Расчет настила и прокатных балок балочной клетки
Дипломная работа - Строительство
Другие дипломы по предмету Строительство
кН/м,
,
где - расход стали, кг/м2, от балок настила ;
- коэффициент, учитывающий нагрузку от собственного веса вспомогательной балки, .
Нормативная нагрузка на вспомогательную балку, кН/м,
кН/м
Расчетная нагрузка на балку, кН/м,
.
кН/м
Максимальные усилия в балке
кН•м;
кН•м;
кН.
При этажном опирании балок настила на вспомогательные балки, к последним в местах опирания балок настила прикладываются сосредоточенные усилия кН.
Далее, по требуемому моменту сопротивления, см3, и требуемому моменту инерции, см4, по сортаментам прокатных двутавров выбирается двутавр минимальной массы ().
см3; см4
По требуемым параметрам принимаем сечение I 45Б2, см3 см4.
Необходимо проверить принятое сечение балки на прочность по формуле
где с1 - коэффициент, учитывающий частичное развитие пластических деформаций в сечении балки.
При непосредственном опирании балок настила сверху на вспомогательную балку необходима проверка местной прочности стенки последней по формуле
где z - условная длина сжатого участка стенки вспомогательной балки, см,
см
- ширина полки двутавра балки настила, см (принимается из сортамента двутавров);
и - толщина стенки и пояса двутавра вспомогательной балки, см.
;
Так как оба условия выполняются то не требуется принимать какие-либо дополнительные меры.
3. Расчет сварной главной балки
Расчет главной балки включает в себя: назначение расчетной схемы с определением нагрузок и усилий; подбор сечения в средней части и измененного сечения в приопорных участках; расчет опорной части; назначение шага и размеров ребер жесткости; проверки прочности элементов сечения и их местной устойчивости, а также жесткости и общей устойчивости балки.
3.1 Расчетная схема. Нагрузки, усилия
В принятой схеме балочной клетки на промежуточную главную балку с шагом ?bn (рис. 2) опираются вспомогательные балки. При опирании последних на главную балку в четырех и более точках сосредоточенную нагрузку на нее можно заменять равномерно распределенной. Ее нормативная и расчетная величины соответственно будут равны:
;
,
где В - шаг главных балок, м;
- коэффициент, учитывающий нагрузку от собственного веса главной балки, приблизительно равный 1,05;
- расход стали, кг/м2, от вспомогательных балок
кг/м2; следовательно
кН.
Рисунок 2 - Расчетная схема главной балки
Главные балки в курсовом проекте разрезные и опираются на колонны сверху, шарнирно. За расчетный пролет главной балки принимается расстояние между осями колонн, т. е. . Максимальные усилия в балке при этом будут равны
; ; ; ,
где - коэффициент, принимаемый в зависимости от количества точек приложения нагрузки.
кНм;
кНм;
кН;
кН,
3.2 Подбор сечения
Подбор сечения сварной балки в средней зоне длины заключается в назначении размеров сечения стенки и полок (рис. 3), обеспечивающих надлежащую прочность, устойчивость и жесткость их и балки в целом.
Подбор сечения балки начинается, как правило, с назначения ее высоты, которая определяется условиями жесткости, минимума расхода стали и увязывается с заданной строительной высотой балочной клетки.
Минимальная высота балки, hmin, (или высота из условия жесткости) определяется по формуле ,
где - коэффициент, зависящий от количества сосредоточенных в пролете главной балки. Для 3 сосредоточенных сил
- расчетное сопротивление листовой стали, из которой изготовлена главная балка, кН/см2 - отношение пролета главной балки, L , к ее допускаемому прогибу, no=200.
- коэффициент увеличения прогиба балки с переменным сечением по ее длине, (для балок постоянного сечения =1) ;
- усредненный коэффициент надежности по нагрузкам на главную балку, равный .
Следовательно минимальная высота балки равна
м
Рисунок 3 - Фрагмент главной балки
Высота балки, см, при которой ее масса будет минимальной, по формуле
,
где
- требуемый момент сопротивления сечения балки, см3, определенный без учета развития пластических деформаций см3
см
Окончательную высоту балки принимаем
Далее определяется толщина стенки, причем во внимание принимаются условия обеспечения ее прочности и местной устойчивости.
Из условия прочности на срез толщина стенки, см, определяется формулой
,
где 1,2 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения касательных напряжений в сечении стенки;
- ориентировочная высота стенки балки, см, равная = 76 см;- расчетное сопротивление стали стенки на срез, кН/см
кН/см2.
мм
С целью обеспечения местной устойчивости толщина стенки, см , принимается близкой к см или см
Во избежание установки продольных ребер жесткости толщину стенки целесообразно принять не менее см
Окончательную толщину стенки балки, tw, назначают по ГОСТ 19903-74*, tw=12мм.
На следующем этапе определяем толщину пояса tf и его ширину bf в средней части длины балки. При назначении последней необходимо выполнить условия: ; ; . Окончательная ширина пояса принимается кратной 20 или 50 мм.
Требуемая толщина пояса определяется из условия обеспечения необходимой площади его сечения ,
где - требуемая из условия прочности балки площадь сечения пояса