Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»

кафедра экспертизы и управления недвижимостью

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

«Металлические конструкции»

Балочная клетка нормального типа

Выполнила студентка гр. СН-07: Карасова Ю.М

Проверил: Шаповалов Э. Л.

Магнитогорск

2010 год

Содержание

1.	Исходные данные				3
2.	Расчеты и конструирование изгибаемых конструкций балочной клетки				4
	2.1.	Расчет прокатной балки настила			4
	2.2.	Расчет и конструирование главной балки			8
3.	Расчет и конструирование центрально сжатой колонны				27
	3.1.	Расчет колонны сплошного сечения			27
	3.2	Расчет базы колонны			31
	3.3	Расчет опорного столика			36
4.	Список литературы			3		7

1. Исходные данные

Пролет главной балки (м) L₁ = 16

Пролет прокатной балки настила (м) L₂ = 8

Шаг прокатных балок настила (м) а = 2

Отметка верха настила (м) h = 12

Постоянная нормативная нагрузка на перекрытие (кг/м²) g^н = 250

Временная нормативная нагрузка на перекрытие (кг/м²) р^н = 2100

Сопряжение прокатных балок настила с главной балкой – этажное

Сопряжение главной балки с колонной – сбоку

Сечение колонны – составной двутавр из трех листов

Материал конструкции балочной клетки – согласно СНиП II-23-81

Класс бетона фундамента – В10.

2. Расчеты и конструирование изгибаемых конструкций балочной клетки

2.1.Расчет прокатной балки настила

На прокатную балку передается с настила полезная (временная) нагрузка, определяемая по заданию как нормативная равномерно распределенная по площади р_н, так как собственные массы прокатной балки и настила еще не известны, то эта нагрузка определяется заданием как нормативная равномерно распределенная по площади g_н. Грузовая площадь для прокатной балки настила а×L₂ (рис 1.1.)

Рис .1. Схема балочной клетки нормального типа

а – монтажная схема; б – поперечный разрез

1. Нормативная погонная равномерно-распределенная нагрузка на балку

G^н = ( g^н + р^н ) × а = (250+2100) × 2 = 4700 кг/м=47 кг/cм

Рис.2. Расчетная схема балки настила

2. Расчетная погонная равномерно-распределенная нагрузка на балку

G = (γ_fg × g^н + γ_fр × р^н ) × а =(1,05×250 + 1,1×2100) × 2 = 5145 кг/м=51,4 кг/cм

γ_fg = 1,05 – коэффициент надежности по постоянной нагрузке;

γ_fр =1,1 - коэффициент надежности по временной нагрузке.

3. Расчетный максимальный изгибающий момент в середине пролета

= ( 5145×64)/8=41160 кг·м

4. Расчетная поперечная сила на опоре

= (5145×8) /2=20580 кг

5. Определяем по таблице 50*СНиП II-23-81*[1], к какой группе относится рассчитываемая конструкция и выбираем класс стали.

По таблице 51*[1] определяем расчетное сопротивление R_у, соответствующее выбранному классу стали.

Группа 2, класс стали – С 245, R_у =2450 кгс/см²

6. Из условия равенства в крайних волокнах балки нормальных напряжений расчетному сопротивлению стали определяем минимальное значение требуемого момента сопротивления балки.

где =1 – коэффициент условий работы (табл. 6*[1]).

R_у – расчетное сопротивление стали, взятое по пределу текучести (табл. 51 [1]) СНиП II-23-81^*

R_у = 2450 кгс/см²

7. По сортаменту подбираем номер прокатного двутавра из условия:

(I предельное состояние).

поэтому выбираем двутавровую балку №55

Двутавровая балка №55: I_x=55962 см⁴, S_x=1181 см³, d=11 мм.

8. Проверяем прочность сечения балки по касательным напряжениям (I предельное состояние):

,

где Rs- расчетное сопротивление стали срезу (таблица 1 [1]);

Rs=0,58Ry.

γ_с –коэффициент условий работы (табл.6 [1]);

γ_с = 1.

условие выполняется

Проверка по касательным напряжениям для прокатных балок обеспечивается толщиной стенки.

9. Проверка жесткости балки (II предельное состояние):

Прогибы балки от действующих нагрузок не должны превышать предельных значений, установленных нормами проектирования (СНиП 2.01.07-85), при этом должно выполняться условие:

где Е – модуль упругости стали, Е = 2,1×10⁶ кгс/см²;

[ f ] = (1/250)×l предельно допустимый прогиб балки (СНиП 2.01.07-85 [ 2 ]).

Для балки настила относительный прогиб элементов (к пролету l): 1/250.

[f]= .

условие выполняется.