- •Инженерно-экономический институт
- •Кафедра строительных конструкций и архитектуры курсовая работа
- •Общие указания
- •1. Компоновка и выбор схемы балочной клетки
- •1.1. Расчет настила
- •Расчет стального настила
- •1.2. Расчет балок настила и вспомогательных балок
- •1.3. Технико-экономические показатели рассмотренных вариантов
- •Технико-экономические показатели
- •2. Расчет и конструирование главной балки
- •Расчетная схема. Расчетные нагрузки и усилия
- •Определение высоты главной балки
- •Рекомендуемые гибкости стенок балок
- •Определение толщины стенки
- •Подбор сечения поясов
- •Пример (продолжение, начало см. Пп. 1.1, 1.2, 1.3)
- •Момент инерции стенки балки
- •Расстояние между центрами тяжестей поясных листов
- •Фактические геометрические характеристики подобранного сечения
- •Изменение сечения балки по длине
- •Геометрические характеристики измененного сечения балки
- •Расчет поясных швов
- •Проверка обеспеченности общей устойчивости балки Пример
- •Проверка местной устойчивости элементов балки
- •Пример Проверка устойчивости сжатого пояса
- •Проверка устойчивости стенки
- •Конструирование и расчет опорной части балки
- •Расчет и конструирование укрупнительного монтажного стыка балки на высокопрочных болтах
- •Проектирование примыкания балок настила к главной балке
- •Расчет и конструирование колонны
- •3.1. Подбор сечения стержня сплошной сварной колонны Пример
- •Геометрические характеристики поперечного сечения стержня колонны
- •Компоновка сечения
- •Тогда толщина полки:
- •Из условия местной устойчивости свесов полок (п. 7.23*):
- •Геометрические характеристики сечения
- •3.2. Подбор сечения сквозной колонны балочной площадки
- •Расчет относительно материальной оси
- •Расчет относительно свободной оси
- •Геометрические характеристики сечения
- •Расчет планок
- •Конструирование и расчет оголовка колонны Пример
- •Конструирование и расчет базы колонны
- •Пример Определение размеров опорной плиты
- •Тогда ширина плиты:
- •Расчет траверсы
- •Проверяется прочность ребра: по нормальным напряжениям:
- •Сокращенный сортамент горячекатаных двутавров (по гост 8239-72*)
- •Сокращенный сортамент горячекатаных швеллеров (по гост 8240-72)
- •Сталь широкополосная универсальная (по гост 82-70*)
- •Сталь горячекатаная толстолистовая (по гост 19903-74*)
- •Коэффициент для расчета на изгиб плит, опертых на четыре канта
- •Коэффициент для расчета на изгиб плит, опертых на три или на два канта
- •162600, Г. Череповец, пр. Луначарского, 5
Расчет и конструирование укрупнительного монтажного стыка балки на высокопрочных болтах
Укрупнительный монтажный стык желательно проектировать совмещенным (стенка и полки балки стыкуются в одном сечении) в середине пролета главной балки. Каждый пояс главной балки в месте стыка перекрывается тремя накладками. Ширина верхней накладки принимается равной ширине пояса bf, а ширина нижних накладок равна bf /2 – 20...40 мм. Толщина накладок устанавливается таким образом, чтобы суммарная площадь их поперечного сечения была не менее площади сечения пояса балки. Стенка перекрывается двумя листовыми накладками с толщиной равной толщине стенки tw.
Высокопрочные болты изготавливаются в различном климатическом исполнении из сталей 40Х «Селект», 38ХС, 30Х3МФ, 30Х2НМФА диаметром от 16 до 48 мм. Наиболее распространенными являются высокопрочные болты из стали марки 40Х «Селект» по ТУ 14-1-1237-75.
Болты следует размещать в соответствии с табл. 39 п. 12.19* [3], а шаг между центрами болтов в соединении устанавливается: минимальный – 2,5d, максимальный – 8d и 12t; расстояния от центра болта до края накладки: минимальное вдоль и поперек усилия – 1,3d, максимальное – 4d и 8t, где d – диаметр отверстия для болта; t – толщина наиболее тонкого наружного элемента. Для облегчения пользования кондукторами при сверлении отверстий размеры шага и дорожки необходимо применять кратными 40 мм.
Пример
Укрупнительный стык размещается в середине пролета балки (х = 7,5 м). Усилия M и Q в расчетном сечении: М1 = 5377,5 кН м; Q1 = 0 (см. п. 2.8). Конструкция стыка представлена на рис. 10.
Каждый пояс балки перекрывается тремя листовыми накладками – одной сверху и двумя снизу. Сечение верхней накладки следует принимать размером 500 14 мм, а сечение нижних накладок – 220 14 мм. Суммарная площадь сечения накладок равна
Ан = (50 +2 22) 1,4 = 131,6 см2 > Af = 50 2,0 = 100 см2.
Стенка балки перекрывается двумя листовыми накладками с толщиной, равной толщине стенки, tw = 12 мм.
Стык осуществляется высокопрочными болтами диаметром 20 мм из стали 40Х «Селект», с временным сопротивлением материала болта разрыву Rbun = 1100 МПа (табл. 61); обработка поверхности газопламенная. Несущая способность одного высокопрочного болта, имеющего две плоскости трения, равна
где k = 2 – количество поверхностей трения соединяемых элементов; Rbh = 0,7Rbun = 0,7 1100 = 770 МПа – расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов; b = 1 – коэффициент условий работы соединения (см. п. 11.13*[3] при n > 10); = 0,42 – коэффициент трения, принимаемый по табл. 36* для газопламенной обработки соединяемых поверхностей; Abh = 2,45 см2 – площадь сечения болта нетто, определяемая по табл. 62*[3]; h = 1,12 – коэффициент надежности (способ регулирования натяжения болтов по моменту закручивания), принимаемый по табл. 36*1[3].
Рис. 10. Монтажный стык на высокопрочных болтах
С т ы к п о я с о в
Расчетное усилие на стык поясных листов
N = Ry Af = 2401060,50,02 = 2 400 000 Н = 2400 кН.
Требуемое количество высокопрочных болтов в соединении на полунакладке:
Принимаются 18 болтов и размещаются согласно рис. 10.2
Проверяется ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты d = 23 мм (на 3 мм больше диаметра болта). Пояс ослаблен четырьмя отверстиями по краю стыка:
An.нт = tf(bf - n d0) = 2 (50 – 4 2,3) = 81,6 см3 >
> 0,85bf tf = 0,85 50 2 = 85 см2,
поэтому ослабление пояса отверстиями можно не учитывать.
Проверяется ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями:
Ан.н = Ан – 2n dotн = 1,4(50 + 2 22) – 2 4 2,3 1,4 = 105,84 см2 >
> 0,85 bf tf = 0,85 50 2 = 85 см2.
С т ы к с т е н к и
Изгибающий момент, действующий на стенку, определяется по формуле
Поперечная сила Q = 0.
Принимается расстояние между крайними по высоте рядами болтов
аmax = hw – (12… 18) мм = 170 – 18 = 152 см = 1,52 м.
Задается число горизонтальных рядов болтов К = 20, устанавливается расстояние между болтами по вертикали:
Максимальное горизонтальное усилие от изгибающего момента, действующее на каждый крайний наиболее нагруженный болт, равно
где m = 2 – количество вертикальных рядов болтов на полу накладки;
аi2 = 1522 + 1362 + 1202 + 1042 + 882 + 722 + 562 + 402 + 242 +82 =
= 85 120 см2.
Усилие на один болт от действия поперечной силы V = 0, так как Q = 0.
Равнодействующее усилие от момента и поперечной силы в наиболее напряженных крайних болтах стенки равно
прочность стенки обеспечена.