Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
конспект
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Конспект лекцій
Предмет:
Металеві конструкції
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Зміст:
Конструкція балкової клітини……………………………………….….……2
Розрахунок стального настилу……………………………………….………2
Розрахунок балки настилу……………………………………………………3
Розрахунок головної балки…………………………………………………..4
Збір навантажень та визначення розрахункових зусиль………………..4
Підбір поперечного перерізу головної балки……………………………5
Перевірка міцності підібраного перерізу головної балки за нормальними та дотичними напруженнями…………………………………………7
Перевірка прогину балки………………………………………………….7
Зміна перерізу по довжині балки…………………………………………7
Перевірка міцності балки за приведеними напруженнями…………..…9
Забезпечення загальної стійкості балки……………………………...…..9
Забезпечення місцевої стійкості елементів балки…………………….…9
Розрахунок з’єднання полиць зі стінкою………………………………..11
Розрахунок опорного ребра………………………………………………12
Монтажний стик балки…………………………………………………...13
Розрахунок прикріплення балок настилу до головних балок………….13
Розрахунок колони…………………………..…………………………….…13
Вибір розрахункової схеми опори…………………………………….…13
Розрахунок стержня колони………………………………………….…..13
Розрахунок колони відносно матеріальної осі х1х1………………….….13
Розрахунок колони відносно вільної осі у1у1…………………………...14
Розрахунок планок………………………………………………………..15
Розрахунок бази колони……………………………………………….....16
Розрахунок оголовка колони………………………………………….…18
Конструювання колони…………………………………………………..19
Конструювання балкової клітини
Приймаємо нормальний тип балкової клітки.
Приймаємо крок балок настилу а=1,04 м.
Кількість балок настилу n=10.
Відповідно до завдання приймаємо поверхове сполучення балок.
Головні балки опираються на наскрізні колони, вітки яких представляють собою прокатні профілі і які з’єднані між собою планками.
Геометрична незмінність конструкцій балкової клітки забезпечується в’язями між колонами в площині кожного ряду колон у двох взаємноперпендикулярних напрямках.
Розрахунок стального настилу
Крок балок настилу а=1,04м=104см.
Корисне нормативне навантаження на настил Рn=34кH/м2.
Відношення прольоту настилу до граничного прогину n0=а/fu=150.
Обчислюємо товщину настилу
,
де ;
- коефіцієнт Пуасона.
Приймаю t=14мм.
Розрахунок балки настилу
Навантаження на балку:
а) нормативне від ваги настилу
,
де g=9.81 – коефіцієнт переходу від маси до ваги,
;
б) погонне нормативне на балку настилу
;
в) розрахункове погонне навантаження
.
Визначаємо зусилля в балці
,
,
.
Балку настилу розраховуємо з урахуванням розвитку пружньопластичних деформацій.
В першому наближенні переріз підбираємо за пружньої роботи матеріалу
,
Ry=240MПа,
.
Із сортаменту приймаємо прокатний двотавр №33 для якого
Wx=597см3,
Ix=9840см4,
Sx=339см3,
h= 330мм,
bf=140мм,
tf=11.2мм,
tw=7мм,
A=53.8см2.
Обчислюємо площу
,
.
Обчислюємо співвідношення .
Приймаємо коефіцієнт с=1,1=с1.
Перевіряємо прийнятий переріз балки:
а) ;
б) ,
де ,
;
в) .
Розрахунок головної балки
Збір навантажень та визначення розрахункових зусиль.
Навантаження на головну балку складаються з зосереджених сил F що передаються від балок настилу і рівномірно розподіленого навантаження qconst яке обумовлене вагою балки.
Величина зосередженого навантаження
,
.
Приймаємо qconst=5 кН/м.
.
Реальне навантаження на балку замінюємо еквівалентним рівномірнорозподіленим в прольоті (рис 4.2).
,
.
Визначаємо зусилля в балці:
;
;
.
Підбір поперечного перерізу головної балки
Головну балку проектуємо зі сталі С255 для якої Ry=230МПа,
.
Розрахунок балки виконуємо за пружньої роботи матеріалу
, де
.
В зв’язку з тим що для найбільшого прокатного двотавра №60 Wx=2560см3, що менше за Wnec=12756см3 то головну балку проектую у вигляді складеного перерізу. Визначаю висоту балки та товщину стінки: ,
,
, приймаю tw=11мм,
, приймаю hопт=100см.
Перевіряємо достатність попередньо прийнятої товщини стінки:
а) при роботі на зсув
,
де ;
б) для забезпечення умови за якої не потрібно стінку балки підкріплювати поздовжніми ребрами жорсткості
.
З урахуванням сортаменту листової сталі остаточно приймаю tw=14мм.
.
Остаточно приймаємо h=100см.
Обчислюємо геометричні характеристики перерізу балки:
а) ;
б) ,
де ;
в) ;
г) ,
де ;
д) , приймаю bf=32см;
е) .
Із умови зварюваності поясу зі стінкою повинна виконуватись умова
.
Перевіряю місцеву стійкість стиснутого поясу
.
Перевірка міцності підібраного перерізу головної балки за нормальними та дотичними напруженнями
Геометричні характеристики перерізу балки (рис. 4.2):
Момент інерції
,
де ,
;
момент опору .
Нормальні напруження в перерізі балки з максимальним згинальним моментом .
Недонапруження .
.
Перевірка прогину балки
,
де .
Зміна перерізу по довжині балки
Зміну перерізу здійснюємо за рахунок зменшення ширини поясних листів на відстані від кожної із опор.
В місцях зміни перерізу поясів обчислюємо зусилля:
;
.
Обчислюємо необхідні геометричні характеристики зміненого перерізу балки:
а) ;
б) ;
в) ;
г) .
Приймаю з урахуванням сортаменту листової сталі:
.
Перевірка міцності балки за приведеними напруженнями
Цю перевірку виконуємо в місці зміни ширини поясних листів на відстані с=1.7м на дію зусиль M1=1604.7кНм, Q1=759.5кН.
.
Обчислюємо напруження:
а) ;
б) ;
в) .
Загальна стійкість балки
Перевіряю умову
Місцева стійкість елементів балки
Стиснутий пояс є стійким оскільки його переріз прийнятий з урахуванням умови стійкості (див п.4.2).
Місцева стійкість стінки забезпечується парними поперечними ребрами жорсткості розташованими з кроком що співпадає з кроком розташування балок настилу
а = 104см і hef = hw=92.8см.
, приймаю bh=100мм.
, приймаю ts=8мм.
Умовна гнучкість стінки
.
Перевірку стійкості стінки виконуємо для ділянки де розташоване місце зміни перерізу поясів балки.
Розрахункова ділянка має розміри: а = 104см; hef = hw = 92.8см.
Визначаємо зусилля в перерізах I і II:
;
;
;
;
;
.
Стискальне нормальне напруження в стінці на рівні поясних швів
.
Середнє дотичне напруження
.
За поверхневого сполучення балок коефіцієнт .
;
сcr = 34.65;
d = 92,8см;
;
.
Критичні напруження:
нормальні
;
дотичні
.
Перевіряю стійкість стінки
.
Розрахунок з’єднання полиці зі стінкою
З’єднання полиці зі стінкою виконуємо автоматичним зварюванням прийнявши зварювальний дріт марки Св-08А, для якого ,
,
.
За таблицею приймаю , .
Оскільки , то шви розраховуємо тільки в перерізі по металу шва.
Необхідний катет поясних швів
,
де .
Згідно з таблицею кf = 8.0мм.
Розрахунок опорного ребра
Необхідна площа перерізу опорного ребра
,
де F = Q = 1128.45кН;
Rp = 327МПа.
bs = bf1 = 21см.
, приймаю ts = 20мм.
Перевіряю стійкість опорної частини балки як умовного стояка таврового перерізу довжиною l = hw = 92.8см і завантаженого опорною реакцією F=1128.45кН.
Геометричні характеристики таврового перерізу стояка:
площа перерізу , де
;
;
радіус інерції .
Гнучкість стояка
. З таблиці я приймаю .
.
Монтажний стик балки
Стик виконуємо зварним прямим швом з повною проваркою з’єднуваних елементів із застосуванням фізичних методів контролю якості шва. Такий шов являється рівноміцним з основним металом і може не розраховуватися.
Розрахунок прикріплення балок настилу до головних балок
При поверховому сполученні балки настилу опираються на головні балки зверху і кріпляться до них за допомогою двох болтів діаметром d=20мм класів точності B і C без розрахунку.
Розрахунок колони
Вибір розрахункової схеми колони
Розрахункове зусилля в колоні .
Геометрична довжина колони
lc=H+d1-(h0+d)=10200+150-(1344+30)=9036мм,
де H = 10.2м = 10200мм,
d1 = 150мм,
h0 = h+h1+t = 330+1000+14=1344мм,
h – висота головної балки,
h1 – висота балки настилу,
t – товщина настилу,
.
Розрахункові довжини колони .
Розрахунок стержня колони
Стежень наскрізної колони проектуємо із двох прокатних профілів з’єднаних між собою планками.
Стержень проектуємо зі сталі С285 з розрахунковим опором Ry=270МПа.
Розрахунок колони відносно матеріальної осі x1 – x1
приймаю і за таблицею знаходжу ;
необхідний радіус інерції перерізу колони ;
необхідна площа перерізу вітки колони
.
Приймаю швелер №40 з такими геометричними характеристиками:
А = 61,5см2,
Ix = 15220см4,
Iy = 642см4,
ix = 15.7см,
iy = 3,23см,
bf = 115мм,
tw = 8мм,
tf = 13.5мм,
z0 = 2.75см.
Гнучкість ;
.
.
Розрахунок колони відносно вільної осі y1 – y1
Приймаємо гнучкість окремої вітки колони на ділянці між планками .
Визначаємо гнучкість стержня колони відносно вільної осі перерізу
.
Радіус інерції
.
Необхідна ширина колони
; де .
Приймаємо b = 42см, що забезпечує зазор між вітками колони
.
Призначаємо розміри планок:
а) ширина , приймаю ds = 26мм;
б) довжина ;
в) товщина , приймаю ts = 8мм.
Геометричні характеристики поперечного перерізу планки:
;
.
Відстань між краями планок , приймаю lв = 96см.
Визначаємо відстані:
а) між осями планок ;
б) між осями віток .
Величина відношення погонних жорсткостей планки і вітки колони
.
;
;
;
;
.
Залежно від і Ry = 270МПа визначаю .
.
Розрахунок планок
Обчислюємо умовну поперечну силу
;
.
Розрахункові зусилля в планці:
а) перерізуюча сила ;
б) згинаючий момент .
Перевіряємо міцність балок на згин за нормальними напруженнями
.
Планки прикріплюються до віток колони кутовими зварними швами ручним зварюванням за допомогою електродів Э42 для яких .
Приймаю , .
.
Обчислюємо геометричні характеристики шва:
;
.
Обчислюємо напруження в перерізі кутового шва:
;
;
.
Розрахунок бази колони
Проектуємо базу з траверсами зі сталі С255 з розрахунковим опором Ry = 230МПа. Розрахункове зусилля N = 2256.9кН.
Фундаменти під колони передбачені з бетону класу В10 з розрахунковим опором Rb = 6.0МПа.
Визначаємо розміри опорної плити в плані:
а) ,
де tтр = 10мм,
с1 = 60мм.
Розрахунковий опір бетону місцевому зминанню ,
де .
;
.
Із конструктивних міркувань ,
де с2 = 80мм.
Остаточно приймаю lпл = 580мм.
Напруження в бетоні під опорною плитою
.
Визначаємо величину розрахункового моменту в опорній плиті бази колони:
;
якщо
;
,
де для відношення .
Розрахунковим є .
Площина опорної плити
, приймаю tпл = 40мм.
Визначаю висоту траверси
tтр = 10мм;
; ;
;
,
приймаю , що відповідає конструктивним вимогам:
;
висота траверси .
Розрахунок оголовка колони.
Розрахункове навантаження на оголовок становить N = 2256.9кН.
Вертикальне ребро оголовка проектуємо з листової сталі С255 з розрахунковим опором Ry = 230МПа; Run = 370МПа;
Rp = 336МПа; .
Визначаємо розміри горизонтальної плити оголовка колони:
товщина плити tпл1 = 25мм;
ширина плити ;
.
Визначаємо розміри вертикального ребра:
товщина ;
;
,
приймаю ts1 = 28см;
;
, приймаю kf = 9мм;
приймаю hs1 = 51см.
Перевіряємо міцність вертикального ребра на зріз
.
Призначаємо розміри горизонтального підтримуючого ребра
ts2 = ts1 = 28мм;
;
, де
r = 15мм.
Катет шва що кріпить вітки колони до плити оголовка
, приймаю кf = 1,1см;
.
Конструювання колони.
Геометрична довжина колони:
;
, приймаю n = 8.
Уточнена відстань між планками:
,
приймаю lb = 813мм, тоді відстань між траверсою і першою знизу планкою буде:
.
Список літератури
СНиП II-23-81*. Стальные конструкции/ Госстрой СССР. – М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1991. – 96с.
Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/ Под общ. ред. Е.И. Беленя. – 6-е изд; перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1986. – 650с., ил.
Клименко Ф.Е., Барабаш В.М. Металеві конструкції: Підручник – Львів: Світ, 1994. – 280с.
Жук Є.В., Гордієнко І.З. Методичні вказівки до виконання курсової роботи з металічних конструкцій “Робоча площадка виробничої будівлі” для студентів спеціальностей ПЦБ всіх форм навчання. Шифр 051-75. Рівне, 1994.
Гордієнко І.З., Романюк В.В. Методичні вказівки для вивчення курсу “Металеві конструкції” студентами спеціальності 7.092101 “Промислове та цивільне будівництво” заочної форми навчання. Шифр 051-95. Рівне, 1998.
Гордієнко І.З. Методичні вказівки для вивчення курсу “Металеві конструкції” студентами спеціальності 7.092101 “Промислове та цивільне будівництво” стаціонарної форми навчання. Шифр 051-98. Рівне, 1999.
05.04.2013 15:04-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора