Проектирование металлических конструкций
Дипломная работа - Строительство
Другие дипломы по предмету Строительство
алок в пролете; l - пролет главных балок.
(кН/м).
Исходя из шарнирной расчетной схемы, максимальный изгибающий момент в главной балке будет составлять:
(). (10)
Требуемый момент сопротивления поперечного сечения главной балки определяется следующей зависимостью:
(11)
=1,1; (сталь С235).
Подбор поперечного сечения главной балки начинается с определения высоты стенки.
Минимальная высота стенки из условия жесткости определяется следующей зависимостью:
, (12)
где - предельный относительный прогиб главных балок.
Оптимальная высота главной балки из условия нагруженности вычисляется по следующей эмпирической формуле:
, (13)
где k - эмпирический конструктивный коэффициент, для сварных балок принимается равным 1,2.
Окончательно высота стенки балки принимается исходя из выполнения следующих условий:
(14)
Принимаем высоту стенки 1600 мм (согласно ГОСТ 19903-74).
Долее определим толщину сечения стенки.
Минимальная толщина стенки из условия работы на срез определяется следующей зависимостью:
, (15)
где - максимальная поперечная сила, - расчетное сопротивление стали срезу.
Минимальная толщина стенки из условия обеспечения местной устойчивости стенки (не постановки продольных ребер жесткости) определяется согласно следующей формуле:
(16)
Оптимальную толщину стенки вычисляют по следующей эмпирической зависимости:
, (17)
где , - размеры, мм. Окончательно толщина стенки определяется из выполнения следующих условий:
(18)
Окончательно принимаем толщину стенки . Минимальная толщина поясных листов определяется из условия обеспеченности местной устойчивости:
(19)
где - расчетная ширина веса поясного листа.
Оптимальная толщина поясного листа, исходя из загруженности балки, вычисляется согласно следующей формуле:
, (20)
где d - расстояние от центра поперечного сечения до центра сечения поясного листа, на данной стадии можно принять равным
; - требуемый момент инерции.
Окончательно толщина поясного листа принимается исходя из выполнения следующих условий:
(21)
Принимаем поперечное сечение поясов балки равным .
Проверка подобранного поперечного сечения
Предварительно определим его фактические геометрические характеристики. Данные вычисления рекомендуется производить в табличной форме (табл.1).
Таблица 1. Вычисление фактических геометрических характеристик поперечного сечения главной балки.
СечениеПлощадь сеченияМомент инерции сеченияПогонная массаСтенкаПоясные листыСечение в целом
После чего уточняется фактическое значение коэффициента пластических деформаций , а также фактическая погонная нагрузка и максимальный изгибающий момент:
(22)
(23)
Условие проверки прочности поперечного сечения главной балки записывается в следующем виде:
(24)
- условие прочности поперечного сечения балки выполняется.
Сечение главной балки считается подобранным, если выполняется данное условие, если "запасы прочности" в материале не превышают 5 %:
(25)
- условие запаса прочности в материале выполняется.
4. Изменение сечения главной балки
Подбор поперечного сечения главной балки производился по максимальному изгибающему моменту. Но вблизи от опор значения моментов существенно меньше максимальных. Исходя из этого для экономии металла целесообразно выполнять изменение сечения главной балки.
В балках при равномерно распределенной нагрузке наивыгоднейшее положение места изменения поперечного сечения из условия наименьшей массы балки находится на расстоянии 1/5 - 1/6 пролета от опоры.
В курсовом проекте изменение поперечного сечения главной балки будем производить путем уменьшения ширины поясов.
Подбор сечения главной балки в месте изменения сечения выполняется по изгибающему моменту, действующему в данном сечении.
Первоначально осуществляется определение действующих в месте изменения сечения поперечной силы и изгибающего момента:
(26)
(27)
где х - расстояние от опорного сечения до места изменения сечения;
- опорная реакция главной балки.
Затем вычисляется требуемая ширина поясного листа в месте изменения сечения :
; (28)
, (29)
где h - высота поперечного сечения балки.
(30)
Окончательно значение принимается по сортаменту универсального листового проката по ГОСТ 82-70.
Примем =200 мм.
Проверка поперечного сечения
Ввиду того, что в месте изменения сечения кроме изгибающего момента действует еще и поперечная сила (рис.3), то проверка сечения по прочности осуществляется согласно следующей формуле:
, (31)
где - возникающие в месте изменения сечения нормальные и касательные напряжения.
- условие прочности для измененного сечения выполняется.
5. Расчет соединения поясных листов со стенкой
Поясные швы пр