МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра будівельних конструкцій
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання курсової роботи з металевих конструкцій
«БАЛОЧНА КЛІТКА»
Кривий Ріг
2010
Методичні вказівки до виконання курсової роботи з металевих конструкцій "Балочна клітка" для студентів спеціальності 7.092101 / укл: к.т.н. Паршин О. В., к.т.н. Сліпич О. О. – Кривий Ріг: КТУ, 2011.
Методичні вказівки укладені в відповідності з програмою курсу "Металеві конструкції", якою передбачається виконання розрахунково - графічної роботи "Балочна клітка".
Виконання курсової роботи дозволяє студентам поглибити і закріпити теоретичні знання, освоїти методику розрахунків і конструювання металевих конструкцій.
Уданих методичних вказівках розглядаються питання компонування, вибору більш економічного варіанту, конструювання і розрахунків металевих конструкцій балочної клітки. Виклад матеріалу супроводжується числовими прикладами, що сприяє самостійній роботі студентів. Розрахунок основних елементів балочної клітки виконано з урахуванням вимог 2.
Одиниці фізичних величин приведені до міжнародної системи одиниць. В розрахункових формулах для зручності сила виражена в кілоньютонах (кН), а напруження в кілоньютонах на квадратний сантиметр (кН/см2).
ЗМІСТ
ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ
1. РОЗРАХУНОК МЕТАЛЕВОГО НАСТИЛУ ………………………….………7
2. ВИЗНАЧЕННЯ НАВАНТАЖЕНЬ НА БАЛКИ ТА РОЗРАХУНКОВИХ
ЗУСИЛЬ …………………………………………………… ………………….………..9
3. РОЗРАХУНОК ПРОКАТНИХ БАЛОК…………………………………...….11
4. РОЗРАХУНОК І КОНСТРУЮВАННЯ ЗВАРНИХ БАЛОК ………………..14
4.1. Попередній підбір перерізу…………….…………………………….....14
4.2 Зміна перерізу балки………………………………………………..........17
4.3 Перевірка балок на міцність, жорсткість і загальну стійкість………...20
4.4 Перевірка місцевої стійкості стиснутого поясу і стінки…..………..23
4.5 Розрахунок поясних швів………………………………………..….29
4.6 Розрахунок опорної частини балки…………………………….…..30
5. РОЗРАХУНОК ТА КОНСТРУЮВАННЯ
ЦЕНТРАЛЬНО-СТИСНУТИХ КОЛОН ……………………………………..…...33
5.1. Стержень суцільної колони……………….….……….……...……..33
5.2. Стержень наскрізної колони………………..……………………....36
5.3. Розрахунок і конструювання оголовку колони……………………40
5.4. Розрахунок і конструювання баз колон…….………………..….….48
ДОДАТКИ………………………………………………………………………50
ВИХІДНІ ДАНІ ………………………………………………………………..51
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ……….……….…....…………….………………………..52
.
Загальні вказівки до проектування металевих конструкцій балочних кліток.
При виконанні курсової роботи необхідно користуватися теоретичним матеріалом основного курсу (1), нормами проектування (2), методичними вказівками (3), а також даними методичними вказівками.
В
курсовій роботі прийнятий єдиний район
будівництва, (
),
що відповідає району
II5
(2). В зв’язку з цим матеріал для конструкцій
необхідно призначити так:
для металевого настилу, прокатних балок і колон – по групі 3;
для
складених балок – по групі 2. Коефіцієнт
надійності за призначенням прийнятий
для
спрощення розрахунків рівним
.
Розрахунково-конструктивну частину роботи слід виконувати в такій послідовності.
Відповідно до завдання виконати ескізне рішення нормального типу балочної клітки (мал.1), при цьому слід визначитися з типом спирання головної балки на колону (зверху чи збоку).
Виконати розрахунок металевого настилу (визначити його проліт, товщину і зварювальні шви, якими настил прикріплюється до балок настилу). При призначенні розмірів настилу слід користуватися сортаментом (табл. 1.1).
В залежності від прийнятого прольоту настилу визначити крок балок настилу (як правило 0,5…1,5 м), при цьому проміжок між двома сусідніми листами слід визначити з урахуванням можливості накладання зварювальних швів 20 мм. В курсовій роботі, в цілях спрощення, допускається приймати крок балок настилу рівним його прольоту.
Визначити нормативні і розрахункові навантаження, які діють на балку настилу.
Виконати добір перерізу балки настилу з прокатного профілю (двотавр) і перевірити його на міцність, з урахуванням розвитку пластичних деформацій і жорсткість.
Виконати розрахунок витрат матеріалу для нормального типу балочної клітки (настил і балки настилу), а також кількість типорозмірів балок на одне вічко.
Закомпанувати вічко ускладненого типу балочної клітки (рис. 2): призначити крок допоміжних балок (1,5…4 м); виконати розрахунок металевого настилу і призначити крок балок настилу (якщо крок настилу для обох типів балочної клітки однаковий, то розраховувати настил не потрібно).
Визначити нормативні і розрахункові навантаження, які діють на балку настилу і допоміжну балку.
Виконати добір перерізу балки настилу і допоміжної балки з прокатного профілю (двотавр), перевірити їх на міцність, з урахуванням розвитку пластичних деформацій і жорсткість. При необхідності слід виконати розрахунок на загальну стійкість.
Виконати розрахунок витрат матеріалу для ускладненого типу балочної клітки (настил, балки настилу і допоміжної балки), а також кількість типорозмірів балок на одне вічко.
Рис. 1 Нормальний тип балочної клітки /БК/
1 – колона, 2 – головна балка, 3 – балка настилу.
Рис. 2. Ускладнений тип балочної клітки /БК/
1 – колона, 2 – головна балка, 3 – допоміжна балка, 4 – балка настилу.
Провести порівняльний аналіз обох типів балочних кліток і вибрати більш ефективний, який і прийняти для подальших розрахунків.
Для вибраного варіанту слід визначити розрахункову схему, характер і величину навантажень на головну балку.
Виконати розрахунок і конструювання головної балки: визначити розміри перерізу і перевірити його на міцність і жорсткість; при необхідності змінити основний переріз балки поблизу опор і в місці його зміни перевірити переріз на міцність з урахуванням всіх компонентів напруг; перевірити балку на загальну стійкість; визначити необхідність перевірки стінки балки на місцеву стійкість і установки ребер жорсткості; при необхідності перевірити стінку балки на місцеву стійкість в крайньому і середньому відсіках; виконати розрахунок опорного ребра головної балки і вузла з'єднання головної балки і колони.
Визначити навантаження, які діють на колону, виконати її розрахунок і конструювання: установити розрахункову схему колони в обох площинах і визначити розрахункові довжини; установити попередні параметри перерізу з урахуванням вимог по забезпеченню місцевої стійкості складових елементів і необхідної жорсткості; визначити геометричні характеристики прийнятого перерізу колони і перевірити її на стійкість по більшій з одержаних величин гнучкості; з урахуванням прийнятих умов з'єднання, виконати розрахунок і конструювання бази і оголовку колони.
Графічну частину роботи – конструктивну схему балочної клітки з необхідними перерізами, вузли з'єднання допоміжних балок з головними і головних з колонами, креслення елементів конструкцій (головної балки і колони) виконати на стадії КМ. Об’єм графічної частини - один аркуш формату 22 (594 х 420 мм).