Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

«Тюменский индустриальный университет»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Строительный институт
Кафедра строительных конструкций
Курсовая работа

на тему: «Расчет и конструирование элементов балочной клетки»
Выполнил: студент группы ПГСб-20-5

Шипицына П.В..

Проверил: доцент, к.т.н.

Есипов А.В.

Курсовой проект

Защищен с оценкой __________
Тюмень, 2023

Содержание

Стр.

1. 
   Исходные данные 4
   
2. 
   Разработка конструктивной схемы балочной клетки 5
   
3. 
   Конструирование и расчет стального плоского настила 6
   
4. 
   Схема расположения элементов балочной клетки 8
   
5. 
   Подбор сечений балок настила и второстепенных балок из прокатных профилей 8
   
   1. 
      Балки настила 8
      
   2. 
      Подбор сечения 10
      
   3. 
      Проверка сечения по касательным напряжениям 11
      
   4. 
      Проверка прогиба 11
      
6. 
   Расчет второстепенных балок 12
   
   1. 
      Проверка сечения по касательным напряжениям 14
      
   2. 
      Проверка общей устойчивости 14
      
   3. 
      Проверка прогиба 15
      
7. 
   Конструирование и расчет главной балки составного сечения 15
   
   1. 
      Сбор нагрузок и статистический расчет 15
      
   2. 
      Компоновка составного сечения главной балки 17
      
      1. 
         Определение высоты балки и толщины стенки 17
         
      2. 
         Определение размеров полки 19
         
      3. 
         Проверка прочности главной балки 21
         
      4. 
         Изменение сечения балки по длине 21
         
   3. 
      Проверка прочности и устойчивости главной балки 25
      
      1. 
         Определение высоты балки и толщины стенки 25
         
      2. 
         Определение размеров полки 25
         

Стр.

3. 
   Проверка прочности главной балки 25
   
4. 
   Изменение сечения балки по длине 26
   
1. 
   Проверка и обеспечение местной устойчивости стенки 27
   
   1. 
      Проверка местной устойчивости стенки 27
      
   2. 
      Проверка общей устойчивости 31
      
2. 
   Расчет поясных швов главной балки 32
   
3. 
   Размер ребер жесткости 33
   
4. 
   Расчет опорного ребра главной балки 33
   
   1. 
      Расчет по прочности на смятие 33
      
   2. 
      Расчет ребра на устойчивость 34
      
   3. 
      Расчет сварного шва 35
      
5. 
   Расчет узла крепления второстепенной балки настила 36
   
6. 
   Монтажный стык главной балки 37
   
   1. 
      Сварной стык пояса ГБ 38
      
   2. 
      Расчет монтажного стыка ГБ на высокопрочных болтах 39
      
7. 
   Уточнение собственного веса главной балки при изменении ширины полок 42
   
1. 
   Конструирование расчет центрально-сжатой колонны в 2-х вариантах со сплошным и сквозным сечением 43
   
   1. 
      Сбор нагрузок и статический расчет 43
      
   2. 
      Подбор сечения стержня 43
      
      1. 
         Подбор сплошного сечения стержня 43
         
      2. 
         Подбор сквозного сечения стержня 45
         
   3. 
      Расчет соединительных планок 48
      
   4. 
      Конструирование и расчет оголовка колонны 50
      
   5. 
      Расчет узла сопряжения балок со сплошным стержнем колонны 52
      
   6. 
      Расчет и конструирование базы колонны 52
      
2. 
   Список литературы 55
   

---

2. Разработка конструктивной схемы балочной клетки

По району строительства (г. Тарко-Сале, температура воздуха наиболее холодных суток -47° С) принимаем сталь С345.

Компоновка элементов балочной клетки.

Основными несущими элементами балочной клетки являются:

- Балки настила (БН) - входит в группу 2. Применяем сталь С255

R_y=2450кг/см².

- главные балки (БГ)-являются сварными конструкциями и входят в группу 2, применяем сталь С345 R_y= 3400 кг/см².

- колонны (К) -относят к 3- й группе. Применяем сталь С255 R_y=2450 кг/см².

Группу конструкций и марку стали определяем согласно табл. 50 [1].

Выбор варианта компоновочных схем балочных клеток.

Принимаем балочную клетку нормального типа. Далее производим расчет стального плоского настила и балок настила.

Принимаем по заданию компоновку, t настила = 12 мм.

3. Конструирование и расчет стального плоского настила

Толщина настила принимается в зависимости от интенсивности нагрузки на настил:

t_н=6÷8 мм при p < 10 ;

t_н=8÷10 мм при p < 10÷20 ;

t_н=10÷12 мм при p < 20÷30 ;

t_н=12÷14 мм при p > 30 ;

Задавшись интенсивной нагрузкой р^н= 25 кПа=25 кН/м², определяем толщину настила 12 мм.

Размеры настила при работе его на изгиб с учётом распора Н можно приближенно вычислить из условия заданного предельного прогиба (II группа предельных состояний) по формуле:


где l_н- пролет настила;

t_н- толщина настила;

- отношение пролета настила к его предельному прогибу (величина, обратная предельному значению относительного прогиба конструкции), для стального настила рабочих площадок производственных зданий при отсутствии крановых путей

---

;

E₁- приведенный модуль упругости стали:



где μ=0,3 – коэффициент Пуассона для стали;

q^н- нормативное значение нагрузки, воспринимаемой настилом. Настил воспринимает полезную нагрузку и собственный вес. Исходя из значения проектной нагрузки p^н= 25 кН/м², толщина настила =12 мм определим значение нормативной нагрузки:



где ρ=0,00785 кг/см³ – объемный вес стали;

Определим предельное отношение пролета настила к его толщине:



Число шагов балок будет равно: Примем 16 шагов и, следовательно шаг настила

Расчет прочности настила

Собственный вес настила:

,

Где =7850 – плотность стали;

= 12 мм=1,2 см – толщина настила.

Расчетное значение нагрузки:

,

Где =1,2- коэффициент надежности по временной нагрузке;

=1,05- коэффициент надежности по нагрузке от собственного веса.

Величина распора:

, где

=2,31*10⁶ (кгс/см²)- приведенный модуль упругости стали;

J- момент инерции;



находится из:

---

, где

- балочный прогиб



Условие прочности:

, где

,

0,24 см⁴- момент сопротивления сечения;

N=H – величина распора;

A=l – площадь сечения:

R_y=2498 кгс/см² расчетное сопротивление материала настила;

=1 – коэффициент условий работы;

Проверка несущей способности настила:



Условие прочности выполняется

Расчет балок настила

Максимальный изгибающий момент:

=7384,4 кгс*м

Максимальная поперечная сила:

=4544,25 кгс



Рис.1 Расчетная схема

Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки равен:

=295,61 см³

R_y=245 H/мм²=2498 кгс/см² – расчетное сопротивление материала балки по пределу текучести (для стали С255 при толщине полки двутавра от 10 до 20 мм)
=1 – коэффициент условий работы;

Требуемый момент инерции поперечного сечения балки равен:

=10013,07 см⁴

- нормативное значение нагрузки, действующее на БН;

Е- модуль упругости стали;

=6,5м – пролет БН;



Где х определяется в зависимости от

---

методом линейной интерполяции:

n	l,м
200	6
х	6,5
250	24

=13928,27

Подбираем по сортаменту прокатного профиля: двутавр №35Б1 по ГОСТ 26020, W_x=581,7 см³, J_x=10060 см⁴, m_бн=38,9 кг/м.

n	, м	, см	, кг/м2	, кг/м2
16	1,06	1,2		36,7

36,7 кг/м²

Для балок настила принимаем двутавр №35Б1, имеющий следующие геометрические характеристики: W_x=581,7 см³, J_x=10060 см⁴, h=346 мм, A=49,53 см², b=155 мм, s=6,2 мм, t=8,5 мм, собственный вес m=38,9 кг/м.

2.1.4 Проверка сечения балки настила

Проверка по I ПС на прочность.

=1398,23+38,9 1,05 =1439,08 кгс/м
=7600,14 кгс*м

=0,56

=13,18 см²

=23,17 см²

А = 49,53 см²

=1,184 (Определяется по таблице Е1 СП 16.13330.2017)

0,5	1,2
0,56	1,184
1,0	1,07

---

Смотрите также файлы

• Занятие 4 Обучающийся Туманина Екатерина Николаевна Преподаватель Степанова Елена Ивановна.rtf

• Контрольная работа по дисциплине Семейное право.docx

• аза дебиеті пнінен (оыту аза тілінде) тосанды жиынты баалауды спецификациясы.docx

• Контрольная работа 21 экономика организации Иванов Артемий Олегович Шифр Ю2У1521.docx

• Контрольная работа по дисциплине Ландшафтоведение.docx