Строительство и архитектура \ Металлические конструкции

Выбор и расчет металлических конструкций согласно заданию к курсовой работе, страница 3

Проверка общей устойчивости балки.

где j_б – определяется по [ 1 ], g_с = 0,95.

Общую устойчивость по вышеприведенной формуле можно не проверять, если балка по всей длине закреплена настилом, а при его отсутствии выполняется неравенство:

где l_lf – расстояние между точками закрепления балки из плоскости.

Общая устойчивость балки обеспечена.

6.7. Проверка устойчивости пояса и стенки балки.

Проверка устойчивости пояса.

Устойчивость пояса обеспечена, если:

где l_lf – свес пояса балки.

Устойчивость пояса обеспечена.

Проверка устойчивости стенки.

Первоначально проверяем следующее условие:

Условие не выполняется, следовательно, необходима постановка ребер жесткости и проверка устойчивости стенки.

Предельное расстояние между ребрами:

Принимаем односторонние ребра жесткости с шагом, равным шагу вспомогательных балок ( рис. 6.6 ).

Так как расчет на устойчивость каждого отсека балки при отсутствии местных напряжений следует выполнять по формуле:

Расстановка ребер жесткости.

Рис. 6.6.

Проверим устойчивость двух отсеков:

Опорный отсек.

где x – расстояние от опоры до середины отсека.

Величина критических напряжений зависит от параметра C_cr, который определяется

по [1, табл. 21 ], с использованием параметра d.

Критические касательные напряжения определяются по [1, п. 7.4.].

где m =1,9494 ù отношение большей стороны отсека к меньшей,

d =134,4 см – величина меньшей стороны отсека.

Устойчивость опорного отсека обеспечена.

Следующий отсек.

где x – расстояние от опоры до середины отсека.

Устойчивость следующего отсека обеспечена.

Размеры промежуточных ребер равны:

Назначаем b_h = 110 мм.

Назначаем t_s = 10 мм.

6.8. Расчет опорной части балки.

Возможные решения опорной части балки показаны на ( рис.6.7).

Опорная часть балки.

Рис. 6.7.

При величине a £ 1,5.t_p (рис. 6.7.) требуемая площадь ребра:

где R_p – расчетное сопротивление стали смятию, принимается по [1, табл. 1, 51].

Назначим ширину ребра равной ширине пояса в измененном сечении балки:

b_p = 280 мм. Толщина ребра . Предельное значение ширины выступающей части ребра вычисляется по формуле:

Фактический свес ребра:

Местная устойчивость опорного ребра обеспечена.

При нахождении размеров условного стержня:

Площадь условного стержня:

Условия обеспечения общей устойчивости проверяются по формуле:

Общая устойчивость опорного ребра обеспечена.

При расчете швов зададимся катетом шва k_f = 8 мм, что не меньше k_fmin = 5 мм

[1, табл. 38]. За расчетную длину примем меньшую из двух значений:

- из условия обеспечения прочности по металлу шва:

- из условия обеспечения прочности границе сплавления:

Прочность швов обеспечена. Оставляем ранее принятый катет шва.

6.9. Расчет поясных швов.

Швы, соединяющие пояса со стенкой, рассчитываются на сдвигающую силу, Т, приходящуюся на 1 см длины балки.

m = 2 ù при двухсторонних швах; l_w = 1 см.

Поясные швы примем двухсторонними, сварку – автоматической.

Катет шва проверяется из двух условий:

- из условия неразрушения по металлу шва:

- из условия неразрушения по границе сплавления:

Назначаем k_f = k_fmin = 7 мм. [1, табл. 38].

7. Расчет стыка главной балки на высокопрочных болтах.

В последнее время монтажные стыки сварных балок, чтобы избежать сварки при монтаже, стали выполнять на высокопрочных болтах.

В таких стыках каждый пояс желательно перекрывать тремя накладками с двух сторон, а стенку – двумя вертикальными накладками, площадь сечения которых должна быть не меньше площади сечения перекрываемого ими элемента.

Болты в стыках ставятся на минимальном расстоянии как друг от друга, так и от краёв накладок по [1. Табл. 39.].

Расчет каждого элемента ведут раздельно, а изгибающий момент распределяют между поясами и стенкой пропорционально их жесткости.

Поперечная сила условно полностью передаётся на стенку и принимается распределённой равномерно на все болты, расположенные на полунакладке и на наиболее напряженные крайние болты будет действовать равнодействующая усилий от момента и поперечной силы, и они будут определяться по формуле:

где n – число болтов на полунакладке.

Пример монтажного стыка сварной балки показан на рис. 7.1.

Монтажный стык сварной балки.

Рис. 7.1.

Стык делаем в середине пролета балки, где М = 6628,44 кН.м и Q = 0. Стык осуществляется высокопрочными болтами d = 24 мм из стали 38ХС «селект».

Несущая способность болта, имеющего две плоскости трения:

где R_bh – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта:

R_bun – наименьшее временное сопротивление болта разрыву,

принимается по [ 1, табл. 61 ].

Обработка поверхности пескоструйная или дробеметная.

μ = 0,58 – коэффициент трения, принимается по [ 1, табл. 36 ],

γ_h = 1,02 – коэффициент надежности, принимается по [ 1, табл. 36 ],

A_bn = 3,52 см² – площадь сечения болта нетто, определяемая по [1, табл. 62* ],

γ_b – коэффициент условия работы соединения, γ_b = 0,85, так как разница в номинальных диаметрах отверстия и болта больше 1 мм.

Стык поясов.

Каждые пояс балки перекрывается тремя накладками сечениями 450´16 мм и

2´200´16 мм, общей площадью сечения:

Усилия в поясе определяются по формуле:

Количество болтов для крепления накладок рассчитывается по формуле:

Принимаем 14 болтов.

Стык стенки.

Стенку перекрываем двумя вертикальными накладками сечением 440´1272´8 мм.

Момент, действующий на стенку определяется по формуле:

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:

Находим коэффициент a:

По [2, табл. 7.8] находим количество болтов по вертикали k = 7, и уточненное значение a = 1,55 > 1,33.

Принимаем 7 рядов с шагом 188 мм.

Проверяем стык стенки по формуле:

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты d₀ = 26 мм.

Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка:

Ослаблением пояса можно не учитывать.

Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями:

Принимаем накладки толщиной 18мм,

Оставляем накладки толщиной 18 мм.

9. Расход стали на 1 м² балочного покрытия

Расход стали на 1 м² балочного покрытия приведен в табл. 9.1.

Таблица 9.1.

Расход стали на 1 м² балочного покрытия

Элементы балочной клетки	Формула подсчета	Расход стали, кг/м²
Настил		109,9
Балки настила		14,2
Вспомогательные балки		32,9
Главные балки		62,588
Итого 219,588

1 2 3 4

Скачать файл