Образец выполнения курсового проекта «Балочная клетка рабочей площадки»

ID-32011240

Исходные данные:

- шаг колонн в продольном направлении L=14 м

- шаг колонн в поперечном направлении B=5 м

- нормативная временная нагрузка р_n =24 кПа

- материал настила С235

- материал главной балки С255

- материал балок настила С245

- класс бетона фундамента В10

-отметка верха настила 10.5 м

- строительная высота перекрытия 1,18 м

Коэффициент надёжности по временной нагрузке ????_fp=1,2.

Предельный относительный прогиб настила

Предельный относительный прогиб балки настила


Рассмотрим два варианта компоновки балочной клетки рабочей площадки: первый – нормальный тип, второй – усложненный тип.

Вариант 1. Нормальный тип балочной клетки



Рисунок 4.1 Нормальный тип балочной клетки
Расстояние между балками настила определяется несущей способностью настила и обычно принимается равным 0,6 – 1,6 м при стальном настиле. Определим максимальное и минимальное количество шагов балок настила



Принимаем количество шагов балок настила

n =10 дана.

Тогда длина шагов балок настила а₁будет равна



Вычисляем соотношение максимального пролета настила к его толщине


Здесь
При нормативной нагрузке 11÷20 кН/м² толщина настила должна быть в пределах t

---

_н=8÷10 мм. Поэтому толщину настила принимаем равным t_н=10 мм. Тогда максимальный пролёт настила

Определяем вес настила, зная что 78,5 кг
g_n=78,5·1,0 = 78,5 кг/м² 0,785 кН/м².
Нормативная нагрузка на балку настила

Расчетная нагрузка на балку настила

Расчетный изгибающий момент (при ℓ= b = 5 м)
М_max=qℓ²/8 = 26,91· 5²/8 = 84,09 кНм = 8409 кНсм.
Требуемый момент сопротивления балки

По сортаменту прокатных профилей принимаем двутавр №27 W_x=371 см³, g=31,5кг/м , I_x=5010 см⁴, b=125мм.
Проверяем только прогиб, так как W = 371 см³ > W_тр = 318,52 см³

Проверяем условие жёсткости



_{т.е. жесткость достаточна.
Определим фактический пролёт настила (расстояние между полками балок настила в свету)}


Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности и прогиба. Проверку касательных напряжений прокатных балках при отсутствии ослабления опорных сечений обычно не производят, так как она легко удовлетворяется из-за относительно большей толщины стенок балок.

Общую устойчивость балок настила проверять не надо, так как их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним настилом.

Определяем расход металла на 1 м² перекрытия

- настил g_н= 78,5·1= 75,5 кг/м²

- балка настила g/a₁ = 31,5/1,2 = 26,25 кг/м².

Весь расход металла составит 78,5+26,25= 104,75 кг/м² = 1,05 кН/м².
Вариант 2. Усложненный тип балочной клетки
Определяем «n» количество шагов балок настила



Принимаем n = 6 шт.

Определяем а₁длину шага балок настила

Расстояние между вспомогательными балками рекомендуется назначать в пределах 2-5 м. Определяем количество шагов вспомогательных балок

---

_{Принимаем n = 4, тогда расстояние между вспомогательными балками (шаг)}




Рисунок 4.2 Усожнённый тип балочной клеки
Толщину настила принимаем такой же, как в первом варианте t_н=10 мм. Тогда и нагрузка от настила останется прежней

78,5·1,0=78,5 кг/м²=0,785 кН/м².
Нормативная нагрузка на балку настила

Расчетная нагрузка на балку настила

Расчетный изгибающий момент (при ℓ=а₂=3,0 м)
М_max=qℓ²/8 = 18,68·3,0²/8 = 21,02 кН⋅м=2102 кН⋅см
Требуемый момент сопротивления балки (для стали С245 R_y = 240 МПа)

По сортаменту принимаем двутавр №16, имеющий:W_x=109см³, g = 15,9 кг/м , I_x=873см⁴, b=81мм.

Проверяем только прогиб, так как W = 109 см³ > W_тр = 79,6 см³


Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности и прогиба.

Нагрузка на вспомогательную балку от балок настила считаем равномерно распределенной, так как число балок не меньше 4. Определяем нормативную и расчётную нагрузку на вспомогательную балку


Определяем расчетный изгибающий момент и требуемый момент сопротивления
М= ql²/8=67,9·5²/8=212,19кН·м=21219 кН·см;
W_тр.=М/(с_х·R_y· =21219/(1,1·24·1) =803,75см³.
Выбираем по сортаменту двутавр № 40, имеющий W_x = 953 см³,

I_x= 19062 см⁴, g = 57 кг/м, b_f = 155 мм, t_f = 13 мм, h = 400 мм.

Проверяем общую устойчивость вспомогательных балок в середине пролета, в сечении с наибольшими нормальными напряжениями. Их сжатый пояс закреплен от поперечных смещений балками настила, которые вместе с приваренным к ним настилом образуют жесткий диск. В этом случае за расчетный пролет принимаем расстояние между балками настила ℓ

---

_ef = 83,3 см.

Общую устойчивость можно не проверять, если выполняется условие:

Проверим условия применения формулы:
и В сечении ℓ/2 τ = 0, следовательно

с₁ = с и δ =1- 0,7

Подставим полученные значения




т.е. общую устойчивость балки можно не проверять.

Принятое сечение удовлетворяет требованиям прочности, устойчивости и прогиба.

По варианту 2 суммарный расход металла составляет

По расходу металла вариант №1 выгоднее, так как 1,05 кН/м² < 1,166кН/м².
Компоновка и подбор сечения составной главной балки
Сечение составной главной балки подбираем по первому варианту компоновки балочной площадки. Балку проектируем из стали С 255, имеющей при толщине t ≤ 20 мм с R_y = 240 МПа и R_s = 0,58·R_y=139 МПа = 13,9кН/см². Её предельный прогиб составляет f ≤ (1/400)ℓ.

Масса настила и балок настила g = 1,05 кН/см², собственную массу балки принимаем ориентировочно в размере 1-2 % от нагрузки на неё. Максимально возможная строительная высота перекрытия по заданию h_стр. = 1,6 м.


Рисунок 4.3 Расчетные схемы

а - расчётная схема главной балки; б – сечение балки
Определим нормативную и расчетную нагрузку на балку:
q_n = 1,02(p_n + g_n)·b =1,02(18+1,05)·5=97,2 кН/м

Определим расчетный изгибающий момент в середине пролета

Поперечная сила на опоре


Главную балку рассчитываем с учетом развития пластических деформаций. Определяем требуемый момент сопротивления балки, первоначально принимая с₁=с =1,1

Определяем оптимальную высоту балки, предварительно задав высоту и толщину стенки

---

Сравнив с имеющимися толщинами проката листовой стали, принимаем толщину стенки 10 мм.


Минимальную высоту балки определяем по формуле:

Строительную высоту балки определяем исходя из максимально возможной заданной высоты перекрытия и его конструкции:

Сравнивая полученные высоты, принимаем высоту балки больше чем h_min , близкой к h_opt и кратной 100 мм h = 110 см .

Проверяем принятую толщину стенки балки:

- из условия прочности стенки балки на касательные напряжения при опирании с помощью опорного ребра, приваренного к торцу балки

- из условия обеспечения местной устойчивости стенки балки без укрепления её продольным ребром жёсткости


Сравнивая полученную расчетным путем толщину стенки с принятой (10 мм), приходим к выводу, что она удовлетворяет условию прочности на действия касательных напряжений и местной устойчивости.

Размеры горизонтальных поясных листов находят исходя из необходимой несущей способности балки. Для этого вычисляем требуемый момент инерции сечения балки

Находим момент инерции стенки балки, принимая толщину поясов t_f = 2 см



Момент инерции, приходящийся на поясные листы

Момент инерции поясных листов балки относительно ее нейтральной оси



где А_f – площадь сечения пояса. Моментом инерции поясов относительно их собственной оси ввиду его малости пренебрегаем.

Отсюда получаем требуемую площадь сечения поясов балки:


где h_ef = h – t_f = 110 – 2 = 108 cм.

Принимаем пояса из универсальной стали b_f x t_f = 300×20 мм A_f

---

Смотрите также файлы

• Практическая работа к теме 1 Ценности и их роль для человека и общества Темы занятий.docx

• Судовая электростанция.docx

• Функциональные стили речи Научный стиль.docx

• .docx

• Зря ты его шуганул, сказал мне Петр Иванович. Он теперь не вернется.docx