Расчет и конструирование элементов балочной клетки и поддерживающих конструкций. Компоновка конструктивной схемы балочной клетки

Сибирский Федеральный Университет

Институт архитектуры и строительства.

Кафедра:    «Металлические конструкции»

Пояснительная записка к курсовому проекту

Расчет и конструирование элементов балочной клетки и поддерживающих конструкций.

Выполнил: студент ВЗФ

курс 3 специальность ПГС

учебный  шифр: 035 127 У

Ф.И.О.    

Проверил:    

Красноярск 2007

Исходные данные………………………………………………………………………….….3

Компоновка конструктивной схемы балочной клетки………………………………….….3

Расчет стального настила………………………………………………………………….…4

Расчет балки настила………………………………………………………………………....6

Расчет и конструирование главной балки………………………………………………....10

Расчет и конструирование центрально-сжатой колонны………………………………....21

Расчет и конструирование сопряжений……………………………………………………25

Список литературы……………………………………………………………………….…28

Исходные данные:

Балочная клетка нормального типа схема №4

Пролет главной балки -14 м

Вылет консоли главной балки-0,75м

Пролет балки настила-5м

Отметка верха настила-6,5м

Временная нормативная нагрузка-17 кН/м2

Постоянная нормативная нагрузка-0,5 кН/м2

Сопряжение балок- этажное сопряжение.

Компоновка конструктивной схемы балочной клетки

Балки, входящие в состав балочной клетки нормального типа, по характеру работы подразделяются на главные и балки настила.

Расположение балок настила по отношению к главным этажное

Шаг балок настила назначают, исходя из условий полного использования несущей способности настила и балок. Обычно он бывает от 0,6 до 1,6 м при стальном настиле.

Принимаем шаг балок настила в пролете 3-4 1400 мм, в пролете 4-5 13380 мм.

Расчет стального настила

Простейшая конструкция настила состоит из плоского стального листа, уложенного на балки и приваренного к ним.

В качестве расчетной схемы принимаем тонкую длинную пластинку с шарнирно-неподвижным закреплением краев.[1]

За расчетный пролет настила lн принимаем расстояние между балками настила.

При нагрузке 50 кН/м2 прочность стального настила будет обеспечена и его толщину tн определяем по условию жесткости. При этом вертикальный прогиб настила fи=l/120 при пролете l≤1м и fи=l/150 при l=3 м [4 табл. 19]. При 1м<l<3 и fи подчитываем по линейной интерполяции между значениями tи, вычисленным при  l=1м и l=3м.

В качестве листового проката для настила принимаем сталь толстолистовую по ГОСТ 19903-74* и сталь листовую рифленую по ГОСТ 8568-77* (прил.3, табл. 1,2)

Конструктивные требования t_н,min=6 мм.

Исходные данные:

Конструктивная схема настила. Расчетный пролет настила lн=1338 мм. Материал настила -сталь С235  [2, табл.50*]. Вертикальный предельный прогиб fи=lн/125 (подсчитан по линейной интерполяции). Сварка элементов- полуавтоматическая в среде углекислого газа; сварочная проколка- Св-08Г2С [2, табл.55*], положение швов нижнее.

Расчет настила:

Нормативная нагрузка на 1 м2 настила:

Толщина настила при вертикальном предельном прогибе fи=ln/125

. Здесь Е₁=2,26*10⁵МПа.

Настил проектируем из листовой рифленой стали (ГОСТ 8568-77*) tн=8мм; ширина листов 1300 мм.

Растягивающее усилие на 1 см настила

Расчетный катет углового шва, прикрепляющий настил к балке настила: при расчете по металлу шва.

, где

по [2, табл. 34*] при катетах швов ; R_wf=215МПа [2, табл. 56]; [1, табл.6*];

при расчете по металлу границы сплавления;

, где

по [2, табл. 34*] при катетах швов ; R_wz=0,45R_иn=0,45*360=162МПа R_иn=360МПа-временное сопротивление разрыву стали С235 [2, табл. 51]; [2, п.11,2*];

Принимаем катет углового шва, крепящий настил к балкам настила,  [2, табл. 38*].

Общий алгоритм проектирования балок

Проектирование балок любой конструктивной формы включает следующее:

1.  Формирование исходных данных:

-конструктивная форма балки;

-пролет балки l;

-сталь и ее расчетные характеристики: Ry, R₅=0,58Ry,Rр [2, табл. 50*,51*,52*];

-нормативная и расчетные нагрузки, в том числе усилия взаимодействия балки с другими элементами;

-вид сварки балки, положение швов, характеристика сварочных материалов [2, табл. 55*,56*,3];

-предельный относительный прогиб балки [2, табл. 19].

2. Статический расчет балки;

-выбор конструктивной схемы, соответствующей фактическим условиям работы в составе проектируемого объекта;

-определение внутренних силовых факторов.

3.Конструктивный расчет балки:

-компоновка и подбор сечения;

-вычисление геометрических характеристик подобранного сечения;

-проверка и обеспечение несущей способности балки: прочности, общей устойчивости и местной устойчивости элементов;

-проверка жесткости

4. Расчет и конструирование соединений элементов балки и ее сопряжений с другими конструкциями.

Расчет балки настила

Балки настила обычно проектируют прокатными из двутавров по ГОСТ 8239-89 или двутавров с параллельными гранями полок типа Б по ГОСТ 26020-83, которые наиболее удобны в конструктивном отношении.

Исходные данные

Балки настила - прокатные, из двутавров по ГОСТ26020-83, тип.Б, пролет l_бн=5м. Материал- сталь С245 по ГОСТ27772-88* [2, табл. 50*] с Ry=240МПа при t=2…20 мм [2, табл. 51*]; Rs=0,58*Ry=0,58*240=139,2МПа

Вертикальный предельный прогиб балки f_и(5)=l_бн/183 (подсчитан