Курсовая работа
"Расчет и конструирование конструкций балочной клетки"
1 Сравнение вариантов
Рисунок 1 – Схема балочной клетки рабочей площадки
Расчетная ячейка будет находиться в осях 2–3 и Б-В. На пересечении осей будут колонны.
1.1 Первый вариант балочной клетки нормального типа
Рисунок 2 – Схема первого варианта балочной клетки нормального типа
Шаг балок настила определяем исходя из расчета настила. Нагрузка задана и равна 22 кн/м2.
По графику Лейтеса в зависимости от нагрузки и относительного прогиба определяем отношение .
Толщина настила tн = 10 мм. в зависимости от q = 22 кн/м2.
Определяем расчетный пролет Lрасч. = 110*10 = 1100 мм.
;
Т.к. количество шагов n не может быть четным, то принимаем n = 13.
Следовательно а1 = 1100 мм.; а2 = 950 мм.
L = 11*1100+2*950 = 14000 мм.
1.1.1 Расчет балки настила первого варианта
Рисунок 3 – Расчетная схема балки настила первого варианта
Погонная равномерно-распределенная нагрузка на единицу длины балки определяется:
qn = (qвр + qпост)*а1, (1.1)
где qвр = 22 кн/м2;
qпост = 0,785 кн/м2;
а1 = 1.1 м.
qn = (22 + 0,785) * 1.1 = 25,064 кн/м
Расчетная нагрузка на единицу длины балки настила равна:
q = (qвр * γf1 + qпост * f1) * а1, (1.2)
где γf1 – коэффициент надежности по временной нагрузке, равен -1,2;
γf2 – коэффициент надежности по постоянной нагрузке, равен -1,05.
q = (22 * 1,2 + 0,785 * 1,05) * 1.1 = 29,946 кн/м
Определяем максимальный расчетный изгибающий момент в балке настила:
Ммах = (1.3)
Ммах = =134,76 кн*м
Определяем максимальную поперечную силу:
Qmax = (1.4)
Qmax = = 89,838 кн.
Определяем требуемый момент сопротивления балки с учетом упругой работы материала:
WpL =, (1.5)
где Ry – расчетное сопротивление стали, равно 24 кн/см2, для стали С255, t=20 мм [принимаем из СНиП II 23–81* по табл. 51*];
γc – коэффициент условий работы, равен 1.0 [принимается по табл. 7 приложения],
WpL = см3
Принимаем прокатную балку в соответствии с ГОСТ 8239–72*
№33
Wx = 597 см3;
Jx = 9840 см4;
Линейная плотность = 42.2 кг/м
Если разрезные прокатные балки рассчитываются с учетом пластической работы материала, то требуемый момент сопротивления равен:
W = , (1.6)
где с1 – коэффициент, учитывающий развитие пластической деформации, равный 1,12.
W = 501,34 см3
По полученному моменту сопротивления по сортаменту подбираем ближайший номер двутавровой балки ГОСТ 8239 – 72*
№33
Wx = 597 см3;
Jx = 9840 см4;
Линейная плотность = 42,2 кг/м
Производим проверку принятого сечения:
1) по первому предельному состоянию на прочность по формуле:
= ≤ Ry * γi; (1.7)
< 24*1 кн/см2
22,57 < 24 кн/см2 –условие выполняется
2) по второму предельному состоянию по деформациям.
Относительный прогиб балки должен быть менее или равен продольному
; (1.8)
где qn – нормативная погонная нагрузка;
Е – модуль упругости стали, равен 2,06 * 104 кн/см2
J – момент инерции балки
[] – предельный прогиб, равен
0,003 ≤ 0,004 – условие выполняется
1.2 Второй вариант балочной клетки нормального типа
Рисунок 4 – Схема второго варианта балочной клетки нормального типа
По графику Лейтеса в зависимости от нагрузки и относительного прогиба определяем отношение
Толщина настила tн = tн+ 2 мм = 12 мм.
Определяем расчетный пролет Lрасч. ............
