
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Самарская Государственная
архитектурно – строительная академия
кафедра МДК
КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ:
“ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА,
МОДЕРНИЗАЦИЯ И УСИЛЕНИЕ
СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ”
Выполнил: .
Проверил: .
САМАРА 2001
Задание №1.
П
ри
реконструкции производства временная
нагрузка на перекрытие рабочей площадки
увеличилась на 75%. Разработайте усиление
балок путем увеличения сечения по
второму варианту (см. рис.1), если балки
пролетом 7 м изготовлены из двутавра
60Б1 (сталь С285) и были подобраны по
прочности без излишних запасов несущей
способности. Временная нагрузка
составляла 60% от общей нагрузки на
перекрытие. Расчет усиления выполнить
по критерию краевой текучести (КТ) и по
критерию развитых пластических деформаций
(РПД). Элементы усиления выполнить из
стали С345.
Расчет по критерию текучести (кт).
Г
еометрические
характеристики двутавровой балки №60Б1:
h0
= 594,2 мм, A0
= 131 см2,
m
= 103 кг/п.м., Ix,0
= 77430 см4,
Wx,0
= 2610 см3,
ix,0
= 24,3 см, Iy,0
= 3130 см4,
Wy,0
= 272 см3,
iy,0
= 4,88 см, bf,0
= 230 мм, tw,0
= 10 мм, tf,0
= 15,4мм.
При заданной марке стали С285, Ry,0 = 270 МПа.
Найдем несущую способность балки, если, в соответствии с заданием, она запроектирована по прочности и жесткости без излишних запасов несущей способности. Тогда
Величина действующей полной нагрузки в этом случае будет равна:
Величина действующей временной нагрузки будет равна:
Величина действующей постоянной нагрузки будет равна:
Так как по заданию временная нагрузка на перекрытие рабочей площадки увеличивается на 75%, то
В этом случае полная нагрузка после увеличения составит
Несущая способность балки по прогибам:
;
;
;
.
Так
как несущая способность по прогибам
значительно превышает несущую способность
по прочности, то дальнейший расчет ведем
по прочности, т.е.
.
Приращение увеличенной нагрузки к действующей:
Максимальный изгибающий момент от увеличенной нагрузки будет равен:
Изгибающий момент от дополнительной нагрузки:
Проверим возможность усиления балки без снятия постоянной нагрузки:
У
силение
можно производить, не снимая постоянную
нагрузку.
Элементы усиления — из стали С345 с Ry,усил. = 315 МПа.
Принимаем сечения элементов усиления верхнего пояса из листа 13010 мм. Для усиления нижнего пояса — тавр № 20БТ1 со следующими геометрическими характеристиками: ht = 197,9 мм, At = 30,05 см2, bt = 165 мм, dt = 6,8 мм, tt = 9,8 мм, z0 = 4,73 см, Ix,t =368 см4 (см. рис. 3).
Находим новое положение центра тяжести всего сечения:
Находим момент инерции поперечного усиленного сечения:
где
— момент
инерции относительно оси Х1
двух наклонных пластин (см. рис. 4);
— момент
инерции одной пластины относительно
собственной оси “u”.
— момент
инерции одной пластины относительно
собственной оси “v”.
Угол = 45 — угол наклона собственной оси “u” к оси “X1”.
Поверим
напряжения в наиболее характерных
точках поперечного сечения:
Такими точками являются точки 1, 2, 3 (см. рис. 3).
— расстояние
от центра тяжести нового сечения до
точки 1.
— расстояние
от центра тяжести нового сечения до
точки 2.
— расстояние
от центра тяжести нового сечения до
точки 3.
Прочность обеспечена.
Определяем длину элементов усиления. Несущая способность балки (без усиления) равна:
Изгибающий
момент в балке от действия равномерно
распределенной нагрузки на расстоянии
Х
от опоры:
;
приравниваем Мпред.
= Мх
и определяем Х:
;
;
;
;
;
;
;
Элементы
усиления для обеспечения их полного
включения в работу следует завести за
место теоретического обрыва на длину
b,
достаточную для восприятия усилия
.
Сварку ведем электродами типа Э42А со
следующими характеристиками: Rwf
= 180 МПа; f
= 0,7; Rwz
= 175 МПа; z
= 1,0. Расчет ведем по металлу шва. Для
нижнего пояса при kf
= 6 мм:
При усилении верхнего пояса принимаем катет шва kf = 6 мм. Расстояние от места обрыва элементов усиления до опор принимаем С = 1,1 м; длина элементов усиления — 4,8 м.