Проектирование металлических балочных клеток (стр. 1 из 4)

Министерство образования и науки Украины

Одесская Государственная Академия строительства и архитектуры

Кафедра металлических, деревянных и пластмассовых конструкций

Пояснительная записка

к курсовому проекту по теме:

Проектирование металлических балочных клеток

Выполнила:

т. гр. ПГС-313т

Федорюк Т.А.

Проверил:

Михайлов А.А.

Одесса-2010

Содержание

Задание

Исходные данные для проектирования

1. Компоновка балочной клетки

2. Расчет балок настила

3. Расчет и конструирование главных балок

3.1 Подбор сечения балки

3.2 Выбор сопряжения главных балок с балками настила

3.3 Проверка общей устойчивости балки.

3.4 Проверка местной устойчивости элементов главной балки

3.5 Расчет поясных швов

3.6 Расчет опорных частей балки

3.7 Расчет и конструирование сопряжений балок настила с главными балками

Список литературы

Исходные данные для проектирования:

1. Пролет главных балок L=12,0 м

2. Шаг главных балок l=3,5 м

3. Отметка уровня пола площадки Н=3,5 м

4. Временная длительная нормативная нагрузка gⁿ=12 кН/м²

5. Материал металлических конструкций: сталь С255

6. Тип настила – железобетонная плита.

1. Компоновка балочной клетки

Балочные клетки перекрытий представляют собой плоские системы стержневых элементов опирающихся на вертикальные конструкции зданий и воспринимающих поперечную распределенную нагрузку. Металлические балочные клетки нормального типа включают балки настила (второстепенные балки) по верхнему поясу которых монтируется железобетонный настил перекрытия. Балки настила в балочных клетках данного типа опираются непосредственно на главные балки, которые в свою очередь переедают нагрузку на стены или колонны здания.

На основании исходных данных задания разрабатывается расчетная схема балочной клетки, включающая ее основные размеры: пролета и шага главных балок, шага балок настила, привязку балок настила к осям.

Компоновку балочной клетки нормального типа следует начинать с разбивкисетки осей. Главные балки необходимо располагать в направлении бальшего ее шага, а балки настила – в перпендикулярном направлении.

Шаг а балок настила принимается постоянным:

а=1,5…3,0м при железобетонном настиле.

Принимаем:

Для упрощения и унификации узлов сопряжения балок настила с главными балками, следует стремиться к смещению осей балок настила на половину шага от осей опор главных балок, что приводит к необходимости размещения в торцах балочной клетки дополнительных балок.

2. Расчет балок настила

Определение величин нагрузок действующих на балку:

, кН/м - нормативная нагрузка

, кН/м - расчетная нагрузка

где:

- нормативная постоянная нагрузка от собственного веса настила;

кН/м³ - плотность материала настила (тяжелый железобетон);

и - коэффициенты надежности по нагрузке.

кН/м²

кН/м

кН/м

Определение максимальных усилий в балке, от действующей на нее расчетной нагрузки:

кНм

кН

Определение требуемого момента сопротивления балки:

см³

где:

кН/см² - расчетное сопротивление стали изгибу;

- коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций;

, кНм - максимальный изгибающий момент.

По сортаменту принимаем номер двутавра так, чтобы при этом удовлетворялось условие

.

Принимаем двутавр №24:

см³; см⁴; см³; см.

Проверяем прочность назначенного сечение балки по первой группе предельных состояний:

- нормальные напряжения:

, кН/см²

кН/см² = 24 кН/см²;

Прочность подобранного сечения обеспечена.

Вычислим недонапряжение балки:

Сечение подобрано удовлетворительно.

Жесткость назначенного сечения проверяется по второй группе предельных состояний:

см см

где:

- предельно допустимое значение относительного прогиба;

- нормативная погонная нагрузка на балку, кН/см;

кН/см² - модуль упругости стали.

Жесткость подобранного сечения обеспечена.

Общую устойчивость балок допускается не проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс конструкции и надежно с ним связанный, что имеет место в рассматриваемом случае.

Местная устойчивость элементов прокатных профилей не проверяется, так как она обеспечена при проектировании их сортамента.

3. Расчет и конструирование главных балок.

3.1 Подбор сечения балки.

Определение величины сил, которыми загружается главная балка:

кН

Определение величины опорных реакций и внутренних усилий в главной балке:

кН

- коэффициент, учитывающий собственный вес главной балки, принимаем .

кНм;

кНм;

кНм;

кН;

кН;

кН;

Определяем требуемый момент сопротивления сечения главной балки из расчета в упругой стадии работы материала:

см³

Где:

- максимальный изгибающий момент по длине главной балки;

кН/см² - расчетное сопротивление стали главной балки.

Высота сечения главной балки из условия минимального расхода материала:

см.

Поскольку для курсовой работы сталь с большим модулем не предусмотрена, увязываясь с сортаментом листовой стали окончательно принимаем

см. В соответствии с рекомендуемой гибкостью стенки , ее толщина определяется как

см.

Окончательно принимаем

см.

Проверим прочность стенки при ее работе на срез под действием максимальной поперечной силы: