назначение расчетной схемы
В соответствии с требованиями СНиП II-23-81* табл. 50* выбор марки стали определяется группой конструкции и условиями эксплуатации. Кроме того, должен быть учтен экономический факто
Выбор компоновочной схемы
Различают три вида балочных клеток: упрощенный, нормальный и усложненный. При выполнении курсовой работы необходимо сравнить нормальный (рис. 2) и усложненный (рис. 3) варианты балочных клеток.
Расчет настила
Выбор материала настила (сталь или железобетон) определяется согласно заданию. Расчетный пролет стального настила или монолитной железобетонной плиты равен расстоянию “в свету” между балками настил
Толщина и пролет железобетонной плиты
Расчетный пролет плиты, м
Толщина плиты (в см) при временной нормативной нагрузке, кПа (кН/м2)
менее 15
20 и б
Определение нормативных и расчетных нагрузок
Нормативная и расчетная величины равномерной распределенной нагрузки, действующей на балки настила, могут быть определены по формулам:
q
Проверка принятого прокатного профиля
Проверки принятого сечения балки следует выполнять:
· по уточненным нагрузкам, определенным с учетом дополнительной нагрузки от собственного веса балки;
· по расче
Проверка нормальных напряжений
-При расчете в упругой стадии
Максимальная величина нормальных напряжений, действующих в середине пролета s = М1 / W £ Rygc
Проверка касательных напряжений
Касательные напряжения следует определять и проверять в опорном сечении:
t = a Q1 / (h – 2 tf) t w £ 0,58Ryg
Проверка жесткости
Проверка жесткости балки производится по формуле:
f /l = 5 M н1 l /(48E Jx )<= 1/ n0(2.21)
При не удовлетворите
Определение нормативных и расчетных нагрузок
При действии на балку более 4-х сосредоточенных сил, нагрузка принимается равномерно - распределенной. Выделим две составляющие этой нагрузки:
-составляющая, вызванная действием временн
Определение усилий
Усилия, действующие в характерных сечениях главной балки и необходимые для дальнейших расчетов, определяются в зависимости от принятой расчетной схемы.
В однопролетной разрезной балке
Компоновка сечения
Компоновка сечения, то есть определение размеров элементов в пределах принятого типа сечения (рис. 7), является технико-экономической задачей: необходимо выбрать размеры элементов с
Проверка жесткости
Относительный прогиб в середине пролета однопролетной балки:
(3.45)
От
Изменение сечения балки по длине
Сечение балки изменяют в целях экономии металла. В сварных балках конструктивно наиболее просто решается изменение ширины пояса (рис.9).
В однопролетных разрезных балках орди
Проверка общей устойчивости
Общая устойчивость балки считается обеспеченной при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на верхний пояс балки и надежно с ним связанный, а также, если соблюдаетс
Определение катетов поясных швов
Сварные поясные швы в балках делаются сплошными одной толщины при помощи сварочных автоматов. По конструктивным соображениям минимальный катет поясного шва принимается в зависимости от толщины полк
Конструирование и расчет опорной части
В зависимости от схемы поперечника, назначается один из двух вариантов опорной части, которые необходимо увязать с конструкцией оголовка колонн (рис.14).
Главной балки
Главная балка может быть разбита на два или три отправочных элемента (в зависимости от пролета и грузоподъемности транспортных средств, рис.15). Монтажные стыки выполняются сварными или на высокопр
Расчет стержня колонны сплошного сечения
Подсчитывают расчетную сжимающую силу N=1,5Q по первой схеме поперечника (с консолями); и N=2Q по второй схеме
где Q - макси
Элементов стержня колонны
Местная устойчивость стенки колонны двутаврового сечения обеспечена, если выполняются условия:
Расчет планок
Расчет соединительных планок решетки двухветвевой колонны производится на условную поперечную силу:
Расчет оголовка колонны
Оголовки колонн должны быть увязаны с опорной частью главных балок, основные решения их приведены на рис. 22 и 23.
Расчетными элементами оголовка являются ребра и швы, прик
Расчет базы
Конструкция базы должна соответствовать принятому в расчетной схеме способу закрепления нижнего конца колонны. Основные решения жестких и шарнирных баз приведены на рис. 24 и 25.
Расчетным
Нормативный изгибающий момент
М н = q б.нн * l 2 / 8 M н = 40,5 * 5,25 2 / 8 = 139,54 кН м
Расчетный изгибающий момент
M = q б.н * l
Определение нормативных и расчетных нагрузок
Расчетной схемой главной балки является однопролетная балка, загруженная равномерно распределенной полезной нагрузкой и нагрузкой от собственного веса балок настила и настила.
Определение усилий
Максимальная величина изгибающего момента, действующего в середине пролета главной балки :
М н = q н * l 2 *a / 8 = 82,14 * 21 2 *1,02 / 8 = 461
Проверка нормальных напряжений
Определяем геометрические характеристики :
Момент инерции сечения : J xp = t w * h w 3 / 12 +2* b f * t f
Изменение сечения балки по длине
Сечение балки изменяют в целях экономии металла. Рациональное место изменения сечения на расстоянии 1/6 от опор.
X = 1/6*L=21/6=3,5 м
Принимаем место изменения сечения на расстоян
Расчет поясных швов
Сварные поясные швы в балках делают сплошными одной толщины. По конструктивным соображениям минимальный катет поясного шва принимается в зависимости от толщины полки согласно табл.2 приложения 5.
Расчет и конструирование монтажного стыка
Монтажный стык проектируем посередине пролета балки. Рассмотрим два варианта выполнения монтажного стыка : сварной и на высокопрочных болтах.
При выполнении сварного стыка
Расчет планок
Условная поперечная сила Q fic = 7.15 * 10 - 6 *А *Е *b * ( 2330 * E / Ry -1)
b = j мин / j j мин = j x =0,88 j
Расчет оголовка колонны
Рис. 7*. Траверса оголовка сквозной колонны.
Ширина опорного ребра оголовка b
Расчет базы колонны
Базу колонны проектируем с траверсами для жесткого закрепления колонны в плоскости поперечной рамы и шарнирного - в другой плоскости.
Требуемая площадь опорной плиты базы о
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по металлическим конструкциям на тему
РАБОЧАЯ ПЛОЩАДКА
Выполнил студент ________________________
(Ф.И.О.)
Группы ПГС __________________________
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов