Пояснительная записка на курсовую работу "Балочная клетка из стали", страница 4

I_min=5/384•0.2747•(780)⁴•10/(2.06•10⁵•3.9)=16479 см⁴.

По сортаменту принимаем двутавр №40 по ГОСТ 8239 – 72 с

I_x=18930 см⁴, W_x=947 см³, средней толщиной полки t= 13 мм, массой одного погонного метра P₁=56.1 кг.

Расход стали по второму варианту в кг/ м²

Элемент балочной клетки	Формула подсчета	Масса, кг
Настил	А•δ•g=1м2•0.012м•7850кг/ м3	94.2
Балка настила	P1/ lф =56.1/0.9	62.33
		Итого: 156.33

Расход стали по вариантам в кг/ м²

Элемент балочной клетки	Первый вариант	Второй вариант
Настил	94.2	94.2
Балка настила	14.05	62.33
Вспомогательная балка	42.76
Итого:	151.1	156.33

3. Расчет швов крепления настила к балкам настила

Расчетом определяется катет шва k_f. Расчет производится на суммарное действие распора H и условной погонной поперечной силы q_fic, которые вычисляются для полосы шириной 1 см [3] по формулам:

H=g_fp•p²/4•[f/l]²•Е₁•t_н,                                                  (3.1);

q_fic=3•7.15•10^-6•(2330-Е/R_y) •(А_f+0.25•А_w) •R_y/с,     (3.2);

 где t_н, Е₁, [f/l], g_fp – те же, что и при расчете настила;

с – пролет балки настила, смотреть рис. 1.2;

А_f, А_w – площадь сжатой полки и площадь стенки балки, к которой крепится настил, см².

Катет шва определяется из двух условий:

из условия разрушения по металлу шва [3]

 k_f=(H+q_fic)/(b _f•l_w•R_wf•g_wf•g_c•m),                (3.3);

из условия разрушения по металлу границы сплавления [3]

 k_z=(H+q_fic)/(b _z•l_w•R_wz•g_wz•g_c•m),                (3.4),

где b_f, b_z – коэффициенты, принимаемые по [1, п. 11.2] b_f=0.7, b_z=1;

g_wf, g_wz – коэффициенты, принимаемые по [1, п. 11.2] g_wf=1, g_wz=1;

R_wf=215МПа – расчетное сопротивление срезу по металлу углового шва, смотреть [1, табл. 55,56];

R_wz=0.45•R_un=0.45•490=220.5 МПа – расчетное сопротивление срезу по металлу границы сплавления, смотреть [1, табл. 3];

m – число швов, принимающих расчетное усилие, в данном случае m=1.

Для расчетных угловых швов в элементах из стали с пределом текучести до 285 МПа следует применять электроды или сварочную проволоку, для которых расчетные сопротивления срезу по металлу шва R_wf не менее чем в 1.1 раза превышают расчетные сопротивления срезу по металлу границы сплавления R_wz, но не превосходят значений R_wz•b_z/b_f.

По формулам (3.1) и (3.2) получаем:

H=1.2•3.14²/4•[1/150]²•2.264•10⁴•1.2=3.575 кН/см;

q_fic=3•7.15•10^-6•(2330-2.06•10⁴/34.5) •

• (0.75•7.3+0.25•12.5•0.49) •34.5/210=0.0428кН/см.

Длина шва принимается равной ширине расчетной полосы настила, т.е. l_w=1 см. Тогда по формулам (3.3) и (3.4) получаем:

k_f=(3.57+0.0428) /(0.7•1•21.5•1•1•1)=0.24 см;

k_z=(3.57+0.0428)/(1•1•24.3•0.85•1•1)=0.19 см.

Назначаем k_f=k_{f min}=7 мм согласно [1, табл. 38]. 

4. Выбор расчетной схемы, сбор нагрузок, определение расчетных усилий главной балки.

Усложненный тип балочной клетки приведен на рис. 4.1, где раскладки балок настила и вспомогательных балок показаны для одной ячейки; связи условно не показаны.

Расчетная схема главной балки зависит от типа сопряжения с колоннами, а также числа опирающихся на нее вспомогательных балок.

При выполнении данной курсовой работы рекомендуется не выбирать жесткое сопряжение с колоннами. При числе вспомогательных балок в пролете более пяти приходим к расчетной схеме рис. 4.2.

                         

Расчетная и нормативная погонная нагрузка на главную балку определяется по формулам согласно [3]:

q_гб=В•(q_q•g_fq+q_p•g_fp),                 (4.1)

q_гб^н=В•(q_q+q_p),                          (4.2)

где q_q, q_p – постоянные временные нагрузки, кН/м²;