Компоновка балочного перекрытия

Содержание

Общие данные

Компоновка балочного перекрытия

2.1 Нормальный тип балочной клетки

2.2 Усложненный тип балочной клетки

2.3 Сравнение вариантов и выбор типа балочной клетки

Проектирование главной балки

3.1 Определение нагрузок

3.2 Компоновка и подбор сечения главной балки

3.3 Изменение сечения главной балки по длине

3.4 Расстановка поперечных ребер. Проверки прочности и жесткости

3.5 Проверка общей устойчивости балки

3.6 Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки балки

3.7 Расчет поясных швов

3.8 Конструирование и расчет монтажного (укрупнительного) стыка на

высокопрочных болтах

3.9 Конструирование и расчет опорной части балки

Проектирование центрально сжатой колонны

4.1 Проектирование стержня центрально-сжатой колонны

4.2 Конструирование и расчет оголовка колонны

4.3 Проектирование опорной плиты

Список используемой литературы

Балочная клетка

Вариант 2980

Исходные данные

Настил - плоский стальной настил;

Материал главной балки ( );

Сопряжение главной балки с колонной - главная балка опирается к колонне

сбоку;

Материал колонны ( );

База колонны Т - база колонны с траверсой;

Система решетки БР – безраскосная

Тип сечения колонны:

Компоновка балочного перекрытия

Проектирование главной балки

Определение нагрузок

Нагрузку на главную балку можно считать равномерно распределенной при

передаче ее через 6 и более балок настила. Собственный вес главной балки

принимается ориентировочно в размере 1-2% от нагрузки на нее. Рассматривается

средняя ячейка балочной клетки.

Погонная нормативная нагрузка на главную балку в балочной клетке нормального

типа:

Погонная расчетная нагрузка на главную балку в балочной клетке нормального

типа:

Изменение сечения главной балки по длине

Определение длины пояса уменьшенного сечения:

Принимаем

Определение изгибающий момент и поперечную силу на расстоянии Х от опоры:

Уменьшенное сечение пояса принимают из условия прочности прямого стыкового

шва на растяжение (в нижнем поясе). Причем расчетное сопротивление стыковых

швов растяжению при физическом контроле качества шва , а при

отсутствии физического контроля

Определение требуемого момента сопротивления сечения:

Определение требуемого момента инерции сечения:

Определение требуемой площади пояса уменьшенного сечения:

Толщина пояса остается постоянной , а ширины определяют:

Уменьшенный пояс принимается из широкополосной универсальной стали,

т. е. согласование с сортаментом

Принятый пояс должен удовлетворять требованиям

:

Принимаем

Определение фактических характеристик уменьшенного сечения:

Проверяем прочность по растягивающим напряжениям в стыковом шве:

условие выполняется, следовательно прочность обеспечена.

Главной балки.

В соответствии с п. 7.10 СНиП II-23-81^x стенку балки следует укреплять

поперечными ребрами жесткости при

Фактически

Следовательно, укрепление ребрами жесткости не применяется.

Расчет поясных швов

Во избежаний больших усадочных напряжений поясные швы следует выполнять

сплошными (непрерывными), одинаковой толщины по всей длине, используя

автоматическую сварку, в положении «в лодочку». Сварочные материалы

выбираются в зависимости от стали по таблице 55^* СНиП:

Марка сварной проволоки по ГОСТ 2246-70^*: Св-08А

Характеристика материалов:

Определение расчетного сечения

Расчетное сечение проходит по металлу границы сплавления.

Определение требуемого катета сварного шва:

где - при двусторонних швах;

- коэффициент глубины провара шва;

- расчетное сопротивление угловых швов условному срезу по границе

сплавления;

- коэффициент условной работы шва, для принятого климатического

района;

- коэффициент условий работы конструкции.

Поскольку толщина наиболее толстого из свариваемых элементов 30мм, то

Принимаем катет шва:

На высокопрочных болтах

Монтажный стык представляет собой сопряжение отдельных частей конструкций

(отправочных элементов). Он необходим тогда, когда масса или размеры балки не

позволяют перевезти и смонтировать ее целиком. Его располагают по середине

пролета, что дает возможность использовать одинаковые отправочные марки. Все

элементы балки при этом соединяются в одном сечении конструкции. Такой стык

называется совмещенным или универсальным.

Расчет каждого элемента балки ведется раздельно, изгибающий момент

распределяют между поясами и стенкой пропорционально их жесткости. Поперечная

сила в середине пролета равна нулю.

Доля изгибающего момента, приходящегося на пояс:

где - момент инерции поясов балки

Доля изгибающего момента, приходящегося на стенку:

где - момент инерции сечение балки:

Принимаем болты М24, диаметр отверстия 26мм,

Задаемся сталью болта 40Х «селент»

Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения

соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом определяется:

Определяем несущую способность одного высокопрочного. болта в соединении,

работающем на сдвиг:

- расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов

где - принимается по таблице 61^* СНиП в зависимости от диаметра резьбы и

марки стали болта

- коэффициент трения, принимаемый по таблице 36^* СНиП в зависимости от

способа обработки соединяемых поверхностей; принимаем дробеструйный способ

обработки двух поверхностей без консервации

- коэффициент надежности, принимаемый по таблице 36^* СНиП в зависимости от

способа обработки соединяемых поверхностей, способа регулировки натяжения

болтов, характера нагрузки и разницы диаметров отверстий и болтов; регулировка

натяжения болта по моменту закручивания гайки

- площадь нетто, определяемая по таблице 62^* СНиП в зависимости от его

диаметра

- коэффициент условной работы соединение, зависящий от количества

болтов, и принимаемый равным при

- количество поверхностей трения соединяемых элементов

Проектирование стыка поясов

Продольное усилие, приходящееся на один пояс:

Определение количества болтов для прикрепления накладок к одному поясу по одну

сторону стыка:

Количество болтов принимается четным, так как их размещают симметрично

относительно стенки балки.

Принимается

При размещении высокопрочных болтов следует учитывать требования, приведенные

в таблице 39 СНиП:

а) расстояние между центрами болтов в любом направлении

б) расстояние от центра болта до края элемента

Размещение болтов по ширине сечения.

Каждый пояс перекрывается тремя накладками. Ширина накладок с внутренней

стороны пояса назначается на меньше свеса пояса (для

пропускания поясных швов) и округляется до :

Принимается: ширина внутренних накладок

ширина наружной накладки

Согласно пункту 11.14 СНиП ослабление сечения поясов балки и накладок с

отверстиями под высокопрочные болты учитывается при статических нагрузках,

если площадь сечения нетто составляет меньше площади брутто.

По краю стыка (сечение 1-1) должно выполняться условие:

где - площадь брутто сечения полки

- площадь нетто сечения полки

где - количество отверстий в сечении 1-1;

условие выполняется.

По краю стыка (сечение 2-2) должно выполняться условие:

где - площадь брутто накладок нетто (в сечении 2-2).

- толщина накладки предварительно принимается

принимается

условие выполняется.

Следовательно принимаем: внутренние накладки 280х16

наружные накладки 600х16

накладки стенки 1500х8

Проектирование стыка стенки

Для стыка стенки принимают такие же высокопрочные болты, что и для стыка

поясов.

Максимальное горизонтальное усилие от изгибающего момента, действующее на

каждый крайний, наиболее нагруженный болт, равно

где - число вертикальных рядов по одну сторону стыка: принимается

- коэффициент, зависящий от количества рядов болтов по вертикали

определяется по таблице. Предварительно расстояние между крайними по

высоте рядами болтов определяется:

Определение коэффициента стыка:

Определение по таблице количества рядов болтов по вертикали :

Определение шага болтов:

Принимается

Уточнение расстояния :

Принимаем болты М24, диаметр отверстия 26мм.

При размещении высокопрочных болтов следует учитывать требования, приведенные

в таблице 39 СНиП:

а) расстояние между центрами болтов в любом направлении

или

б) расстояние от центра болта до края элемента

или

Проверка несущей способности стыка:

условие выполняется, следовательно не изменяем число рядов болтов.

Принимаем

Список используемой литературы

1. СНиП 2-23-81* «Стальные конструкции. Нормы проектирования». –м:ЦИТП Госстроя

СССР, 1990,-96с.

2. Металлические конструкции. Общий курс: учебник для вузов / под общ. ред.

Е.И.Беленя – М: Стройиздат, 1986 г.

3. Расчет стальных конструкций: Справочное пособие, Я.М. Лихтарников и др. –

Киев: Будивильник, 1984 г.

4. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине

«Металлические конструкции» на тему «Балочная клетка», В.А.Кудрявцев.

Содержание

Общие данные

Компоновка балочного перекрытия

2.1 Нормальный тип балочной клетки

2.2 Усложненный тип балочной клетки

2.3 Сравнение вариантов и выбор типа балочной клетки