Краткие методические указания.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное бюджетное образовательное учреждение Саратовской области среднего профессионального образования

«Саратовский архитектурно-строительный колледж»

Расчёт стальной составной балки

Методическое пособие по дисциплине «Основы проектирования строительных конструкций» для студентов специальности 270802Строительство и эксплуатация зданий и сооружений"

Содержание

1. Общие методические рекомендации

2. Расчет и конструирование балки

2.1. Исходные данные

2.2. Определение расчетных нагрузок и усилий

2.3. Компоновка сечения балки

2.4. Окончательный расчет балки

Приложение 1 (справочное)

Таблица 1.1 Коэффициенты условий работы элементов стальных конструкций

Таблица 1.2 Предельные относительные прогибы ( ) изгибаемых элементов металлических конструкций

Приложение 2 (справочное)

Таблица 2.1 Нормативные и расчетные сопротивления проката конструкций зданий и сооружений

Таблица 2.2 Сталь прокатная толсто-листовая (выборка из ГОСТ 19903-70*)

Таблица 2.3 Сталь широкополосная универсальная (по ГОСТ 82-70*)

Приложение 3 (справочное)

Таблица 3.1 Материалы для сварки, соответствующие маркам стали, и сопротивления сварных швов

Таблица 3.2 Коэффициенты и для сталей с пределом текучести до 580 Мпа

Таблица 3.3 Минимальные катеты угловых швов , мм Таблица 3.4 Определение сечения, по которому необходимо рассчитать соединения с угловыми швами для металлических конструкций

Расчет и конструирование балки составного сечения.

Краткие методические указания.

Проектирование, составных балок выполняют в два этапа: на первом компонуют и подбирают сечение, на втором - проверяют прочность и устойчивость балки в целом и ее элементов, а так же жесткость балки.

Основной размер сечения балки - высота определяется исходя из 3-х условий.

Из условия илименьшего расхода стали оптимальная высота балки определяется по формуле:

Где: - требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки;

- предварительная толщина стенки, мм.

Здесь - высота сечения балки, 1 – пролёт балки, м; k – коэффициент, равный для сварных балок постоянного сечения 1,2 ... 1,15.

Из условия обеспечения жесткости минимальная высота балки по формуле:

где: - средний коэффициент надежности по нагрузке, равный - для временной нагрузки;

- предельный относительный прогиб балки, (табл. 1.2.)

П0

Назначаемая окончательная высота балки должна быть близкой к (обычно на 5-10% .меньше полученного по ф-1) не менее и не выше заданной строительной высоты перекрытия

После установления высоты балки определяют минимальную толщину стенки из условия:

где: k = 1.5 - при работе на срез без учета поясов и k = 1.2 - с учетом работы поясов; приближенно = h- (2...5см) при h = 1 ...2.5 м.

Если будет отличаться более чем на 2 мм от предварительной в ф-1, то следует назначить и скорректировать значение . Рекомендуемые толщины стенки балки: 8-12 мм кратно 1 мм, при большей толщине стенки, необходимо учитывать, что ее местная устойчивость обеспечивается при условии:

Установив размеры стенки, определяют:

Момент инерции полок по формуле:

где - момент инерции симметричной балки.

Площадь сечения полки по формуле:

где: - расстояние между центрами тяжести полок ( )

Задавшись толщиной полки (16-40мм), находят ее ширину . Назначая размеры элементов балки, желательно их согласовывать с размерами сортамента (табл. 2.2 и 2.3) по ГОСТ.

Кроме того, рекомендуется выдерживать в пределах 1/3... 1/5 высоты балки h. Для стали с пределом текучести МПА наибольшее отношение принимают не более 30 из условия равномерного распределения напряжений по ширине пояса (полки).

Назначив сечения стенки и полок, вычисляют фактически значения геометрических характеристик по формулам:

- плошадь поперечного сечения

- статический момент полусечения

- момент инерции

- момент сопротивления

Далее вьшолняют проверки принятых размеров сечения по условиям:

- прочность по нормальным напряжениям: без учета пластических деформаций.

при учете пластических деформаций

где: - коэффициент принимаемый по табл. 66 [4].

- прочности по касательным напряжениям:

- прогиба балки:

Проверка прочности поясных швов, а также местной устойчивости сжатого пояса и стенки и общей устойчивости балки покажем на примере.