Металлические конструкции

Курсовой проект - Разное

Другие курсовые по предмету Разное

Для того чтобы скачать эту работу.
1. Подтвердите что Вы не робот:
2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



з трех листов: вертикального - стенки и двух горизонтальных - полок .

Максимальный расчетный изгибающий момент и максимальная перерезывающая сила определяем с учётом собственного веса главной балки, умножением расчетным значений на коэффициент =1,02 .

Рис. 12

 

;

Мрасч=3956,4 кНм;

Мmax=1,023956,4=4074,68 кНм;

Qрасч=2*565,2=1130,4 кН;

Qmax=1,021130,4=1164,3 кН;

Найдём требуемый момент сопротивления по формуле:

;

где с =1,1

Рис. 13

Определим минимально допустимую высоту балки

Определим оптимальную высоту балки, соответствующую наименьшему расходу стали:

;

k=1,2;

;

- вычисляется по эмпирической формуле:

Принимаем tw=12мм

Принимаем высоту главной балки .

Из условия среза определяем минимальную толщину стенки (без учёта работы поясов)

Принимаем толщину стенки 10 мм.

 

Чтобы обеспечить местную устойчивость стенки без укрепления продольными рёбрами жёсткости необходимо чтобы , т.е. должно выполняться условие:

 

 

;

1>0,78=>не требуется укрепление стенки дополнительными ребрами.

Подбор сечения поясов

Требуемый момент инерции сечения

Момент инерции стенки:

Рис. 14

Требуемый момент инерции полок:

Jf тр = Jтр - JW ;

Jf тр =1003236-166698=836538 см4;

Требуемая площадь сечения полки:

 

 

 

 

Пусть =53 см

tf=Af/ bf=102,12/53≈20 мм.

Уточним площадь сечения полки:

Af= bf tf=532=106 см2.

Для обеспечения устойчивости сжатого пояса балки необходимо выполнение условия:

bef=(bf-tw)/2=(530-10)/2=260;

13 устойчивость сжатого пояса обеспечена.

6.2.Проверка прочности

 

Момент инерции:

Момент сопротивления:

Статический момент:

;

R с = 1,1 24 = 26.4 кН/см2

25,29 26,4 - условие прочности выполняется.

Выбираем листовой прокат для поясов 530х20х14000, для стенки 1300х10х14000.

 

Т.к. пролет 14 м, то экономически целесообразно уменьшить сечение балки. Уменьшение сечения будем делать на расстоянии 1/6 пролета балки от опоры, т.е. х=2,33 м.

Рис. 15

С учетом собственного веса главной балки М/=1,022306=2352,12 кНм.

Определим требуемый момент сопротивления и момент инерции измененного сечения, исходя из прочности сварного стыкового шва, работающего на растяжение.

Принимаем пояс шириной 400 мм.

Уточним площадь сечения полки:

Af1= bf1 tf=402=80 см2.

 

Рис. 16

 

Геометрические характеристики сечения балки

Момент инерции

Момент сопротивления

Статический момент

18,6<22,44 кН/см2 -условие прочности выполняется.

Максимальное касательное напряжения в балке

RS с = 0,58241,1=15,3 кН/см2

10,06<15,3- проверка выполняется.

 

6.3. Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов главной балки

 

Проверим устойчивость стенки и определим необходимость постановки ребер жесткости. Условная гибкость стенки определяется по формуле

.

4,3>3,2 => необходимо укрепление стенки ребрами жесткости.

Выполняем постановку рёбер жёсткости в местах передачи нагрузки от вспомогательной балки на главную.

Рис. 17

Ширина ребер :

Принимаем bh = 90 мм.

Толщина ребра

Принимаем tS = 7 мм.

Балка разбита на пять отсеков.

Проверка устойчивости стенки в первом отсеке.

Проверка выполняется в сечении расположенном на расстоянии 0,96 от первого ребра жесткости, т.е. на расстоянии х1=1,75-1,26=0,49 м от опоры.

 

Площадь сечения балки в этом отсеке:

А=1126+2402=286 см2;

Нагрузка от веса балки:

М1=qx(l-x)/2=2,2451,75(14-1,75)/2=24,06;

М1=1130,4*1,75=1978,2 кН*м

МI=24,06+1978,2=2002,26 кНм;

М2=qx(l-x)/2=2,2450,49(14-0,49)/2=7,43;

М2=1130,4*0,49=553,896

МII=7,43+553,896=561,326 кНм;

Мср=(2002,26+561,326)/2=1281,79 кНм;

Нормальные и касательные напряжения

а) нормальные

;

б) касательные

Qср=1164,31кН;

Критические нормальные напряжения

;

тогда по табл.21 СНиП II-23-81*

=33,32;

Критические касательные напряжения

Проверка устойчивости стенки

.

проверка в первом отсеке выполняется.

Проверка устойчивости стенки балки во втором отсеке

Проверка выполняется в сечении расположенном на расстоянии 0,96 от второго ребра жесткости, т.е. на расстоянии х2=5,25-1,26=3,99 м от опоры.

Площадь сечения балки в этом отсеке:

А=1*126+253*2=33 см2;

Нагрузка от веса балки:

М1=qx(l-x)/2=2,65*5,25(14-5,25)/2=60,87;

М1=1130,4*5,25-565,2*3,5=3956,4

МI=60,87+3956,4=4017,27 кНм;

М2=qx(l-x)/2=2,653,99(14-3,99)/2=52,92;

М2=4510,296-1266=3244,3

МII=52,92+3244,3=3297,2 кНм;

Мср=(4017,27+3297,2)/2=3657,2 кНм;

 

Нормальные и касательные напряжения

а) нормальные

;

Рис.19

б) касательные

Qср=582,16кН;

Критические нормальные напряжения

;

тогда по табл.21 СНиП II-23-81*

=33,75;

Критические касательные напряжения

Проверка устойчивости стенки

.

проверка во втором отсеке выполняется.

Проверка устойчивости стенки балки в третьем отсеке

Проверка выполняется в сечении расположенном на расстоянии 0,96 от третьего ребра жесткости, т.е. на расстоянии х2=8,75-1,26=7,49 м от опоры.

Площадь сечения балки в этом отсеке:

А=338 см2;

Нагрузка от веса балки:

q=2.65

М1=qx(l-x)/2=2.65*8.75(14-8.75)/2=60.87;

М1=3956,4кН*м

МI=60,87+3956,4=4017,27 кНм;

М2=qx(l-x)/2=2,657,49(14-7,49)/2=64,6;

М2=3956,4кН*м

МII=64,6+3956,4=4021 кНм;

Мср=(4017,27+4021)/2=4019 кНм;

Нормальные и касательные напряжения

а) нормальные

;

б) касательные

Qср=0;

Критические нормальные напряжения

;

тогда по табл.21 СНиП II-23-81*

=33,75;

Критические касательные напряжения

Проверка устойчивости стенки

.

проверка в третьем отсеке выполняется.

 

6.4. Расчет поясных сварных швов.

 

Полки составных сварных балок соединяют со стенкой на заводе автоматической сваркой. Сдвигающая сила на единицу длины

Для стали С245 по табл. 55* СНиП II-23-81* принимаем электроды Э-42.

Определим требуемую высоту катета Кf поясного шва "в лодочку".

1. Расчет по металлу шва.

Коэффициент глубины провара шва f =0,9 (СНиП II-23-81*, табл.34)

Коэффициент условия работы wf = 1 (СНиП II-23-81*, пп. 11.2)

Расчетное сопротивление металла R wf =180 МПа(СНиП II-23-81*, табл.56)

f wf R wf = 0,9 118= 16,2 кН/см2

2. Расчет по металлу границы сплавления.

Коэффициент глубины провара шва z =1,05 (СНиП II-23-81*, табл.34)

Коэффициент условия работы wz = 1 (СНиП II-23-81*, пп. 11.2)

Расчетное сопротивление металла R wz =0,45 R un = 0,45 370 = 166,5 МПа

z wz R wz = 1,05 116,65 = 17,48 кН/см2

Сравнивания полученные величины, находим

( w R w)min = 16,2 кН/см2

Высота катета поясного шва должна быть не менее

=>

kf ≥ 3 мм

По толщине наиболее толстого из свариваемых элементов (tf = 20мм) по табл. 38 СНиП II-23-81*, принимаем kf = 6 мм.

 

6.5.Конструирование и расчет опорной части балки

 

Принимаем сопряжение балки с колонной примыканием сбоку. Конец балки укрепляем опорными ребрами. Опорное ребро жесткости крепится сварными швами к стенке балки. Нижний торец опорного ребра балки остроган для непосредственной передачи давления на колонну.

Определим площадь сечения ребра на смятие торцевой поверхности:

;

Rр=327 МПа=32,7 кН/см2;

 

Принимаем ширину ребра bр=36 см => tр=34,57/36=0,96 см.

Принимаем tp=10мм.

Уточним площадь сечения ребра:

Ар=136=36 см2.

Выступающую часть ребра принимаем a=15 мм.

Проверка ребра на устойчивость.

Ширина участка стенки, включенной в работу опорной стойки:

Рис. 21

Aw=Aр+twbw=36+119=55 см2;

Радиус инерции сечения ребра ;

Гибкость ребра =>

=0,9745(СНиП II-23-81*,табл.72)

Проверка опорного ребра на устойчивость:

19,6<24 кН/см2.

Рассчитаем прикрепление опорного ребра к стенке балки сваркой электродами Э-42 (табл. 55* СНиП II-23-81*). По табл. 56* СНиП II-23-81* принимаем Rwf=180 МПа=18 кН/см2, Rwz=0,45Run=0,45360=162МПа=16,2 кН/см2,