
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Камская
государственная инженерно-экономическая
академия»
Кафедра СК
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту №1
по дисциплине: «Металлические конструкции»
на тему: «Балочная клетка»
Выполнил:
студент гр. 3304
№ зач. книжки _________
Проверил: доцент
С.Н. Гончаров
Набережные Челны, 2011
Техническое задание на проектирование
Размеры рабочей площадки, AxB, м |
14x24 м |
Отметка
верха настила
|
6, м |
Временная
|
22, кН/м.кв. |
Временная
|
7, кН/м.кв. |
Бетон |
В20 |
1. Компоновка балочной клетки
= 12 м - пролёт главных
балок;
= 7 м - шаг главных
балок;
= 1 м - шаг балок
(при стальном плоском настиле).
2. Расчёт несущего настила
Для стального
плоского настила применяют листы
толщиной 6-14 мм из стали
При равномерно распределённой полезной нагрузке, не превышающей 50кН/м2, определяющим фактором является расчёт на жёсткость.
Настил рассчитывается в следующем порядке:
- устанавливается
относительный прогиб полосы от нормативной
нагрузки
1/
- определяют отношение пролёта настила к его толщине:
,
где ν=
Е=
22
кН/м2-нормативная временная
нагрузка;
7
кН/м2- нормативная постоянная
нагрузка;
29/10000
кН/см2- нормативная равномерно
распределённая нагрузка на настил;
84,334.
расчётный
пролёт настила, см,
толщина
листа настила, см.
Толщина листа
настила назначается в зависимости от
нормативной временной нагрузки
.
22
кН/м.кв. рекомендуемая толщина настила
1
см.
Зная толщину
настила
и отношение расчётного пролета к толщине
полосы настила
,
можно вычислить пролёт
настила:
84,334 См,
а затем шаг a
балок настилаи количество балок настила.
84,334
+ 15 =99,334, принимаем а = 1 м.
Растягивающую силу Н, на действие которой надо проверить сварные швы, прикрепляющие настил, можно определить по приближённой формуле:
2,97
кН, где γf =
Расчётное значение катета углового шва, прикрепляющего настил к балкам:
где
-
минимальное значение произведений;
расчет
по металлу шва;
расчет по металлу
границы сплавления;
,
-для
ручной сварки;
и
-коэффициенты
условий работы сварного соединения с
угловыми швами по металлу шва и по
металлу границы сплавления соответственно;
20
кН/см.кв. и
0,45*
= 0,9*1*20 = 18 кН/см.кв.
=
0,17см,
принимаем
8мм.
Проверяем прочность сварного шва.
Максимальный изгибающий момент в настиле возникает на опоре и может быть определен при равномерно распределенной нагрузке для полосы единичной ширины по формуле:
1,72
кН*см. Результирующие касательные
напряжения в сварном угловом шве от
распора Н и момента, перпендикулярного
плоскости расположения шва М:
где
3.71
кН/см.кв. и
16.125 кН/см.кв.
3.71 + 16.125 = 19.835
кН/см.кв. <
= 20 кН/см.кв. - условие
3. Расчёт балок настила
В качестве балок настила и вспомогательных балок применяются двутавры ГОСТ 8239-89, двутавры с параллельными гранями полок (тип Б и Ш) по ГОСТ 26020-83 или швеллеры по ГОСТ 8240-93 из стали С235-С345 по ГОСТ 27772-88.
Сечение балок настила подбирается на основе данных статического расчёта, в результате которого определяются расчетные изгибающие моменты и расчетные поперечные силы в характерных сечениях. Расчет балок производится по двум группам предельных состояний и сводится к определению необходимого номера профиля по сортаменту и проверке его на прочность, жёсткость и устойчивость.
Нормативная погонная нагрузка на балку настила:
(22+7)*
Расчетная погонная нагрузка:
33,75
кН/м,
где
Максимальное значение изгибающего момента:
20671,875
кН*см.
Наибольшая поперечная сила на опоре:
118,125 кН, где
= 700 см. - пролет балки настила.
Расчет разрезных
балок сплошного сечения, изготовленных
из стали с
,
несущих статическую нагрузку, при
выполняется с учетом развития пластических
деформаций.
Номер прокатного профиля определяется по требуемому моменту сопротивления:
817,070
см3
где
коэффициент,
учитывающий развитие пластических
деформаций по сечению, первоначально
принимаем
С учетом требуемого
момента сопротивления
,
по сортаменту подбирается сечение с
ближайшим значением
.
По сортаменту устанавливаются
геометрические характеристики сечения
балки.
Принимаем двутавр № 40:
953
см3
8,3
мм
400
мм
155
мм
545
см3
19062
см4
Проверка прочности при действии нормальных напряжений:
=
=
19,719 кН/см2<=
Проверка прочности от действия касательных напряжений в опорном сечении балки:
4,06 кН/см2<=
Проверка местной устойчивости поясов и стенки прокатных балок не требуется, т.к. настил опирается непрерывно.
Прогибы не должны превышать предельных значений, установленных нормами проектирования:
1,77
см.
2,8
1,77<=
2,8 условие