Файл: Образец выполнения курсового проекта Балочная клетка рабочей площадки id32011240 Исходные данные.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 34
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
наименьшее временное сопротивление Rbun =1100 МПа = 110 кН/см2. Способ обработкии соединяемых поверхностей - газопламенная. Несущая способность болта, имеющего две плоскости трения
где
определяется из табл. 62 
так как количество болтов n ˃10 коэффициент 
назначаем способ регулирования натяжения болта по углу закручивания, разница в диаметрах отверстия и болта δ = 1…4 мм, поэтому по табл.37
коэффициенты μ =0,42 и 
количество поверхностей трения k = 2.
Стык поясов
Стык каждого пояса балки перекрываем тремя накладками сечениями 300 × 12 мм и 2×130х12 мм. Общая площадь сечения накладок
Определяем усилие в поясе:
Количество болтов для прикрепления накладок
Принимаем 12 болтов.
Стык стенки
Стык стенки перекрываем двумя вертикальными накладками размером 320×1000×8 мм.
Момент, действующий на стенку балки:
Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов
Находим коэффициент стыка
где m = 2 – число вертикальных рядов на полунакладке; из таб. 4.1 находим количество рядов болтов k по вертикали при α = 2,04, k =10 (α = 2,04 ˃ 1,94). Принимаем 10 рядов с шагом 100мм, так как 100 ·9 = 900 мм.)
Таблица 4.1 Коэффициент стыка стенки балки
Поверяем несущую способность стыка стенки балки
Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты диаметром dо=22 мм (на 2 мм больше диаметра болта). Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка
т.е. ослаблением пояса можно пренебречь.
Рисунок 4.6 Монтажный стык сварной балки
Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями
Толщину накладки с 12 мм увеличим до 14 мм, тогда
Расчет опорного ребра сварной балки
Опорная реакция балки F = 694,8 кН.
Опирание балки выполняем с помощью опорного ребра, приваренного к торцу балки. Определяем площадь сечения опорного ребра из условия смятия торца:
где Rp - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности. Для стали С255 при толщине проката 10-20 мм по таблицам 1 и 51 Rp= Ru= 360 МПа = 36 кН/см2. Принимаем опорное ребро поперечным сечением 200×10 мм, тогда 
Проверяем опорную стойку балки на устойчивость относительно оси z-z.
Ширина участка стенки балки, включенной в работу опорной стойки:
Площадь сечения опорного участка:
см2.
Момент инерции сечения опорного участка:
тогда
По табл. 72 φ = 0,944
Устойчивость опорного участка балки обеспечена.
Рассчитываем прикрепления опорного ребра к стенке балки двусторонними швами полуавтоматической сваркой проволокой Св -08А диаметра 1,4 – 2,0 мм.
Предварительно находим параметры сварных швов и определяем минимальное значение β Rw. Для этого по табл. 56 принимаем Rwf = 180 МПа = 18,0 кН/см2; по табл. 51 Rwz= 0,45Run= 0,45·37 = 16,65кН/см2; по табл. 35 βf = 0,9, βz = 1,05, тогда βf Rwf = 0,9·18 = 16,2 кН/см2 ˂ βz Rwz = 1,05·16,65 = 17,48 кН/см2.
Определяем катет сварных швов, исходя из его прочности и максимально допустимой длины N/(2βfkfRwf) = 85βfkf:
Принимаем шов kf = 6 мм, что больше значения kf min приведенного в таб. 39
Проверяем длину расчётной части сварного шва
Опорное ребро привариваем к стенке балки по всей высоте сплошными швами.
Подбор сечения сплошной центрально-сжатой колонны
Геометрическая высота колонны
???? = 6,5 -0,01 -0,27-1,1 +0,6 = 5,72 м
Расчётная продольная сила, действующая на колонну, равна сумме опорных реакций от двух главных балок опирающихся на неё
N = 2 · Qmax = 2· 694,8=1389,6 кН,
Материал колонны – сталь С245, расчётное сопротивление которой при t =1,5-20 мм Rу= 240 МПа = 24 кН/см2. Коэффициент условий работы γс=1.
Принимаем сечение стержня колонны двутавровым, сваренным из трех листов.
Расчетная длина стержня колонны
????ef = 0,7????= 0,7· 5,72 = 4,0 м.
Задаемся гибкостью λ=70 ( для сплошных колонн при N =1500…2500 кН можно принять в пределах λ =100…70; при N = 2500…4000 кН - λ =70…50).
Условная гибкость колонны
Из таблицы 4
определяем тип кривой устойчивости – тип «b».
Таблица 4.2 Значения коэффициентов α и β в зависимости от типа сечения
В соответствии с рекомендацией проекта новых норм, по таблице 4.3 находим соответствующее заданной условной гибкости значение коэффициента устойчивости φ при центральном сжатии. Для кривой типа b φ = 0,672.
Предварительно определяем требуемые:
площадь сечения колонны
радиус инерции
ширина сечения по табл. 3.1
Принимаем bтр = bf = hw = 24 см.
Таблица 4.3 Коэффициент устойчивости при центральном сжатии
Для обеспечения равноустойчивости колонны в обеих плоскостях следует стремиться к такому распределению общей площади сечения, чтобы около (70
80) % ее приходилось на долю поясов. Тогда толщина пояса и стенки колонны будут равны соответственно
Полная площадь поперечного сечения колонны
Рисунок 4.7. Сечение колонны со сплошной стенкой
Проверяем общую устойчивость колонны относительно оси «у»
Условная гибкость колонны
По проекту новых норм (таблица 4.3 ) для кривой типа «b» коэффициент устойчивости при центральном сжатии φ = 0,78.
Запас прочности не превышает 5%, поэтому принимаем сечение без изменения.
Проверяем местную устойчивость стенки колонны.
Стенка колонны будет устойчивой, если условная гибкость стенки
не превысит предельную условную гибкость
Условие выполняется, значит, стенка колонны устойчива.
Проверяем местную устойчивость поясных листов колонны.
Устойчивость поясных листов центрально-сжатых элементов считается обеспеченной, если условная гибкость свеса сжатого пояса
не превышает значений предельной условной гибкости пояса
Условие выполняется, т.е. полка колонны устойчива.
Расчет базы сплошной колонны
Материал базы – сталь С245, расчетное сопротивление которой при толщине tw = 1,5-20 мм по табл.51 Ry = 24 кН/см2. Бетон фундамента В10 – расчётное сопротивление для первой группы предельных состояний по таблице 3.2 Rb = 6 МПа = 0,6 кН/см2.
Расчётная сила давления на фундамент
N = F + Gкол. =1389,6 + 3,55 = 1393,15 кН.
Здесь Gкол = A · H · ρs· γf · g = 0,00768·5,72·7,85·1,05·9,81 = 3,55 кН – вес колонны;
А – площадь сечения колонны; Н - геометрическая высота колонны; ρs = 7,85 т/м3 – плотность стали; γf – коэффициент надёжности по нагрузке от веса колонны; g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.
Требуемая площадь опорной плиты базы
где
– расчётное сопротивление бетона смятию; α = 1 для бетона класса ниже В25, для бетона классов В25 и выше 
φb принимают не более 2,5 для бетонов класса выше В7,5 и для бетонов класса В3,5; В5; В7,5 не более 1,5.
Считая в первом приближении плиту базы квадратной, будем иметь стороны плиты равными B = L =
= 34,1 см. Принимаем размер плиты B = L= 35 см. Уточняем площадь плиты 
Напряжение под плитой
.
Конструируем базу колонны с траверсами
где
определяется из табл. 62 так как количество болтов n ˃10 коэффициент назначаем способ регулирования натяжения болта по углу закручивания, разница в диаметрах отверстия и болта δ = 1…4 мм, поэтому по табл.37 коэффициенты μ =0,42 и количество поверхностей трения k = 2.Стык поясов
Стык каждого пояса балки перекрываем тремя накладками сечениями 300 × 12 мм и 2×130х12 мм. Общая площадь сечения накладок
Определяем усилие в поясе:
Количество болтов для прикрепления накладок
Принимаем 12 болтов.
Стык стенки
Стык стенки перекрываем двумя вертикальными накладками размером 320×1000×8 мм.
Момент, действующий на стенку балки:
Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов
Находим коэффициент стыка
где m = 2 – число вертикальных рядов на полунакладке; из таб. 4.1 находим количество рядов болтов k по вертикали при α = 2,04, k =10 (α = 2,04 ˃ 1,94). Принимаем 10 рядов с шагом 100мм, так как 100 ·9 = 900 мм.)
Таблица 4.1 Коэффициент стыка стенки балки
Поверяем несущую способность стыка стенки балки
Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты диаметром dо=22 мм (на 2 мм больше диаметра болта). Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка
т.е. ослаблением пояса можно пренебречь.
Рисунок 4.6 Монтажный стык сварной балки
Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями
Толщину накладки с 12 мм увеличим до 14 мм, тогда
Расчет опорного ребра сварной балки
Опорная реакция балки F = 694,8 кН.
Опирание балки выполняем с помощью опорного ребра, приваренного к торцу балки. Определяем площадь сечения опорного ребра из условия смятия торца:
где Rp - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности. Для стали С255 при толщине проката 10-20 мм по таблицам 1 и 51
Rp= Ru= 360 МПа = 36 кН/см2. Принимаем опорное ребро поперечным сечением 200×10 мм, тогда Проверяем опорную стойку балки на устойчивость относительно оси z-z.
Ширина участка стенки балки, включенной в работу опорной стойки:
Площадь сечения опорного участка:
см2.Момент инерции сечения опорного участка:
тогда
По табл. 72
φ = 0,944 Устойчивость опорного участка балки обеспечена.
Рассчитываем прикрепления опорного ребра к стенке балки двусторонними швами полуавтоматической сваркой проволокой Св -08А диаметра 1,4 – 2,0 мм.
Предварительно находим параметры сварных швов и определяем минимальное значение β Rw. Для этого по табл. 56
принимаем Rwf = 180 МПа = 18,0 кН/см2; по табл. 51 Rwz= 0,45Run= 0,45·37 = 16,65кН/см2; по табл. 35 βf = 0,9, βz = 1,05, тогда βf Rwf = 0,9·18 = 16,2 кН/см2 ˂ βz Rwz = 1,05·16,65 = 17,48 кН/см2.Определяем катет сварных швов, исходя из его прочности и максимально допустимой длины N/(2βfkfRwf) = 85βfkf:
Принимаем шов kf = 6 мм, что больше значения kf min приведенного в таб. 39
Проверяем длину расчётной части сварного шва Опорное ребро привариваем к стенке балки по всей высоте сплошными швами.
Подбор сечения сплошной центрально-сжатой колонны
Геометрическая высота колонны
???? = 6,5 -0,01 -0,27-1,1 +0,6 = 5,72 м
Расчётная продольная сила, действующая на колонну, равна сумме опорных реакций от двух главных балок опирающихся на неё
N = 2 · Qmax = 2· 694,8=1389,6 кН,
Материал колонны – сталь С245, расчётное сопротивление которой при t =1,5-20 мм Rу= 240 МПа = 24 кН/см2. Коэффициент условий работы γс=1.
Принимаем сечение стержня колонны двутавровым, сваренным из трех листов.
Расчетная длина стержня колонны
????ef = 0,7????= 0,7· 5,72 = 4,0 м.
Задаемся гибкостью λ=70 ( для сплошных колонн при N =1500…2500 кН можно принять в пределах λ =100…70; при N = 2500…4000 кН - λ =70…50).
Условная гибкость колонны
Из таблицы 4
определяем тип кривой устойчивости – тип «b». Таблица 4.2 Значения коэффициентов α и β в зависимости от типа сечения
В соответствии с рекомендацией проекта новых норм, по таблице 4.3 находим соответствующее заданной условной гибкости значение коэффициента устойчивости φ при центральном сжатии. Для кривой типа b φ = 0,672.
Предварительно определяем требуемые:
площадь сечения колонны
радиус инерции
ширина сечения по табл. 3.1
Принимаем bтр = bf = hw = 24 см.
Таблица 4.3 Коэффициент устойчивости при центральном сжатии
Для обеспечения равноустойчивости колонны в обеих плоскостях следует стремиться к такому распределению общей площади сечения, чтобы около (70
80) % ее приходилось на долю поясов. Тогда толщина пояса и стенки колонны будут равны соответственно Полная площадь поперечного сечения колонны
Рисунок 4.7. Сечение колонны со сплошной стенкой
Проверяем общую устойчивость колонны относительно оси «у»
Условная гибкость колонны
По проекту новых норм (таблица 4.3 ) для кривой типа «b» коэффициент устойчивости при центральном сжатии φ = 0,78.
Запас прочности не превышает 5%, поэтому принимаем сечение без изменения.
Проверяем местную устойчивость стенки колонны.
Стенка колонны будет устойчивой, если условная гибкость стенки
не превысит предельную условную гибкость
Условие выполняется, значит, стенка колонны устойчива.
Проверяем местную устойчивость поясных листов колонны.
Устойчивость поясных листов центрально-сжатых элементов считается обеспеченной, если условная гибкость свеса сжатого пояса
не превышает значений предельной условной гибкости пояса
Условие выполняется, т.е. полка колонны устойчива.
Расчет базы сплошной колонны
Материал базы – сталь С245, расчетное сопротивление которой при толщине tw = 1,5-20 мм по табл.51
Ry = 24 кН/см2. Бетон фундамента В10 – расчётное сопротивление для первой группы предельных состояний по таблице 3.2 Rb = 6 МПа = 0,6 кН/см2.Расчётная сила давления на фундамент
N = F + Gкол. =1389,6 + 3,55 = 1393,15 кН.
Здесь Gкол = A · H · ρs· γf · g = 0,00768·5,72·7,85·1,05·9,81 = 3,55 кН – вес колонны;
А – площадь сечения колонны; Н - геометрическая высота колонны; ρs = 7,85 т/м3 – плотность стали; γf – коэффициент надёжности по нагрузке от веса колонны; g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.
Требуемая площадь опорной плиты базы
где
– расчётное сопротивление бетона смятию; α = 1 для бетона класса ниже В25, для бетона классов В25 и выше φb принимают не более 2,5 для бетонов класса выше В7,5 и для бетонов класса В3,5; В5; В7,5 не более 1,5.Считая в первом приближении плиту базы квадратной, будем иметь стороны плиты равными B = L =
= 34,1 см. Принимаем размер плиты B = L= 35 см. Уточняем площадь плиты Напряжение под плитой
.Конструируем базу колонны с траверсами