Максимальная поперечная сила

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет имени первого
Президента России Б.Н. Ельцина»

 

Курсовой проект

По курсу «Металлические конструкции»

Расчет и конструирование основных несущих металлических конструкций балочной клетки рабочей площадки.

Студент: Богушевский А.И. Группа: С-472 Преподаватель: Шавшукова Г.Н.

 

Екатеринбург

Содержание

 

1.	Компоновка балочной клетки
2.	Расчет прокатных балок
3.	Расчет составных балок
4.	Узлы главной балки:
		Узел1: Опорный узел главной балки
		Узел 2: Монтажный узел главной балки
		Узел 3: Узел сопряжения главной балки и балки настила
5.	Расчет колонн сплошного сечения
6.	Расчет колонн сквозного сечения
7.	Узлы колонны:
		База колонны
		Оголовок колонны

 

 

Компоновка балочной клетки

 

Рассмотрим 2 варианта компоновки балочной клетки и на основании экономического сравнения по расходу материала на балки настила и настил выберем вариант для дальнейшей разработки. Учтем, что при стальном настиле шаг балок настила 1,0-1,2 м (а - шаг балок настила).

 

1 вариант:

а₁=1,0 м, нечетное число шагов

 

2 вариант:

а₂=1,2 м, нечетное число шагов

 

 

Расчет прокатных балок

 

Расчетная схема балки

q – расчетная погонная нагрузка

1. Определение постоянной нормативной нагрузки от пола.

 

 

g^н – нормативная постоянная нагрузка от пола

g^н = g_кир*t_кир + g_пес*t_пес = 1800*0,12 + 1600*0,03 = 2.4 + 0.54 = 2.94 кН/м²

q^н = 2.94 кН/м² и Р_н = 19 кН/м² t_наст. = 0.03 см.

g^н_наст = (7850*0.03)/100 = 236 кг/м² = 2,36 кН/м²

S g^н = 2,94 + 2,36 = 5,30 кН/м²

 

 

2. Определение нормативной погонной нагрузки на балку настила.

q^н = (Sg^H + P^H)*a*g_n

g_n = 0,95 – коэффициент надежности по назначению.

q1н = (2,36 + 19)*1*0,95 = 20,41 кН/м

q2н = (2,36 + 19)*1,2*0,95 = 24,492 кН/м

3. Определение расчетной погонной нагрузки на балку настила.

q = (Sg^H*g_f1 + P^H*g_f2)*a*g_n

g_f1 = 1,1; g_f2 = 1,2 – коэффициенты надежности по нагрузке

q1 = (2,36*1,1 + 19*1,2)*1*0,95 = =24,13 кН/м

q2 = (2,36*1,1 + 19*1,2)*1,2*0,95 = =28,96 кН/м

4. Определение максимального расчетного изгибающего момента.

5. Предварительный подбор сечения балки

По сортаменту принимаем:
I № 22 с Wx = 232 cм3	I № 24 с Wx = 289cм3
Общая масса балок настила:
24*4.5*12 = 1296 кг	27,3*4.5*10 =1228.5 кг

Для дальнейшей разработки принимаем 2 вариант компоновки балочной клетки с а₂ =1,2 м.

I_x = 3460 cm⁴

S_x = 163 cm³

t_w = 9.5 mm = 0,95 cm

 

6. Проверка подобранного сечения.

Гр. ПС

Проверка максимальных нормальных напряжений:

недонапряжение 4,5% < 10%

6.2. Проверка максимальных касательных напряжений

Проверка общей устойчивости не требуется, т.к. верхний сжатый пояс балки развязан настилом.

Проверка местной устойчивости элементов балки не требуется, т.к. она обеспечивается сортаментом.

Гр. ПС

 

 

 

 

Расчет составных балок

l = 12 м – пролет главных балок

В = 4.5 м – шаг главных балок

g^н = 5,30 кН/м² – постоянная нормативная нагрузка

Р^н = 19 кН/м² – временная нормативная нагрузка

g_f1 = 1,1; g_f2 = 1,2 – коэффициенты надежности по нагрузке

- предельный относительный прогиб

материал балки – сталь 245

 

1. Составление расчетной схемы.

 

Т.к. на балку действует более 5 сосредоточенных сил (6 балок настила), то нагрузку на главную балку считаем равномерно распределенной.

2. Определение погонной нагрузки

нормативной – q^н

g_n = 0,95 – коэффициент надежности по назначению

q^н = (5,30+19)*4.5*0,95 = 103.88 кн/м

расчетной – q

q = (5,30*1,1+19*1,2)*4.5*0,95 = 122.39 кН/м

3. Определение максимальных усилий в балке

Максимальный расчетный изгибающий момент

a = 1,04 – коэффициент учитывающий собственный вес балки

Максимальный нормативный изгибающий момент

максимальная поперечная сила

4. Подбор и компоновка сечения главной балки

R_y = 24 кН/см² – расчетное сопротивление по пределу текучести

g_с = 1,0 – коэффициент условий работы

 

 

4.1. Определение высоты балки

Оптимальная высота балки – это такая высота балки, при которой масса балки минимальна.

k = 1,15 – для сварных балок

h = (1/8 – 1/10)l = 1/10 * 12 = 1,2 м

t_w = 7+3h = 7+3*1,2 = 10 мм

Минимальная высота балки – это такая высота, при которой прогиб балки максимально-возможный, т.е. равный допустимому

 

Принимаем высоту балки h = 110 см.

Проверим толщину стенки из условия прочности ее на срез.

- в балке оптимального сечения

R_s = 0,58R_y – расчетное сопротивление срезу

Принятая t_w = 10 мм удовлетворяет условию прочности на срез.

 

Компоновка поясов балки

I_x = I_2f + I_w, где

I_х – момент инерции сечения балки

I_2f - момент инерции поясов

I_w - момент инерции стенки

Принимаю t_f = 25мм = 2,5 см

h_w = h – 2t_f = 110 - 2*2,5 = 105 см

h_f = h – t_f = 110 – 2,5 = 107,5 см

I_2f = 525053.1 –103524.7 = 421528.4 cm⁴

Конструктивные требования

1) b_f = (1/3 – 1/5)h - условие общей устойчивости

36.6 см > 30 см > 22 см

2) - технологическое требование

3) b_f ³ 180 мм – монтажное требование

b_f = 300 мм > 180 мм

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: