- •Министерство образования и науки российской федерации
- •1. Общие указания по содержанию и оформлению курсовой работы
- •2. Выбор сталей для строительных конструкций
- •Назначение стали в конструкциях и сооружениях
- •Нормируемые характеристики для категорий поставки
- •Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката (выборка)
- •Расчетные сопротивления проката смятию торцевой поверхности
- •Материалы для сварки, соответствующие стали
- •Расчетные сопротивления сварных соединений
- •Нормативные и расчетные сопротивления металла швов сварных соединений с угловыми швами
- •3. Расчет и конструирование соединений металлических конструкций
- •3.1. Сварные соединения
- •3.1.1. Виды сварных соединений
- •Виды сварных соединений
- •Допустимая наибольшая разность толщин деталей, свариваемых встык без скоса кромок
- •3.1.2. Классификация сварных швов
- •Минимальные катеты cварных швов
- •Виды стыковых швов в элементах стальных конструкций
- •3.1.3. Расчет стыковых соединений
- •3.1.4. Расчет соединений с угловыми швами
- •Значения коэффициентов f и z
- •Максимальные катеты швов kf,max у скруглений прокатных профилей
- •3.2. Болтовые соединения
- •Высокопрочные гост 22356-77
- •Диаметры отверстий болтов
- •3.2.1. Размещение болтов в соединении
- •Нормы расстановки болтов в болтовых соединениях
- •3.2.2. Срезные соединения на болтах нормальной точности
- •Расчетные сопротивления одноболтовых соединений срезу и растяжению болтов
- •Расчетные сопротивления смятию Rbр элементов, соединяемых болтами
- •Площади сечения болтов
- •Коэффициенты условий работы болтового соединения
- •3.2.3. Фрикционные соединения на высокопрочных болтах
- •Нормативные и расчетные сопротивления высокопрочных болтов из стали 40х по гост р 52643
- •Коэффициенты трения и надежности h
- •4. Расчет и конструирование элементов балочной клетки
- •Вертикальные предельные прогибы fu элементов балочной клетки
- •4.1. Первый вариант балочной клетки
- •4.1.1. Расчет плоского стального настила
- •Рекомендуемая толщина стального настила
- •4.1.2. Расчет балки настила
- •4.2. Второй вариант балочной клетки
- •4.2.1. Расчет балки настила
- •Площадь пояса
- •4.2.2. Расчет вспомогательной балки
- •Нормативная нагрузка на вспомогательную балку
- •Площадь пояса
- •На стенку прокатной балки
- •4.3. Третий вариант балочной клетки
- •4.3.1. Расчет железобетонного настила
- •Толщина железобетонной плиты
- •4.3.2. Расчет балки настила
- •4.4. Четвертый вариант балочной клетки
- •4.4.1. Расчет балки настила
- •4.4.2. Расчет вспомогательной балки
- •4.5. Выбор оптимального варианта балочной клетки
- •Сравнение вариантов балочной клетки (расход на 1 м2 рабочей площадки)
- •5. Расчет главной балки
- •5.1. Определение усилий
- •5.2. Компоновка сечения
- •Напряжений σ и τ по сечению
- •Рекомендуемые соотношения высоты балки и толщины стенки
- •Горячекатаные полосы по гост 103-76*
- •Стальлистовая горячекатаная (выборка из гост 19903-74*)
- •Сталь широкополосная универсальная по гост 82-70*
- •5.3. Проверка прочности балки
- •На стенку сварной балки при поэтажном сопряжении балок
- •5.4. Изменение сечения балки по длине
- •5.5. Проверка общей устойчивости балки
- •5.6. Проверка местной устойчивости элементов балки
- •5.6.1. Проверка местной устойчивости стенки балки
- •Значения коэффициента ссr в зависимости от значения δ
- •5.6.2. Проверка местной устойчивости стенки балки при наличии местных напряжений (σloc 0)
- •Значение коэффициента c1
- •Значение коэффициента c2
- •Значения коэффициента ccr в зависимости от отношения a/hw
- •5.7. Проверка жесткости главной балки
- •5.8. Расчет соединения поясов балки со стенкой
- •5.9. Конструирование и расчет опорной части главной балки
- •Характеристики кривых устойчивости
- •5.10. Проектирование монтажного стыка главной балки
- •5.10.1. Монтажный стык на сварке
- •5.10.2. Монтажный стык на высокопрочных болтах
- •Площади сечения болтов
- •Нормативные и расчетные сопротивления высокопрочных болтов из стали 40х по гост р 52643
- •Расчет стыка пояса.Расчетное усилие в поясе определяется по формуле
- •Коэффициенты стыка стенки балок
- •5.11. Опирания и сопряжения балок
- •6. Расчет колонн
- •6.1. Подбор сечения сплошной колонны
- •Коэффициенты для расчета на устойчивость центрально- и внецентренно сжатых элементов
- •Приближенные значения радиусов инерции IX и iy сечений
- •Поперечными ребрами жесткости
- •6.2. Подбор сечения сквозной колонны
- •6.2.1. Расчет колонны на устойчивость относительно материальной оси
- •6.2.2. Расчет колонны на устойчивость относительно свободной оси y-y
- •6.2.3. Сквозная колонна с безраскосной решеткой (планками)
- •6.2.4. Сквозная колонна с треугольнойрешеткой
- •6.3. Конструирование и расчет оголовков колонн
- •6.3.1. Оголовок сплошной колонны
- •6.3.2. Оголовок сквозной колонны
- •6.4. Расчет и конструирование базы колонны
- •6.4.1. Определение размеров опорной плиты в плане
- •Расчетные сопротивления бетона Rb
- •6.4.2. Определение толщины опорной плиты
- •Коэффициенты 1 для расчета на изгиб плиты, опертой по четырем сторонам
- •Коэффициенты для расчета на изгиб плиты, опертой на три канта
- •6.4.3. Расчет траверсы
- •Заключение
- •Сортаменты
- •Окончание таблицы а.1
- •Сталь горячекатаная, балки двутавровые по гост 8239-89
- •Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок по гост 26020-83
- •Окончание таблицы а.3
- •Уголки стальные горячекатаные равнополочные по гост 8509-93
- •Исходные данные для выполнения курсовой работы
- •Образец титульного листа пояснительной записки
- •Проектирование рабочей площадки
- •Наиболее употребляемые термины и определения
- •Оглавление
- •1. Общие указания по содержанию и оформлению курсовой
- •3. Расчет и конструирование соединений металлических
- •Темников Виктор Георгиевич металлические конструкции, включая сварку проектирование рабочей площадки
- •664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
5.9. Конструирование и расчет опорной части главной балки
Передача нагрузки от главной балки, установленной сверху на колонну, осуществляется через торцевое опорное ребро (возможен вариант передачи опорной реакции балки через ребра, опорная поверхность которых совмещается с осью полки сплошной колонны или ветви сквозной). Торец ребра рассчитывается на смятие, для чего он строгается. Выступающая часть ане должна быть больше 1,5tr(рис. 5.11) и обычно принимается 15 – 20 мм.
Расчет ребра производится на усилие Fb, равное опорной реакции балки:
Fb=Qmax= 1033,59 кН.
Определяем площадь торца ребра:
Ar = brtr = F/(Rpγc) = 1033,59 / (36,1 · 1) = 28,63 см2,
где Rp= 36,1 кН/см2– расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (см. табл. 2.4).
По конструктивным соображениям размеры опорного ребра рекомендуется принимать: tr≥ 16 мм;bf1≥br≥ 180 мм.
Рис. 5.11.К расчету опорной части балки
Задавшись толщиной опорного ребра tr = 16 мм, определяем его ширину: br = Ar/tr = 28,63 / 1,6 = 17,89 см.
Принимаем ребро из листа 20016 мм с площадьюAr= 32 см2.
Из условия обеспечения местной устойчивости толщина опорного ребра trдолжна быть не менее гдеbr,ef= (br–tw)/2 = (20 – 1,2) / 2 = 9,4 см – ширина выступающей части опорного ребра.
Опорный участок балки следует рассчитывать на устойчивость из плоскости балки (относительно оси z-z) как центрально-сжатую стойку, нагруженную опорной реакцией, с расчетной длиной, равной высоте стенки, по формуле
где φ – коэффициент устойчивости при центральном сжатии принимаемый в зависимости от условной гибкостипо табл. 6.1 для типа кривой устой-
чивости «с» (табл. 5.10).
Таблица 5.10
Характеристики кривых устойчивости
Тип сечения |
Тип кривой устойчивости | ||
|
|
a | |
b | |||
c |
Расчетное сечение стержня включает в себя площадь опорного ребра Ar и площадь устойчивого участка стенки, примыкающего к ребру, шириной
Определяем расчетные характеристики стойки:
площадь
As=Ar+ctw= 32 + 22,85 · 1,2 = 59,42 см2;
момент инерции
радиус инерции
гибкость
λz = hw / iz = 150 / 4,24 = 35,38;
условная гибкость
Производим проверку:
где φ = 0,878 – коэффициент устойчивости при= 1,2.
Опорная часть балки устойчива.
Прикрепление опорного ребра к стенке балки осуществляется механизированной сваркой в среде углекислого газа. Проволока Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70* для сварки стали класса С255. Расчетные характеристики сварного шва: Rwf= 21,5 кН/см2;Rwz= 16,65 кН/см2;βf= 0,9; βz= 1,05 (см. табл. 2.5, 2.7 и 3.6). Учитывая, чтоβzRwz= 1,05 · 16,65 = 17,48 кН/см2<βfRwf= 0,9 · 21,5 = = 19,35 кН/см2, шов рассчитываем по металлу границы сплавления.
Условие прочности сварных угловых швов, работающих на срез:
откуда определяем катет шва:
Принимаем шов с kf = 7 мм, что большеkf,min= 4 мм (см. табл. 3.3).
Проверяем максимальную длину расчетной части шва:
укладывается в конструктивную длину шва, равную высоте стенки. Ребро привариваем к стенке по всей высоте непрерывными швами.
Главные балки скрепляются на опоре между собой через две прокладки суммарной толщиной, равной конструктивному зазору, и с колонной монтажными болтами диаметром 16 – 20 мм, фиксирующими проектное положение балок. Болты взаимного сопряжения балок размещаются в их нижних зонах, что позволяет считать его шарнирным, так как допускается некоторый поворот опорного сечения балок за счет податливости болтового соединения.