![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •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
6.2.4. Сквозная колонна с треугольнойрешеткой
Расчет колонны относительно свободной оси y-y.Чтобы определить приведенную гибкость колонны с треугольной решеткой задаемся сечением двух раскосовAd1= 2Ad(начиная с равнополочного уголка ∟505/ГОСТ 8509-93с площадьюAd = 4,8 см2, в ходе расчета треугольной решетки размеры сечения при необходимости уточняются).
Для треугольной решетки, состоящей из одних раскосов, угол между раскосом и направлением поперечной силы α= 35о(рис. 6.7), для треугольной решетки с дополнительными распорками –α = 45о.
Рис. 6.7.К расчету треугольной решетки
Приравняв λx
=λef
= находим требуемое значение гибкости
колонны относительно свободной оси:
λy=
где α1 = 10ld3/(bo2l1) = 10/(cos2αsinα) = 10 / (0,8192∙ 0,574) = 26 приα = 35о.
По λy находим радиус инерции:
iy = ly /λy= 813 / 54,67 = 14,87 см.
Воспользовавшись зависимостью радиуса инерции от типа сечения и его ширины b, приняв по табл. 6.2k2= 0,44, определяем:
Принимаем b = 340 мм и проверяем расстояние в свету между полками швеллеров:
Расстояние достаточно.
Определяем расстояние между ветвями:
Проверка колонны на устойчивость относительно оси у-у.Момент инерции сечения колонны относительно осиу-у
Iy= 2[I1+Ab(bо/2)2] = 2 [513 + 53,4 (28,64 / 2)2] = 22926,7 см4.
Радиус инерции
Гибкость стержня колонны
λy=ly/iy= 813 / 14,65 = 55,49.
Приведенная гибкость
Условная приведенная гибкость
По табл. 6.1 в
зависимости от
для типа кривой устойчивости ″b″
определяем коэффициент устойчивости
при центральном сжатииφ = 0,830.
Производим проверку:
Устойчивость колонны относительно оси y-y обеспечена.
Резерв несущей способности
что допустимо в составном сечении согласно СНиП [4].
В колоннах с решеткой должна быть также проверена устойчивость отдельной ветви на участке между смежными узлами решетки.
Расчетное усилие
Nb=N/2 = 2067 / 2 =1033,5 кН.
Расчетная длина ветви (см. рис. 6.7)
lb= 2botgα= 2 · 28,64 · 0,7 = 40,1 см.
Площадь сечения ветви Ab= 53,4 см2.
Радиус инерции
сечения
36
относительно оси1-1i1= 3,1 см.
Гибкость ветви
λb = lb/i1 = 40,1 / 3,1 = 12,94.
Условная гибкость ветви
Коэффициент устойчивости при центральном сжатии φ = 0,984 для типа кривой устойчивости «b».
Проверяем устойчивость отдельной ветви:
Ветвь колонны на участке между смежными узлами решетки устойчива.
Расчет треугольной решетки.Расчет элементов треугольной решетки сквозной колонны выполняется как расчет решетки фермы на осевое усилие от условной поперечной силыQfic. При расчете перекрестных раскосов крестовой решетки с распорками следует учитывать дополнительное усилие, возникающее в каждом раскосе от обжатия ветвей колонны. Усилие в раскосе определяем по формуле
Nd=Qfic/(2cosα) = 25,96 / (2 · 0,819) =15,85 кН.
Сечение раскоса из равнополочного уголка ∟50×5, предварительно принятое при расчете стержня сквозной колонны (Ad= 4,8 см2), проверяем на устойчивость, для этого вычисляем:
расчетную длину раскоса
ld=bo/cosα= 28,64 / 0,819 = 34,97 см;
максимальную гибкость раскоса
где iyo = 0,98 см – минимальный радиус инерции сечения уголка относительно оси yо-yо (по сортаменту);
условную гибкость раскоса
φmin = 0,923 – минимальный коэффициент устойчивости для типа кривой устойчивости «b»;
Ry= 25 кН/см2– расчетное сопротивление стали С255 при толщине
фасонного проката t10 мм;
γс = 0,75 – коэффициент условий работы, учитывающий одностороннее прикрепление раскоса из одиночного уголка (см. табл. 3.5).
Производим проверку сжатого раскоса на устойчивость по формуле
Устойчивость раскоса обеспечена.
Распорки служат для уменьшения расчетной длины ветви колонны и рассчитываются на усилие, равное условной поперечной силе в основном сжатом элементе (Qfic/2). Обычно они принимаются такого же сечения, как и раскосы. Рассчитываем узел крепления раскоса к ветви колонны механизированной сваркой на усилие в раскосеNd= 16,37 кН. Расчет сварного шва производим по металлу границы сплавления.
Усилия, воспринимаемые швами:
у обушка
Nоб= (1 –α)Nd= (1 – 0,3) 15,85 = 11,1 кН;
у пера
Nп=αNd= 0,3 · 15,85 = 4,76 кН.
Задавшись минимальным катетом шва у пера kf=tуг– 1 = 5 – 1 = 4 мм, находим расчетные длины шва:
у обушка
lw,об=Nоб/(βzRwzγc) = 11,1 / (1,05 · 0,4 · 16,65 · 1) = 1,59 см;
у пера
lw,п =Nп/(βz Rwzγc) = 4,76 / (1,05 · 0,4 · 16,65 · 1) = 0,68 см.
Принимаем конструктивно минимальную длину сварного шва у обушка и пера lw,об=lw,п= 40 + 1 = 50 мм.
Если не удается разместить сварные швы в пределах ширины ветви, то для увеличения длины швов возможно центрирование раскосов на грань колонны.
При делении колонны на отправочные марки, вызванном условиями транспортирования, отправочные элементы сквозных колонн с решетками в двух плоскостях следует укреплять диафрагмами, располагаемыми у концов отправочного элемента (рис. 6.8).
Рис. 6.8.Диафрагма жесткости
В сквозных колоннах с соединительной решеткой в одной плоскости диафрагмы следует располагать по всей длине колонны не реже, чем через 4 м. Толщину диафрагмы принимают 8 – 14 мм.