РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ

БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ ПЕРЕКРЫТИЯ

И КОЛОННЫ

Методические указания

к расчетно-графической работе по курсу

«Металлические конструкции»

Омск-2006

УДК 624.083

ББК 38.54

Рецензент проф. А.И. Швецов

Работа одобрена методической комиссией факультета ПГС в качестве методических указаний для студентов специальностей «Промышленное и гражданское строительство» (270102), «Городское строительство и хозяйство» (270105).

Расчет и конструирование балочной клетки перекрытия и колонны:Методические указания к расчетно-графической работе по курсу «Металлические конструкции»/Сост.: Н.Н. Разливкина, И.М. Ивасюк, Р.М. Кононова.−Омск: Изд-во СибАДИ, 2006.− 32 с.

В методических указаниях рассмотрены рекомендации по проектированию стальных несущих конструкций балочной клетки. Приведены алгоритм расчета и необходимые данные для назначения геометрических параметров сечений балок и колонны.

Ил.26. Библиогр.: 4 назв.

© Составители Н.Н. Разливкина, И.М. Ивасюк,

Р.М. Кононова, 2006

Состав работы

Курсовая работа включает расчет и конструирование стальных несущих конструкций балочной клетки рабочей площадки и колонн, поддерживающих междуэтажные перекрытия и покрытие. Выполняется на основе задания согласно шифру, выдаваемому руководителем курсового проектирования. В срок, обозначенный в задании, студент обязан представить пояснительную записку со всеми расчетами, сопровождаемыми четко выполненными рисунками и схемами, необходимыми пояснениями и выводами по каждому разделу, и конструктивно-графическую часть, оформленную в карандаше на миллиметровке в соответствии с правилами строительного черчения в указанных масштабах.

Материал несущих конструкций балочной клетки – сталь С235; бетон фундамента – В12,5; настил из сборных железобетонных (нетиповых) плит толщиной 0,3 м (вместе с конструкцией пола).

В курсовой работе должны быть освещены следующие вопросы:

1. Компоновка перекрытия.

2. Второстепенная балка перекрытия.

   1. Подбор сечения и проверка прочности балки.

   2. Проверка жесткости балки.

3. Главная балка рабочей площадки.

1. Подбор сечения балки в виде сварного двутавра.

2. Конструирование балки переменного сечения. Эпюра материалов.

3. Проверка прочности балки по касательным и приведенным напряжениям.

4. Расчет сварных швов, прикрепляющих пояса к стене балки.

5. Проверка общей устойчивости.

6. Местная устойчивость стенки балки.

7. Расчет опорного ребра главной балки.

8. Расчет и конструирование монтажного стыка главной балки перекрытия.

3. Центрально-сжатая колонна.

   1. Подбор сечения.

   2. Расчет колонны на устойчивость.

   3. Проверка местной устойчивости элементов колонны.

4. База колонны с траверсами.

   1. Определение размеров опорной плиты.

   2. Расчет траверс опорной плиты и ребер жесткости.

   3. Определение толщины опорной плиты.

В графической части вычертить:

Главную балку в масштабе 1:20 с сечениями в масштабе 1:10 или 1:5.

Болтовой монтажный стык главной балки 1:10 или 1:5.

Сечения колонны в масштабе 1:10 или 1:5.

Базу колонны в трех проекциях в масштабе 1:20.

Стыки второстепенной балки с главной балкой и балок с колонной в масштабе 1:10 или 1:5.

1. Компоновка перекрытия Общая схема

L₁

Колонна

Второстепенные

балки

L₂

Угловая

ячейка

рабочей

площадки

Ж/б плиты

перекрытия

Главные балки

Угловая ячейка рабочей площадки

Ж/б плиты перекрытия

Второстепенные балки

L₂

Колонна

Главная балка

a

a

a

a

L₁

Размеры ячейки L₁ (вдоль главной балки) и L₂ (вдоль второстепенной балки) принимаются согласно шифру задания. Шаг второстепенных балок следует принять в пределах а=2000-5000 мм, и он должен целое число n раз укладываться по длине L₁(L₁=n∙a).

2. Второстепенная балка перекрытия

2.1. Подбор сечения

Второстепенные балки междуэтажного перекрытия проектируют прокатными двутаврового симметричного профиля.

Конструктивная схема второстепенной балки

l_z=250 мм

l_о,в.б

L₂

Р

^.

асчетная схема

q_в.б

l_о,в.б

М_мах

l_z – глубина заделки второстепенной балки в стену;

–ширина пояса главной балки;

–расчетный пролет второстепенной балки

.

Нормативная нагрузка на единицу длины второстепенной балки определяется по формуле

.

Расчетная нагрузка на единицу длины (без учета собственного веса балки)

,

где и – постоянные и временные равномерно распределенные нормативные нагрузки (см. табл.2 задания);и– коэффициенты надежности по нагрузке соответственно для постоянной и временной нагрузок [2, табл.1, п. 3.7].

Максимальный расчетный изгибающий момент в середине балки по длине (с ориентировочным учетом собственного веса балки)

=,

где ψ =1,03-1,05 – коэффициент, учитывающий вес балки.

Расчет на прочность прокатных балок, изгибаемых в одной из главных плоскостей, производится по изгибающему моменту по формуле

=.

Требуемый момент сопротивления поперечного сечения определяется как

,

где – максимальный расчетный изгибающий момент в кНсм; – коэффициент условия работы [1, табл.6^*]; – расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести по табл.51^*[1]; c – коэффициент, учитывающий возможность развития пластических деформаций в разрезной балке сплошного сечения из стали с пределом текучести до 580 МПа (5900 кгс/см²), для балок симметричного двутаврового профиля принимается по табл.66 прил. 5 [1]. В первом приближении с принять в зависимости от

.

По сортаменту прокатных двутавровых профилей (прил. 3) подбираем сечение балки, выполняя условия:

1..

2. По конструктивным требованиям ширина пояса . По указанным условиям подобрать № двутавра по ГОСТу и выписать все геометрические характеристики:

H – высота балки (мм),

B – ширина полки (мм),

t – толщина стенки(мм),

s – толщина полки(мм),

–вес погонного метра или  – линейная плотность (кН/м),

–момент инерции (см⁴),

–момент сопротивления (см³).

Уточняем максимальный момент в сечении второстепенной балки (за счет фактической величины собственного веса )

,

где – коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса стальной балки [2, табл. 1].

Производим проверку прочности по нормальным напряжениям

,

где с^* – коэффициент, принимаемый по табл.66 [1], путем интерполяции для действительного отношения (площади пояса и стенки по сортаменту).