Оглавление

1. Компоновка балочной клетки. 3

1.1. Балочная клетка нормального типа. 3

1.2. Балочная клетка усложненного типа. 3

2. Расчет прокатных балок 4

2.1. Расчет балки настила 4

2.2 Расчет вспомогательных балок. 7

2.1 Расчет вспомогательной балки 7

3. Расчет и конструирование сварных составных балок. 10

3.1 Определение нагрузки на главную балку в балочной клетке нормального типа. 10

3.2.Определение нагрузки на главную балку в балочной клетке усложненного типа 11

3.3. Oпределениe усилий в главной балке. 12

3.4. Подбор сечения главной балки. 12

3.5. Изменение сечения главной балки по длине. 15

3.6. Проверка прочности балки на опоре. 17

3.7 Расчет поясных швов 17

3.8 Проверка общей устойчивости главной балки 18

3.9 Проверка местной устойчивости стенки и конструирование ребер жесткости 18

3.10 Расчет опорного ребра главной балки 18

4. Укрупнительные стыки балок 19

4.1 Конструирование стыка на монтажной сварке. 20

4.2 Расчет укрупнительного стыка на высокопрочных болтах. 20

4.3 Расчет крепления вспомогательной балки к главной балке. 22

5. Расчет и конструирование колонны 23

5.1. Расчетная схема. Расчетная длина. 24

5.2. Подбор сечения сплошной колонны. 24

5.3. Подбор оголовка сплошной колонны. 27

ЛИТЕРАТУРА 31

1. Компоновка балочной клетки.

Исходные данные:

1. Тип балочной клетки и тип сопряжения балок: а) нормальный, сопряжение в одном уровне; б) усложненный, пониженное сопряжение.

2. Шаг колонн в продольном направлении А = 14 м.

3. Шаг колонн в поперечном направлении В = 6 м.

4. Габариты площадки в плане 2А х 2В.

5. Полезная равномерно распределенная нагрузка Р= 14 кН/м².

6. Материал конструкций сталь: марки С 235 по ГОСТ 82-70

7.Фундамент – бетон кл.В-10.

Заводские соединения – сварные, на высокопрочных болтах.

1.1. Балочная клетка нормального типа.

Назначаем толщину настила t_н = 0,8 см и определяем пролет настила, принимая q^н = Р= 14 кН/м² = 0.0014 кН/см²:

,

где n₀= =150 - величина, обратная заданному относительному прогибу; q_н - нормативная полезная нагрузка на настил;

кН/см²,

E = 2.06·10⁴ кН/см² - модуль упругости стали,

v = 0.3 - коэффициент Пуассона.

l_н = 131,96*0,8=105,59 см.

Назначаем шаг балок настила кратно А = 1400 см, а = 100 см.

Собственный вес настила q_н = 0.628кН/м²

1.2. Балочная клетка усложненного типа.

Назначаем шаг вспомогательных балок при А = 1400 см, а = 350 см.

Определяем пролет настила при t_н =0.8 см и

q_н = р = 0.0014 кН/см², l_н = 105,59 см.

Шаг балок настила назначаем кратно В = 600 см, b=100 см.

2. Расчет прокатных балок

По статической схеме балки в системе балочной клетки принимаются разрезными, шарнирно опертыми.

По типу сечения балки настила и вспомогательные балки, как правило, выполняют из прокатных двутавров по ГОСТ 8239-72*.

2.1. Расчет балки настила

Балки настила воспринимают нагрузку непосредственно от настила и передают ее на главные балки (в балочной клетке нормального типа) или на второстепенные балки (в балочной клетке усложненного типа).

2.1.1. Расчет балки настила в балочной клетке нормального типа.

Исходные данные: материал- сталь марки С 235, R_y=23 кН/см², полезная нагрузка Р=14 кН/м², вес настила - g_н=0,628 кН/м², шаг балок настила а=1 м, коэффициент условий работы _с =1, пролет балок настила l_бн=В=6 м, ширина грузовой площади на балку настила b=1 м.

Нормативная погонная нагрузка на балку настила находится:

q^н_бн=(Р+g_н)а;

(14+0,628)*1= 14.628 кН/м=0,146 кН/см.

Расчетная погонная нагрузка на балку настила :

q^р_бн=(Р_f1 + g_н_f2)а,

где _f1=1.2 и _f2=1.05 - коэффициенты надежности по нагрузке соответственно для полезной нагрузки - Р и собственного веса настила - g_н.

(14·1,2+0,628·1,05)*1=17.46 кН/м=0.1746 кН/см.

Расчетный изгибающий момент:

;

где =1.02 - коэффициент, учитывающий изгиб балки от собственного веса (0.17·600²)·1.02/8=80.92.4 кН·см.

Максимальная перерезывающая сила :

,

где =1.02 - коэффициент, учитывающий изгиб балки от собственного веса.

(0.17·600)1.02/2=53.95 кН.

Требуемый момент сопротивления балки настила :

,

где R_y - расчетное сопротивление стали, установленное по пределу текучести, c=1.1 - коэффициент, учитывающий возможность развития пластических деформаций.

8092.4/1.1·23·1=319.8 см³.

По сортаменту подбираем I 27 с расчетными характеристиками: W_x=371см³, J_x=5010 см⁴, h=27 см, b=12.5 см, d=0,6 см, t=0.98 см, q_бн=0.32кН/м.

Принятое сечение проверяем на прочность и на жесткость :

,

где W_x - момент сопротивления принятого сечения; _с =1 - коэффициент условий работы; c - коэффициент, учитывающий возможность развития пластических деформаций

кН/см² < R_y=23 кН/см² - прочность балки обеспечена;

где - предельный прогиб, принимаемый для балок настила и второстепенных балок рабочих площадок производственных зданий 1/150 .

- балка настила удовлетворяет требованиям жесткости. Значение f_u= для пролета 6м определяем путем интерполяции, используя данные табл. 19 [2].

·3 = 200; f_u = .

Окончательно принимаем для балок настила I 27 - по ГОСТ 8239-72*. Вес балки настила G_бн=1.86 кН.