Расчет и конструирование основных металлических конструкций балочной клетки одноэтажного здания
Курсовой проект - Строительство
Другие курсовые по предмету Строительство
ная
расчетная
Определение внутренних усилий:
от нормативной нагрузки
от расчетной нагрузки
Конструктивный расчёт
- высота сечения главной балки
hw - высота стенки
hf - расстояние между центрами тяжести поясов
tf - толщина пояса (полки)
tw - толщина стенки
bf - ширина пояса
Высоту сечения главной балки определяем исходя из двух условий:
условие экономичности hopt
hopt - оптимальная высота сечения, такая высота балки, при которой масса балки наименьшая.
- конструктивный коэффициент, который зависит от типа сечения;
для сварной балки переменного сечения k=1,15.
Назначаем толщину стенки, используя эмпирическую формулу
Принимаем: tw=12мм
условие жесткости hmin
hmin - является такая высота, при которой прогиб балки равен допустимому.
Условие жесткости:
В предельном состоянии
Вычисляем hmin.
Принимаем высоту сечения h=175,0см.
Проверим толщину стенки tw на срез от максимальной поперечной силы Qмах по формуле
=1.5.
принимаем толщину стенки 12 мм.
Определение размеров пояса tf и bf
Назначаем толщину полки tf=20мм
Определяем высоту стенки
согласовываем с сортаментом на листовую сталь ГОСТ 82-70 и принимаем фактическую высоту стенки
тогда фактическая высота сечения
)
Определение ширины сечения bf
Ix - момент инерции сечения по оси х.
Принимаем bf = 480мм.
Конструктивные требования:
)
=
480596.7 - требование выполняется
> 200 мм - из условия монтажного требования.
Изменение сечения балки по длине
Составные балки в целях экономии материала выполняют переменного сечения. Т.к. сечение балки было подобрано по максимальным нормальным напряжениям, которые действуют в середине пролета, то со стороны опор на некотором расстоянии от них сечение проектируют уменьшенным.
Определяем величину изгибающего момента и поперечной силы на расстоянии 2,80м. от опоры.
Определяем требуемый момент сопротивления и момент инерции измененного сечения:
Округляем в большую сторону согласно сортаменту на листовую сталь, учитывая конструктивные требования:
Принимаем:
Проверки подобранных сечений
Определяем фактические геометрические характеристики подобранных сечений:
В основном сечении:
Для уменьшенного сечения:
Проверки по I группе предельных состояний:
Условие прочности на изгиб:
Проверка прочности по касательным напряжениям
Условие прочности на срез:
Проверка прочности по приведенным напряжениям. Выполняется в месте изменения сечения со стороны уменьшенного сечения:
Условие прочности:
, где
s1- нормальное напряжение в месте изменения сечения.
t1 - касательное напряжение в месте изменения сечения.
Проверка общей устойчивости балки в месте действия максимальных нормальных напряжений, принимая за расчетный пролет l0 - расстояние между балками настила
Если соблюдается условие , то общая устойчивость балки обеспечена.
.8 <12.97 - общая устойчивость главной балки обеспечена
5. Проверка местной устойчивости элементов главной балки
Местная устойчивость полки балки
Условие:
.7 < 12.9- местная устойчивость полки обеспечена
Местная устойчивость стенки балки:
Условная гибкость стенки равна
5.65> 3.2 - необходима постановка поперечных ребер жесткости.
Принимаем шаг ребер жесткости кратный шагу балок настила 1,4м.
Определяем ширину ребра bh для парных рёбер:
Принимаем ширину рёбер bh = 100 мм
Определяем толщину ребра th:
Принимаем толщину ребра th=8 мм
значит стенка может терять устойчивость от совместного действия нормальных и касательных напряжений. В этом случае проверяем условие:
=(табл.21)
=,
где - отношение большей стороны пластинки к меньшей
=175/140=1,25
местная устойчивость стенки обеспечена
Проверка по II группе предельных состояний
(проверка жесткости)
Проверка жесткости не требуется, т.к. высота сечения была принята больше, чем hmin, определенное по условию жесткости: h = 139 см > hmin = 135 см.
Расчет центрально сжатой стойки
Статический расчет
Рассматриваем стойку, расположенную в центре балочной площадки.
Расчетную схему колонны принимаем в варианте с шарнирным опиранием узлов вверху и с защемлением внизу.
Принимаем hз = 0,7м
(по табл. 71а)
Сила, передаваемая на колонну:
Продольное усилие в колонне
Под действием N колонна находится в состоянии центрального сжатия.
Конструктивный расчет
Сечение сплошное в виде прокатного двутавра серии К
Условие устойчивости центрально сжатого элемента: