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: