Определение расчетного пролета и нагрузок на главную балку. Компоновка сечения, проверка прочности и общей устойчивости

Министерство Общего и Профессионального Образования Российской Федерации

Новосибирский Государственный Архитектурно – Строительный

Университет

                                                                                                 кафедра металлических конструкций

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Выполнил :             

гр. 328

Проверил :

-  Новосибирск 2002 –

Содержание :

Введение

1. Компоновочное решение
2. Порядок проектирования балок и колонн
3. Расчет и конструирование балок

3.1  Вспомогательные балки

3.2  Глазные балки

3.2.1  Определение расчетного пролета и нагрузок на главную балку

3.2.2  Силовой расчет

3.2.3  Компоновка сечения, проверка прочности и общей устойчивости

3.2.4  Изменение сечения главной балки

3.2.5  Проверка общей устойчивости и деформативности балок

3.2.6  Расчет поясных швов, опорных частей балок, узлов сопряжений балок

4. Расчет и конструирование колонн

4.1  Выбор расчетной схемы

4.2  Компоновка сечения сплошностенчатой колонны

4.3  Проверка сечения сплошностенчатой колонны

4.4  Компоновка сечения сквозной колонны

4.5  Проверка сечения сквозной колонны

4.6  Конструирование и расчет оголовка колонны

4.7  Конструирование и расчет базы колонны

4.8  Подбор сечения связей по колоннам

Литература

Приложение

             Введение.

Расчетно – графическое упражнение (РГУ) по металлическим конструкциям является разновидностью реального проектирования на основе упрощенных исходных данных.

Целями РГУ являются:

• освоение методики компоновки простейших сооружений, выполняемых в металле;
• решение вопросов, связанных с выбором сталей и расчетных схем элементов проектируемого сооружения, проведением  силовых и конструктивных расчетов для обеспечения требуемой прочности, устойчивости, жесткости.
• Освоение методики конструирования элементов здания или сооружения, их узлов и сопряжений.

Темой РГУ являются сооружения, включающие в свой состав балочную клетку, колонны и связи. Это – рабочие площадки производственных зданий, мостовые переходы для пешеходного движения, акведуки и др.

Упражнение состоит из графической части, включающей компоновочное решение сооружения, конструктивные решения элементов, узлов сопряжений и пояснительной записки к графической части.

1.  Компоновочное решение

Проектирование здания или сооружения начинается с разработки компоновочной схемы, в которой за основу, как правило, принимают балочную клетку нормального типа, опирающуюся на центрально – сжатые колонны. Неизменяемость клетки в плоскости главных балок обеспечивается либо прикреплением этих балок к зданию или сооружению, либо устройством жесткого примыкания колонны к фундаменту в этой плоскости. В плоскости, перпендикулярной главным главным балкам, неизменяемость клетки обеспечивается постановкой связей по колоннам, т.е. созданием диска.

Шаг вспомогательных балок «а» зависит от типа настила балочной клетки.

При железобетонном настиле толщиной 10-20см можно принимать а=1.5-2.5м. При стальном настиле толщиной 6-12мм – а=1.5 – 2.5м. Задаемся стальным настилом а=2.4 м.

2.  Порядок проектирования балок и колонн

3.  Рачет и конструирование балок

3.1  Вспомогательные балки

3.1.1  Сбор нагрузок производится в табличной форме. Нагрузка, действующая на вспомогательные балки и все нижележащие конструкции, состоит из постоянной «p» и временной(полезной) «q» нагрузок. Постоянная нагрузка (собственный вес пола, настила, стальных несущих конструкций) определяется в ходе проектирования. Временная нагрузка – это технологическая нагрузка (вес оборудования, различных материалов, вес от скопления людей и т.п.) приводится в задании на проектирование. Нагрузка на вспомогательные балки принимается равномерно распределенной с интенсивностью (p+q) кН/м². Зная ширину грузовой площадки для этих балок «a», равную шагу балок, можно определить погонную нагрузку g=(p+q)*a. Полезная нагрузка на вспомогательные балки пешеходных мостов определяется аналогично. При загружении снеговой нагрузкой пешеходных мостов принимается коэффициент сочетаний равный 0.9 для нагрузок от людей и снега.

Для полезной нагрузки в РГУ можно принимать γ_ƒ – коэффициент надежности по нагрузке равным 1.2.

Сбор нагрузки на 1м²

N П/п Наименование нагрузки Нормативное значение нагрузки, кН/м2 γƒ Расчетное значение нагрузки, кН/м2 1. 2. 3. А.  Постоянные нагрузки Пол асфальтобетонный t = 40 мм; γ = 18 кН/м3 Монолитная железобетонная плита γ = 25 кН/м3 Собственный вес вспомогательных балок q = 0.02 кН/м2 0.72 2 0.02 1.2 1.2 1.1 0.85 2.4 0.02 4. Б.  Полезная нагрузка 24 1.2 28.8 5. ИТОГО 26.74 32.07

Выбор класса стали

По проложению 1 таблицы N50 СНиП  II-23-82 определяем класс стали:

Для статических нагрузок - группа вторая.

С₃₄₅ – низколегированная сталь.

Определение прочности стали.

По таблице 51* определяем расчетный предел текучести R_y=3400 кг/см² = 340 Мпа.

R_s – расчетное сопротивление на срез.   R_s = 0.58 × R_y = 1972 кг/см².

q^норм.= å(p+q)^норм. × a ;  кН/м             q^норм.= 26.74 × 2.4 = 64.17 кН/м ; 

q^расч.= å(p+q)^расч. × a ;  кН/м               q^расч.= 32.07 × 2.4 = 76.97 кН/м ;

Расчетная схема второстепенной балки.

M_max= (q×B²)/8 ;                Q = (q×B)/2 ;

M_{max,норм.} = (64.17 × 6²) / 8 = 288.79 кН×м ;

M_{max,расч.} = (76.97 × 6²) / 8 = 346.36 кН×м ;

Q_{max,норм.} = (64.17 × 6) / 2 = 192.51 кН ;

Q_{max,расч.}  = (76.97 × 6) / 2 = 230.91 кН ;

3.1.2  После определений значений расчетной нагрузки на вспомогательные балки производится их силовой расчет – строятся эпюры изгибающих моментов «М», поперечных сил «Q», определяется опорные реакции «V».

Конструктивный расчет второстепенной балки

3.1.3  Назначается тип сечения вспомогательных балок и сталь для них. В РГУ рекомендуется эти балки выполнять прокатного двутаврового