Файл: Образец выполнения курсового проекта.docx

Определяем расчетный изгибающий момент и требуемый момент сопротивления

c
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.

5  0 ,569

f

 500 ⁴
 0 ,18 cм

???? _

500
 2 см.

384

 2 ,06

 10 ⁴  19062

250

250

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:

^lef






^^ ⁰^,⁴¹
 0 ,0032

b ^

t
^f ^0 ,73

 0 ,016

b ^

f __

_b

^f ^^.

^bf_

f  _tf 

h__

Проверим условия применения формулы:

, и ^????^ƒ ^15,5 , c c

????_ƒ

15,5

????_ƒ1,3

В сечении ℓ/2 τ = 0, следовательно

¹( )
с = с и δ =1- 0,7^(c⁻¹⁾ ,

c−1

Подставим полученные значения

83 ,3 ^

15 ,5 

15 ,5  15 ,5 ^

15 ,5

 5 ,37

 0 ,3 _0 , 41  0 ,0032


1,3

^ ⁰^,73^⁰^,016



 _^

1,3 _40 _

 5 ,74 ,

т.е. общую устойчивость балки можно не проверять.

Принятое сечение удовлетворяет требованиям прочности, устойчивости и прогиба.

По варианту 2 суммарный расход металла составляет

0 ,785

0 ,159



0 ,833

0 ,57



3 ,0
 1,166
кН/ м²

По расходу металла вариант №1 выгоднее, так как 1,05 кН/м² < 1,166кН/м².

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

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. Еѐ 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 неѐ. Максимально возможная строительная высота перекрытия по заданию h_стр. = 1,6 м.
Рисунок 4.3 Расчетные схемы

а - расчѐтная 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

fp n fg
q 1,02 (  p  

 g)  b 1,02

 1, 2  18

 1,05

 1,05   5  115

,8 кН / м

n
Определим расчетный изгибающий момент в середине пролета

ql²

M 

8

115



,8  12 ²

8
 2084
, 4 кН
 м.

Поперечная сила на опоре

ql

Q

2

115 ,8  12



2

 694 ,8 кН.

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

W_тр

^Mmax

208440


 7895
, 45
см³ .


^с1 ^Ry C

1,1  24  1

Определяем оптимальную высоту балки, предварительно задав высоту и толщину стенки


 ¹

h __l 1, 2 м;

w
t  7 

3  h
мм  7 

3  1200
 10 ,6
мм.

_10 _

1000

1000

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

^hopt

 k

 1,15

 102 см

Минимальную высоту балки определяем по формуле:

5  с₁R_yL__l

h 

^_q_n

5  1,1  24  1200



 400

 97 , 2
 107 ,6 см.

min

24 E

 _f _q

24  2 ,06  10 ⁴  115 ,8

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

_hб __hперек . __hб __t

 160

 27

 1,0  132

см.

стр

стр.

наст

наст.

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

w
t  ³ ^Q^max ³

694 ,8
 0 ,68
см;

2 hR_s

2 110

 13 ,9

- из условия обеспечения местной устойчивости стенки балки без укрепления еѐ продольным ребром жѐсткости

t  

 0 ,68

см.

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