Магистерская диссертация на тему: Разработка вариантов балочной клетки. Вариант 1. Балочная клетка нормального типа

Введение

Таблица 1.1 - Сбор нагрузки на 1 м2 настила

Наименование нагрузки

Нормативная нагрузка, кН/м2

Расчетная нагрузка, кН/м2

Временная нагрузка - Р

Собственный вес настила

где удельный вес стали -

Итого q=g+Р

Средняя величина коэффициента надежности по нагрузке:

Принимаем расчетную схему настила:

Сварные швы крепления настила к балкам не дают возможности его опорам сближаться при изгибе. Поэтому в настиле возникают растягивающие цепные усилия Н. Защемление настила сварными швами на опорах в запас не учитывают, считая опоры шарнирно-неподвижными. Изгиб настила происходит по цилиндрической поверхности. Цилиндрический модуль упругости стали определяется по формуле:

МПа.

В расчете определяется наибольший пролет полосы настила единичной ширины при заданной толщине листа tН и предельном прогибе :

В нашем примере после подстановки величин qn и tН в формулу (1) получаем:

В целях экономии стали пролет LН следует принимать как можно ближе к LMAX, так, чтобы длина главной балки была кратна пролету LН. Так как величина n0 зависит от пролета настила LН, задачу решаем попытками, принимая пролет настила в интервале от 0,5 до 2,5 м. Принимаем L=1,85 м. В этом случае пролет LН укладывается десять раз по длине главной балки:

По прил. табл. 1 интерполяцией находим предельный прогиб для пролета

LН =1,85 м:

Далее, по формуле (2) вычисляется наибольший пролет:

Так как принятый пролет настила превышает предельный (LН=1,85 м > LMAX=1,376 м), увеличиваем число пролетов настила на один и получаем:

м

м

Так как LН=1,682 м > LMAX=1,428 м, то увеличиваем число пролетов до 12

м

м

Так как LН=1,542 м > LMAX=1,472 м, то увеличиваем число пролетов до 13

м

м

Так как LН=1,423 м < LMAX=1,511 м, на этом расчет заканчивается.

В целях упрощения крепления балки настила к главной у ее опоры, смещаем на половину шага в пролет первую и последнюю балки настила. Тогда разбивка главной балки на панели будет иметь вид:

Проверка прогиба настила.

Вначале вычисляется балочный прогиб, то есть прогиб от поперечной нагрузки в середине полосы шириной b=1 м, имеющей цилиндрическую жесткость , без учета растягивающей силы Н:

м

Прогиб настила с учетом растягивающей силы Н определяется по формуле

Коэффициент находится из решения кубического уравнения

Для решения примем , тогда

, где

Прогиб настила:

м

Относительный прогиб:

Предельный прогиб:

Так как <, то проверка прогиба удовлетворяется.

Проверка прочности настила.

Изгибающий момент с учетом приварки настила на опорах:

кНм

Растягивающая сила

кН

Проверка прочности полосы настила шириной b=1 м:

кН

Здесь площадь сечения настила

м2,

момент сопротивления настила:

м3

=112,794 МПа < МПа.

Расчет сварного шва крепления настила к балке.

1. Расчет по металлу шва:

- коэффициент глубины провара шва

- коэффициент условия работы шва

В соответствие с СНиП II - 23 - 81* табл. 55 принимаем электроды типа Э42.

Расчетное сопротивление металла шва при ручной сварке с электродами Э42 Rwf =180 МПа

МПа

2. Расчет по металлу границы сплавления:

- коэффициент глубины провара шва

- коэффициент условия работы шва 3

Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления:

Здесь Run=360 МПа - нормативное сопротивление проката

МПа.

Сравнивая полученные величины при расчете по металлу шва и по металлу границы сплавления, находим минимальную из них:

МПа.

Требуемый катет шва:

м

Принимаем Кf=Kfmin=5 мм

Оглавление

- Вариант 1. Балочная клетка нормального типа

- Вариант 2. Балочная клетка усложненного типа

- Вариант 1. Балочная клетка нормального типа. Расчет балки настила

- Вариант 2. Балочная клетка усложненного типа. Расчет балки настила

- Сравнение вариантов балочной клетки

- Проектирование составной сварной главной балки

- Подбор сечения главной балки

- Проверка прочности главной балки

- Повторная проверка прочности главной балки

- Проверка прогиба главной балки

- Определение типа сопряжения вспомогательной и главной балок

- Проверка общей устойчивости главной балки

- Изменение сечения балки

- Расчет поясных сварных швов

- Проверка устойчивости сжатой полки балки

- Проверка устойчивости стенки

- Расчет опорного ребра жесткости главной балки

- Расчет болтового соединения в месте примыкания вспомогательной балки к главной

- Проектирование колонны сплошного сечения

- Расчетная длина колонны и сбор нагрузки

- Подбор сечения колонны

- Проверка устойчивости полки и стенки колонны

- Расчет базы колонны

- Расчет оголовка колонны

- Список литературы...35

Список литературы

2. СНиП 2.01.07 - 85*. Нагрузки и воздействия / Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1996 - 44 с.

3. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов / Под общей ред. Е. И. Беленя. - 6 - е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1985. - 560 с.

4. СНиП 2.03.01 - 84*. Бетонные и железобетонные конструкции / Минстрой России. М.: ЦПП, 1996. - 76 с.

5. ГОСТ 2.105 - 95. ЕСКД. Общие требования к текстовым документам: Введ. 01.07.96. - М.: 1995. - 38 с.

6. Танаев В.А. Проектирование стальной балочной клетки: Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000 - 71 с.: ил.