- •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
- •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
- •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
- •3.2. Болтовые соединения
- •Высокопрочные гост 22356-77
- •3.2.1. Размещение болтов в соединении
- •3.2.2. Срезные соединения на болтах нормальной точности
- •Расчетные сопротивления одноболтовых соединений срезу и растяжению болтов
- •Расчетные сопротивления смятию Rbр элементов, соединяемых болтами
- •3.2.3. Фрикционные соединения на высокопрочных болтах
- •Нормативные и расчетные сопротивления высокопрочных болтов
- •Коэффициенты трения и надежности h
- •4. Расчет и конструирование элементов балочной клетки
- •Вертикальные предельные прогибы fu
- •4.1. Расчет настила
- •4. 2. Расчет балок настила
- •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
- •5.3. Проверка прочности балки
- •5.4. Изменение сечения балки по длине
- •5.5. Проверка общей устойчивости балки
- •5.6. Проверка местной устойчивости элементов балки
- •Значения коэффициента ссr в зависимости от значения δ
- •Значение коэффициента c1
- •Значение коэффициента c2
- •Значения коэффициента ccr в зависимости от отношения a/hw или a/(2hw)
- •5.7. Расчет соединения поясов балки со стенкой
- •5.8. Конструирование и расчет опорной части главной балки
- •Коэффициенты для расчета на устойчивость центрально- и внецентренно сжатых элементов
- •5.9. Проектирование монтажного стыка главной балки
- •5.9.1. Монтажный стык на сварке
- •5.9.2. Монтажный стык на высокопрочных болтах
- •Расчет стыка пояса. Расчетное усилие в поясе определяется по формуле
- •Коэффициенты стыка стенки балок
- •5.10. Опирания и сопряжения балок
- •6. Расчет колонн
- •6.1. Подбор сечения сплошной колонны
- •Приближенные значения радиусов инерции IX и iy сечений
- •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
- •6.3. Конструирование и расчет оголовков колонн
- •6.3.1. Оголовок сплошной колонны
- •6.3.2. Оголовок сквозной колонны
- •6.4. Конструирование и расчет 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
- •6.4.3. Расчет траверсы
- •7. Сравнения вариантов бапочных клеток
- •7.1. Выбор стали для основных конструкций
- •7.2. Выбор компоновочной схемы
- •7.3. Первый вариант балочной клетки
- •7.3.1. Расчет плоского стального настила
- •7.3.2. Расчет балки настила
- •7.4. Второй вариант балочной клетки
- •7.4.1. Расчет балки настила
- •Площадь пояса
- •7.4.2. Расчет вспомогательной балки
- •Нормативная нагрузка на вспомогательную балку
- •Площадь пояса
- •7.6. Четвертый вариант балочной клетки
- •7.6.1. Расчет железобетонного настила
- •7.6.2. Расчет балки настила
- •7.6.2. Расчет вспомогательной балки
- •7.7. Выбор оптимального варианта балочной клетки
- •Сравнение вариантов балочной клетки (расход на 1 м2 рабочей площадки)
- •8. Пример выполнения курсовой работы
- •10. Класс бетона фундамента по прочности в 15.
- •8.1. Проектирование балочной клетки
- •8.1.1. Выбор компоновочной схемы
- •8.1.2. Расчет плоского стального настила
- •8.1.3. Расчет балки настила
- •8.1.4. Расчет главной балки
- •8.2. Расчет колонн
- •Сортаменты
- •Сталь широкополосная универсальная по гост 82-70*
- •Окончание табл. П1.4
- •Сталь горячекатаная, балки двутавровые по гост 8239-89
- •Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок по гост 26020-83
- •Окончание табл. П1.6
- •Уголки стальные горячекатаные равнополочные по гост 8509-93 (выборка)
- •Образец титульного листа пояснительной записки
- •Рабочая площадка
- •Наиболее употребляемые термины и определения
- •Оглавление
- •1. Общие указания по содержанию и оформлению курсовой
- •3. Расчет и конструирование соединений металлических
- •Металлические конструкции, включая сварку расчет и конструирование элементов рабочей площадки
- •664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
5. Расчет главной балки
Применяют сечение главной балки двутавровое симметричное, сваренное из трех металлопрокатных листов, так как прокатные балки из-за ограниченности размеров профиля не могут удовлетворить требования по несущей способности и жесткости (большие пролеты и значительные нагрузки на балку).
5.1. Определение усилий
Расчетная схема однопролетной балки при шарнирном опирании на колонны представлена на рис. 4.4.
Пролет главной балки l равен наибольшему расстоянию между колоннами L. Расстояние между главными балками b равно шагу колонн В.
Нагрузка на главную балку от балок настила передается в виде сосредоточенных сил, равных двум опорным реакциям этих балок. При частом расположении балок настила (шаг а l/5, т.е. при числе сосредоточенных сил, попадающих на вспомогательную балку, более четырех) сосредоточенная нагрузка заменяется равномерно распределенной, собираемой с соответствующей грузовой площади, так как эпюра изгибающих моментов в виде ломаной линии от сосредоточенных сил близка к кривой (рис.4.2).
Нормативная нагрузка
qn = b(pn + gn,н + gn,бн).
Расчетная нагрузка
q = b(pnγfp + gn,нγfg + gn,бнγfg).
Расчетный изгибающий момент в середине пролета
Mmax = αql2/8.
Нормативный изгибающий момент
Mn,max = αqnl2/8.
Расчетная поперечная сила в опорном сечении
Qmax = αqnl/2,
где – коэффициент, учитывающий собственный вес главной балки (предварительно принимается = 1,02–1,05).
Балка 1-го класса рассчитывается в пределах упругих деформаций.
5.2. Компоновка сечения
Компоновка сечения, т.е. определение размеров элементов в пределах принятого типа сечения (рис. 5.1), является технико-экономической задачей: необходимо выбрать размеры элементов сечения из предлагаемого перечня (сортамента) таким образом, чтобы удовлетворялись условия прочности, жесткости, общей и местной устойчивости, конструктивные требования при минимальном весе конструкции. Из определяемых параметров сечения балки (h, hw, tw, bf и tf ) наибольшее влияние на вес оказывает высота h.
Рис. 5.1. Сечение главной балки и эпюры распределения
Напряжений σ и τ по сечению
В первую очередь необходимо обеспечить прочность балки. Требуемый момент сопротивления балки, определяемый из условия прочности по нормальным напряжениям:
Wxn,min = Mmax/(Ryγc).
Выполняется компоновка сечения балки таким образом, чтобы фактический момент сопротивления принятого сечения был не меньше требуемого (Wx ≥ Wn,min), тем самым обеспечивается условие прочности.
Назначается высота сечения балки h, которая определяется максимально допустимым прогибом балки, экономическими соображениями и строительными габаритами площадки.
Наименьшая рекомендуемая высота hmin определяется из условия обеспечения жесткости балки при равномерно распределенной нагрузке по ее длине (второе предельное состояние):
где qn – суммарная погонная нормативная нагрузка на балку.
Минимальная высота балки
где fu определяется согласно табл. 4.2.
Оптимальная высота балки по металлоемкости
где k = 1,15–1,2 для сварных балок (меньшее значение принимается для балок переменного сечения по длине);
tw – толщина стенки, определяемая по эмпирической зависимости с округлением до стандартной толщины листового проката: tw = 7 + 3h/1000 мм.
Высоту разрезной балки предварительно можно принять равной hmin (обычно в пределах от 1/10 до 1/13l). Соотношение между высотой балки h и толщиной стенки tw оказывает большое влияние на экономичность сечения; при этом, чем относительно тоньше стенка, тем больше высота и выгоднее сечение балки. Рекомендуемые соотношения h/tw приведены в табл. 5.1. Если полученное соотношение h/tw не укладывается в рекомендуемые пределы, необходимо изменить tw и вновь вычислить величину hopt.
Таблица 5.1
