- •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
3.2. Подбор сечения сквозной колонны балочной площадки
Стержень сквозной центрально-сжатой колонны образуется из двух прокатных швеллеров или двутавров, соединенных между собой решеткой. В центрально-сжатых колоннах рекомендуется безраскосная решетка. Соединительные планки проектируются из листов или отрезков швеллеров (рис. 14).
Рис. 14. К расчету ветвей сквозной колонны
Пример
Материал конструкции – сталь С245 с расчетным сопротивлением Ry = 240 МПа (табл. 51*[3]).
Расчетное значение продольного усилия сжатия в колонне:
N = 2 Qmax 1,01 = 2 1434 1,01 = 2897 кН.
Принимается шарнирное закрепление концов колонны, тогда в соответствии с принятым характером закрепления коэффициент приведения длины = 1. Конструктивная длина стержня колонны lк = 860 см (см. п. 3.1).
Расчетные длины стержня колонны:
lx = ly = l к = 1 860 = 860 см.
Расчет относительно материальной оси
Задается гибкость относительно материальной оси x = 55.
По табл.72* для гибкости х = 55 х = 0,829.
Вычисляется требуемая площадь поперечного сечения стержня колонны:
По сортаменту двутавров (ГОСТ 8239-728) подбираются два двутавра I 40 5:
A = 2 72,6 = 145,2 см2; i1х = 16,2 см; i1у = 3,03 см; I1у = 667 см4.
Проверяется устойчивость стержня колонны относительно материальной оси:
Таким образом, устойчивость стержня колонны относительно материальной оси обеспечена.
Расчет относительно свободной оси
Из условия равноустойчивости находится требуемая гибкость стержня колонны относительно свободной оси и задается гибкость ветви 1y = 30:
Требуемый радиус инерции сечения относительно свободной оси:
Требуемый момент инерции сечения:
Требуемая ширина сечения b находится по формуле:
Проверяется наличие зазора 100…150 мм между полками двутавров, необходимого для окраски конструкций:
6
Длина ветви:
lв = 1y i1y = 30 3,03 = 90,9 см = 0,909 м.
Принимается расстояние между планками (в свету) 90 см = 0,9 м и сечение планок 10 260 мм (ширина планки bp = (0,5…0,7)b = 0,7b = 0,7 380 260), тогда Iпл = 1,0 263 / 12 = 1465 см.7 Расстояние между центрами планок:
l = lв + bp = 0,9 + 0,26 = 1,16 м.
Геометрические характеристики сечения
Момент инерции сечения:
Радиус инерции сечения:
Гибкость:
Отношение погонных жесткостей:
,
поэтому приведенная гибкость находится по формуле:
(см. табл. 7 [3])7;
,
следовательно, проверку относительно свободной оси можно не делать.
Расчет планок
Расчет соединительных планок выполняется на условную поперечную силу Qfic.
где = 0,838 – коэффициент продольного изгиба, принимаемый для стержня в плоскости соединяемых элементов.
Условная поперечная сила Qfic распределяется поровну между планками, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси у - у.
Поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани:
Qs = 0,5 Qfic = 0,5 36,4 = 18,2 кН.
Изгибающий момент и поперечная сила в месте примыкания планки (рис. 15):
Рис. 15. К расчету планки
Соединительные планки привариваются к полкам двутавра угловым швом с катетом шва k = 7 мм.
Сварка полуавтоматическая в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С, d = 1,4 – 2 мм.
По табл. 56 (ГОСТ 2246-70*).
Rwf = 215 МПа, Rwz = 0,45 370 = 166,5 МПа;
по табл. 34*[3]
f = 0,9; z = 1,05;
тогда f Rwf = 0,9 215 = 193,5 МПа > zRwz = 1,05 166,5 = 175 МПа.
Необходима проверка по металлу границы сплавления.
Расчетная площадь шва:
Aw = kf lw = kf (bp – 2 kf) = 0,7 (26 – 2 0,7) = 17,22 см.
Момент сопротивления шва:
Напряжения в шве от момента:
Напряжения в шве от поперечной силы:
Проверяется прочность шва по равнодействующему напряжению: