Реферат: Стальная балочная клетка

--PAGE_BREAK-- — по первому варианту mI=108,93 кг/м2.
— по второму варианту mII=88,72 кг/м2.
Вывод: по расходу стали более экономичен второй вариант. Поэтому к дальнейшему проектированию принимаем второй вариант усложненной балочной клетки. Сопряжение вспомогательной и главной балок может быть поэтажное или в пониженном уровне. Тип сопряжения определится после расчета высоты главной балки.

2.1. Проектирование составной сварной главной балки
Разрезная главная балка загружена сосредоточенными нагрузками. Нагрузки на балку передаются в местах опирания на нее вспомогательных балок. Сосредоточенные силы (G – от постоянной нагрузки и P от временной) подсчитываются по грузовой площади, равной произведению пролетов вспомогательной балки и балки настила:
<shape id="_x0000_i1180" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image298.wmz» o:><img width=«228» height=«24» src=«dopb199592.zip» v:shapes="_x0000_i1180">
Расчетная схема главной балки
Таблица 2.1. – Сбор нагрузки на главную балку G+P
Наименование нагрузки
Нормативная нагрузка,
<shape id="_x0000_i1181" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image300.wmz» o:><img width=«49» height=«24» src=«dopb199593.zip» v:shapes="_x0000_i1181">
<shape id="_x0000_i1182" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image302.wmz» o:><img width=«17» height=«23» src=«dopb199444.zip» v:shapes="_x0000_i1182">
Расчетная нагрузка, <shape id="_x0000_i1183" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image303.wmz» o:><img width=«49» height=«24» src=«dopb199593.zip» v:shapes="_x0000_i1183">
1
Временная нагрузка
<shape id="_x0000_i1184" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image304.wmz» o:><img width=«147» height=«23» src=«dopb199594.zip» v:shapes="_x0000_i1184">
432,9
1,2
519,48
2
Собственный вес настила и балок
<shape id="_x0000_i1185" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image306.wmz» o:><img width=«172» height=«48» src=«dopb199595.zip» v:shapes="_x0000_i1185">
20,93
1,05
21,97
3
Собственный вес главной балки (предварительно принимаем 3% от временной нагрузки)
<shape id="_x0000_i1186" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image308.wmz» o:><img width=«117» height=«23» src=«dopb199596.zip» v:shapes="_x0000_i1186">
12,987
1,05
13,64
Итого G+P
466,817
555,09
Коэффициент <shape id="_x0000_i1187" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image310.wmz» o:><img width=«148» height=«44» src=«dopb199597.zip» v:shapes="_x0000_i1187">
2.1.1. Подбор сечения главной балки
Сечение составной сварной балки состоит из трех листов: вертикального – стенка и двух горизонтальных – полок.
В нашем примере (при пяти грузах в пролете) расчетный изгибающий момент:
<shape id="_x0000_i1188" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image312.wmz» o:><img width=«341» height=«24» src=«dopb199598.zip» v:shapes="_x0000_i1188"> кНм.
Для принятой толщины листов полок tf<shape id="_x0000_i1189" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image314.wmz» o:><img width=«13» height=«16» src=«dopb199599.zip» v:shapes="_x0000_i1189">20 мм расчетное сопротивление стали С245 равно Ry=240 МПа.
Коэффициент условия работы <shape id="_x0000_i1190" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image316.wmz» o:><img width=«48» height=«24» src=«dopb199600.zip» v:shapes="_x0000_i1190"> В первом приближении с1=1,1.
Требуемый момент сопротивления:
WTP=<shape id="_x0000_i1191" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image318.wmz» o:><img width=«271» height=«47» src=«dopb199601.zip» v:shapes="_x0000_i1191">
Высота сечения балки h предварительно определяется по соотношению между hОПТ.W;
hОПТ.f и hmin, где hОПТ.W – оптимальная высота сечения из условия прочности; hОПТ.f. – оптимальная высота сечения из условия жесткости; hmin – высота сечения из условия минимальной жесткости, при обеспечении прочности.
1.          Оптимальная высота балки из условия прочности:
<shape id="_x0000_i1192" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image320.wmz» o:><img width=«332» height=«28» src=«dopb199602.zip» v:shapes="_x0000_i1192">см,
где <shape id="_x0000_i1193" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image322.wmz» o:><img width=«61» height=«45» src=«dopb199603.zip» v:shapes="_x0000_i1193"> - рекомендуемое отношение высоты балки к толщине стенки в пределах kW=125…140. Принимаем kW=125;
2.          Оптимальная высота балки из условия жесткости:
<shape id="_x0000_i1194" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image324.wmz» o:><img width=«333» height=«28» src=«dopb199604.zip» v:shapes="_x0000_i1194">см,
где <shape id="_x0000_i1195" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image326.wmz» o:><img width=«428» height=«45» src=«dopb199605.zip» v:shapes="_x0000_i1195">,
величина n0=232,3 получена для пролета L=18,5 м линейной интерполяцией.
3.          Высота балки из условия минимальной жесткости при обеспечении прочности:
<shape id="_x0000_i1196" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image328.wmz» o:><img width=«288» height=«45» src=«dopb199606.zip» v:shapes="_x0000_i1196">см.
В расчете полученные высоты располагаются в следующем соотношении:
hmin=84см < hОПТ,W=167,99см<hОПТ,f=173,92см.
Применяя правило выбора, выбираем высоту балки: h=hОПТ,W=1680 мм.
Высота главной балки, помимо расчетов, должна соответствовать наибольшей строительной высоте перекрытия согласно заданию:  <shape id="_x0000_i1197" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image330.wmz» o:><img width=«97» height=«24» src=«dopb199607.zip» v:shapes="_x0000_i1197">, где tH – толщина настила. Наибольшая строительная высота перекрытия определяется разностью отметок верха настила и габарита помещения под перекрытием:  hCMAX=8,50-6,80=1,70м.
Так как h=1680 мм < hCMAX – tН=1700-6=1694 мм, оставляем выбранную высоту балки h=1680 мм.
Далее высота стенки hW назначается близкой к высоте балки h в соответствии с шириной листа сортамента универсальной или толстолистовой стали.
Так как наибольшая ширина листа универсальной стали равна 1050 мм, принимаем толстолистовую сталь шириной 1600 мм. С учетом обрезки кромок с двух сторон по 5 мм:
hW=1600 – 10 = 1590 мм.
По ранее принятому коэффициенту kW=125 определяем толщину стенки:
<shape id="_x0000_i1198" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image332.wmz» o:><img width=«163» height=«45» src=«dopb199608.zip» v:shapes="_x0000_i1198">мм. Принимаем tW=14 мм.
Толщину полок назначаем равной tf=22 мм <shape id="_x0000_i1199" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image314.wmz» o:><img width=«13» height=«16» src=«dopb199599.zip» v:shapes="_x0000_i1199"> 3tW=42 мм, тогда полная высота балки оказывается равной: h=hW+2tf=1590+44=1634 мм.
Вычисляем момент инерции стенки:
<shape id="_x0000_i1200" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image334.wmz» o:><img width=«236» height=«44» src=«dopb199609.zip» v:shapes="_x0000_i1200">см4.
Требуемый момент инерции полок:
I­f.тр=Iтр.max-Iw=2065694,6-468962,55=1596732,1 см4;
Здесь наибольший требуемый момент инерции балки Iтр.max определяется по двум значениям из условий прочности и жесткости:
-              из условия прочности:
Iтр=0,5Wтрh=<shape id="_x0000_i1201" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image336.wmz» o:><img width=«216» height=«20» src=«dopb199610.zip» v:shapes="_x0000_i1201">см4;
-              из условия жесткости:
Iтр=1219970,4 см4.
Требуемая площадь сечения полки:
<shape id="_x0000_i1202" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image338.wmz» o:><img width=«276» height=«47» src=«dopb199611.zip» v:shapes="_x0000_i1202"> см2
Толщина полки из условия обеспечения ее местной устойчивости:
<shape id="_x0000_i1203" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image340.wmz» o:><img width=«229» height=«77» src=«dopb199612.zip» v:shapes="_x0000_i1203"> см.
В расчете было принято tf=2,2 см >2,03 см.
Ширина полки назначается равной <shape id="_x0000_i1204" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image342.wmz» o:><img width=«97» height=«45» src=«dopb199613.zip» v:shapes="_x0000_i1204">
Вычисляем <shape id="_x0000_i1205" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image344.wmz» o:><img width=«217» height=«45» src=«dopb199614.zip» v:shapes="_x0000_i1205">
Принимаем bf = 530 мм, что соответствует ширине листа универсальной стали по сортаменту.
Уточняем собственный вес балки по принятым размерам. Площадь поперечного сечения балки:
<shape id="_x0000_i1206" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image346.wmz» o:><img width=«288» height=«24» src=«dopb199615.zip» v:shapes="_x0000_i1206">см2
Вес погонного метра балки:
<shape id="_x0000_i1207" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image348.wmz» o:><img width=«285» height=«24» src=«dopb199616.zip» v:shapes="_x0000_i1207">,
здесь <shape id="_x0000_i1208" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image350.wmz» o:><img width=«97» height=«25» src=«dopb199617.zip» v:shapes="_x0000_i1208"> - удельный вес стали; <shape id="_x0000_i1209" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image352.wmz» o:><img width=«57» height=«21» src=«dopb199618.zip» v:shapes="_x0000_i1209"> - конструктивный коэффициент, учитывающий вес ребер жесткости и сварных швов.
Вес главной балки на участке между вспомогательными балками:
<shape id="_x0000_i1210" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image354.wmz» o:><img width=«211» height=«24» src=«dopb199619.zip» v:shapes="_x0000_i1210">кН.
Уточняются нагрузки на балку, полученные в таблице 2.1:
Нормативная:
<shape id="_x0000_i1211" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image356.wmz» o:><img width=«281» height=«23» src=«dopb199620.zip» v:shapes="_x0000_i1211">кН.
Расчетная:
P+G=519,48+21,97+<shape id="_x0000_i1212" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image358.wmz» o:><img width=«79» height=«20» src=«dopb199621.zip» v:shapes="_x0000_i1212">=555,49 кН.
Уточняются усилия. Изгибающие моменты от нормативных и расчетных нагрузок:
<shape id="_x0000_i1213" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image360.wmz» o:><img width=«401» height=«25» src=«dopb199622.zip» v:shapes="_x0000_i1213">
<shape id="_x0000_i1214" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image362.wmz» o:><img width=«393» height=«25» src=«dopb199623.zip» v:shapes="_x0000_i1214">
Перерезывающая сила на опоре (для пяти грузов в пролете):
<shape id="_x0000_i1215" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image364.wmz» o:><img width=«324» height=«23» src=«dopb199624.zip» v:shapes="_x0000_i1215"> кН.
Геометрические характеристики сечения балки.
Момент инерции:
<shape id="_x0000_i1216" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image366.wmz» o:><img width=«560» height=«75» src=«dopb199625.zip» v:shapes="_x0000_i1216">
Момент сопротивления:
<shape id="_x0000_i1217" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image368.wmz» o:><img width=«245» height=«44» src=«dopb199626.zip» v:shapes="_x0000_i1217">см3.
В зависимости от соотношения площадей полки и стенки Af/AW уточняется коэффициент с1, учитывающий развитие пластических деформаций. В соответствии с СНиП II – 23 – 81* п. 5.18. с1=с.
<shape id="_x0000_i1218" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image370.wmz» o:><img width=«197» height=«45» src=«dopb199627.zip» v:shapes="_x0000_i1218">
Интерполируя по табл. 66 СНиП II – 23 – 81* находим коэффициент с1=с=1,118.
2.1.2. Проверка прочности главной балки
1.          Нормальные напряжения:
<shape id="_x0000_i1219" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image372.wmz» o:><img width=«289» height=«48» src=«dopb199628.zip» v:shapes="_x0000_i1219">МПа > <shape id="_x0000_i1220" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image374.wmz» o:><img width=«115» height=«25» src=«dopb199629.zip» v:shapes="_x0000_i1220">.
Перенапряжение – 6,97 %. Увеличим толщину стенки сечения главной балки tW до 18 мм и произведем расчет заново.
Вычисляем момент инерции стенки:
<shape id="_x0000_i1221" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image376.wmz» o:><img width=«233» height=«44» src=«dopb199630.zip» v:shapes="_x0000_i1221">см4.
Требуемый момент инерции полок:
I­f.тр=Iтр.max-Iw=2065694,6-602951,85=1462742,75 см4;
Здесь наибольший требуемый момент инерции балки Iтр.max определяется по двум значениям из условий прочности и жесткости:
-              из условия прочности:
Iтр=0,5Wтрh=<shape id="_x0000_i1222" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image336.wmz» o:><img width=«216» height=«20» src=«dopb199610.zip» v:shapes="_x0000_i1222">см4;
-              из условия жесткости:
Iтр=1219970,4 см4.
Требуемая площадь сечения полки:
<shape id="_x0000_i1223" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image378.wmz» o:><img width=«285» height=«47» src=«dopb199631.zip» v:shapes="_x0000_i1223"> см2
Толщина полки из условия обеспечения ее местной устойчивости:
<shape id="_x0000_i1224" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image380.wmz» o:><img width=«228» height=«77» src=«dopb199632.zip» v:shapes="_x0000_i1224"> см.
В расчете было принято tf=2,2 см >1,94 см.
Ширина полки назначается равной <shape id="_x0000_i1225" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image342.wmz» o:><img width=«97» height=«45» src=«dopb199613.zip» v:shapes="_x0000_i1225">
Вычисляем <shape id="_x0000_i1226" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image344.wmz» o:><img width=«217» height=«45» src=«dopb199614.zip» v:shapes="_x0000_i1226">
Принимаем bf = 530 мм, что соответствует ширине листа универсальной стали по сортаменту.
Уточняем собственный вес балки по принятым размерам. Площадь поперечного сечения балки:
<shape id="_x0000_i1227" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image382.wmz» o:><img width=«288» height=«24» src=«dopb199633.zip» v:shapes="_x0000_i1227">см2
Вес погонного метра балки:
<shape id="_x0000_i1228" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image384.wmz» o:><img width=«287» height=«24» src=«dopb199634.zip» v:shapes="_x0000_i1228">,
Вес главной балки на участке между вспомогательными балками:
<shape id="_x0000_i1229" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image386.wmz» o:><img width=«212» height=«24» src=«dopb199635.zip» v:shapes="_x0000_i1229">кН.
Уточняются нагрузки на балку, полученные в таблице 2.1:
Нормативная:
<shape id="_x0000_i1230" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image388.wmz» o:><img width=«283» height=«23» src=«dopb199636.zip» v:shapes="_x0000_i1230">кН.
Расчетная:
P+G=519,48+21,97+<shape id="_x0000_i1231" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image390.wmz» o:><img width=«79» height=«20» src=«dopb199637.zip» v:shapes="_x0000_i1231">=557,45 кН.
Уточняются усилия. Изгибающие моменты от нормативных и расчетных нагрузок:
<shape id="_x0000_i1232" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image392.wmz» o:><img width=«403» height=«25» src=«dopb199638.zip» v:shapes="_x0000_i1232">
<shape id="_x0000_i1233" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image394.wmz» o:><img width=«392» height=«25» src=«dopb199639.zip» v:shapes="_x0000_i1233">
Перерезывающая сила на опоре (для пяти грузов в пролете):
<shape id="_x0000_i1234" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image396.wmz» o:><img width=«323» height=«23» src=«dopb199640.zip» v:shapes="_x0000_i1234"> кН.
Геометрические характеристики сечения балки.
Момент инерции:
<shape id="_x0000_i1235" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image398.wmz» o:><img width=«559» height=«75» src=«dopb199641.zip» v:shapes="_x0000_i1235">
Момент сопротивления:
<shape id="_x0000_i1236" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image400.wmz» o:><img width=«255» height=«44» src=«dopb199642.zip» v:shapes="_x0000_i1236">см3.
В зависимости от соотношения площадей полки и стенки Af/AW уточняется коэффициент с1, учитывающий развитие пластических деформаций. В соответствии с СНиП II – 23 – 81* п. 5.18. с1=с.
<shape id="_x0000_i1237" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image402.wmz» o:><img width=«205» height=«45» src=«dopb199643.zip» v:shapes="_x0000_i1237">
Интерполируя по табл. 66 СНиП II – 23 – 81* находим коэффициент с1=с=1,147.
2.1.3. Проверка прочности главной балки
1. Нормальные напряжения:
<shape id="_x0000_i1238" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image404.wmz» o:><img width=«291» height=«48» src=«dopb199644.zip» v:shapes="_x0000_i1238">МПа < <shape id="_x0000_i1239" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image374.wmz» o:><img width=«115» height=«25» src=«dopb199629.zip» v:shapes="_x0000_i1239">.
Недонапряжение – 1,98 % < 5 %, следовательно окончательно принимаем следующие размеры главной балки:
<shape id="_x0000_i1240" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image406.wmz» o:><img width=«351» height=«45» src=«dopb199645.zip» v:shapes="_x0000_i1240">МПа < <shape id="_x0000_i1241" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image408.wmz» o:><img width=«179» height=«24» src=«dopb199646.zip» v:shapes="_x0000_i1241">МПа.
Условие выполняется.
2.1.4. Проверка прогиба главной балки
<shape id="_x0000_i1242" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image410.wmz» o:><img width=«613» height=«51» src=«dopb199647.zip» v:shapes="_x0000_i1242">Условие жесткости балки выполняется.
2.1.5. Определение типа сопряжения вспомогательной и главной балок
Суммарная высота элементов перекрытия: настила, балки настила, вспомогательной и главной балок:
<shape id="_x0000_i1243" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image412.wmz» o:><img width=«353» height=«23» src=«dopb199648.zip» v:shapes="_x0000_i1243">мм.
Ранее была найдена наибольшая строительная высота перекрытия hC,MAX= 1700 мм.
Так как <shape id="_x0000_i1244" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image414.wmz» o:><img width=«203» height=«25» src=«dopb199649.zip» v:shapes="_x0000_i1244">мм, поэтажное сопряжение невозможно. Принимаем сопряжение вспомогательной и главной балок в пониженном уровне.
2.1.6. Проверка общей устойчивости главной балки
В соответствии с п.5.16, а СНиП II – 23 – 81* при наличии стального настила, непрерывно опирающегося на сжатый пояс балки и надежно с ним связанного электросваркой, проверять общую устойчивость балки не требуется.
2.1.7. Изменение сечения балки
С целью экономии металла уменьшаем сечение приопорного участка балки за счет уменьшения ширины поясов на участке балки от опоры до сечения, расположенного на расстоянии, равном 1/6 пролета балки: 18,5:6=3,08 м.
Ширина пояса балки <shape id="_x0000_i1245" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image416.wmz» o:><img width=«19» height=«24» src=«dopb199650.zip» v:shapes="_x0000_i1245"> должна соответствовать ширине листа универсальной стали по сортаменту и быть не менее:
<shape id="_x0000_i1246" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image418.wmz» o:><img width=«59» height=«24» src=«dopb199651.zip» v:shapes="_x0000_i1246">мм; <shape id="_x0000_i1247" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image420.wmz» o:><img width=«64» height=«41» src=«dopb199652.zip» v:shapes="_x0000_i1247">; <shape id="_x0000_i1248" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image422.wmz» o:><img width=«69» height=«24» src=«dopb199653.zip» v:shapes="_x0000_i1248">,
где bf – ширина полки балки в пролете, h – высота главной балки.
<shape id="_x0000_i1249" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image424.wmz» o:><img width=«83» height=«41» src=«dopb199654.zip» v:shapes="_x0000_i1249">мм, <shape id="_x0000_i1250" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image426.wmz» o:><img width=«145» height=«23» src=«dopb199655.zip» v:shapes="_x0000_i1250">мм.
По сортаменту принимаем <shape id="_x0000_i1251" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image428.wmz» o:><img width=«61» height=«24» src=«dopb199656.zip» v:shapes="_x0000_i1251">мм.
Геометрические характеристики сечения балки на приопорных участках:
— площадь сечения:
<shape id="_x0000_i1252" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image430.wmz» o:><img width=«293» height=«25» src=«dopb199657.zip» v:shapes="_x0000_i1252">см2;
— момент инерции:
<shape id="_x0000_i1253" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image432.wmz» o:><img width=«560» height=«75» src=«dopb199658.zip» v:shapes="_x0000_i1253">
— момент сопротивления:
<shape id="_x0000_i1254" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image434.wmz» o:><img width=«243» height=«47» src=«dopb199659.zip» v:shapes="_x0000_i1254"> см3;
— статический момент полки относительно оси x-x:
<shape id="_x0000_i1255" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image436.wmz» o:><img width=«392» height=«25» src=«dopb199660.zip» v:shapes="_x0000_i1255">см3;
— статический момент полусечения относительно оси x-x:
<shape id="_x0000_i1256" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image438.wmz» o:><img width=«397» height=«25» src=«dopb199661.zip» v:shapes="_x0000_i1256">см3.
Расчетные усилия в месте изменения сечения.
Изгибающий момент:
<shape id="_x0000_i1257" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image440.wmz» o:><img width=«616» height=«48» src=«dopb199662.zip» v:shapes="_x0000_i1257">Перерезывающая сила:
<shape id="_x0000_i1258" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image442.wmz» o:><img width=«332» height=«24» src=«dopb199663.zip» v:shapes="_x0000_i1258">кН.
Проверка напряжений:
а) в месте изменения сечения:
— максимальные нормальные напряжения:
<shape id="_x0000_i1259" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image444.wmz» o:><img width=«256» height=«48» src=«dopb199664.zip» v:shapes="_x0000_i1259">МПа < <shape id="_x0000_i1260" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image446.wmz» o:><img width=«120» height=«24» src=«dopb199665.zip» v:shapes="_x0000_i1260">
— нормальные напряжения в стенке под полкой:
<shape id="_x0000_i1261" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image448.wmz» o:><img width=«317» height=«48» src=«dopb199666.zip» v:shapes="_x0000_i1261">МПа;
— касательные напряжения в стенке под полкой:
<shape id="_x0000_i1262" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image450.wmz» o:><img width=«319» height=«48» src=«dopb199667.zip» v:shapes="_x0000_i1262">МПа<<shape id="_x0000_i1263" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image452.wmz» o:><img width=«212» height=«24» src=«dopb199668.zip» v:shapes="_x0000_i1263">;
— приведенные напряжения в стенке под полкой:
<shape id="_x0000_i1264" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image454.wmz» o:><img width=«623» height=«29» src=«dopb199669.zip» v:shapes="_x0000_i1264">б) Напряжения у опоры:
— касательные напряжения на уровне нейтральной оси:
<shape id="_x0000_i1265" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image456.wmz» o:><img width=«557» height=«48» src=«dopb199670.zip» v:shapes="_x0000_i1265">
2.1.8. Расчет поясных сварных швов
Полки составных сварных балок соединяют со стенкой на заводах автоматической сваркой. Сдвигающая сила на единицу длины балки:
<shape id="_x0000_i1266" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image458.wmz» o:><img width=«391» height=«48» src=«dopb199671.zip» v:shapes="_x0000_i1266">
Для стали С245 по таблице 55 СНиП II – 23 – 81* принимаем сварочную проволоку марки Св – 08А для выполнения сварки под флюсом.
Определяется требуемая высота катета kf поясного шва ”в лодочку”.
1. Расчет по металлу шва.
Коэффициент глубины провара шва <shape id="_x0000_i1267" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image460.wmz» o:><img width=«51» height=«23» src=«dopb199672.zip» v:shapes="_x0000_i1267"> [Табл. 34 СНиП II – 23 – 81*].
Коэффициент условия работы шва <shape id="_x0000_i1268" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image462.wmz» o:><img width=«41» height=«23» src=«dopb199673.zip» v:shapes="_x0000_i1268"> [П.11.2 СНиП II – 23 – 81*].
Расчетное сопротивление металла шва Rwf=180 МПа [Табл. 56 СНиП II – 23 – 81*].
<shape id="_x0000_i1269" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image464.wmz» o:><img width=«216» height=«24» src=«dopb199674.zip» v:shapes="_x0000_i1269">
2. Расчет по металлу границы сплавления.
Коэффициент глубины провара шва <shape id="_x0000_i1270" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image466.wmz» o:><img width=«61» height=«23» src=«dopb199675.zip» v:shapes="_x0000_i1270"> [Табл.34 СНиП II – 23 – 81*].
Коэффициент условия работы шва <shape id="_x0000_i1271" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image468.wmz» o:><img width=«52» height=«24» src=«dopb199495.zip» v:shapes="_x0000_i1271">[П.11.2. СНиП II – 23 – 81*]
Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления:
<shape id="_x0000_i1272" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image469.wmz» o:><img width=«261» height=«24» src=«dopb199676.zip» v:shapes="_x0000_i1272">[Табл.3,51 СНиП II – 23 – 81*];
<shape id="_x0000_i1273" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image471.wmz» o:><img width=«251» height=«24» src=«dopb199677.zip» v:shapes="_x0000_i1273">.
Сравнивая полученные величины, находим, что
<shape id="_x0000_i1274" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image473.wmz» o:><img width=«132» height=«24» src=«dopb199678.zip» v:shapes="_x0000_i1274">МПа.
Высота катета поясного шва должна быть не менее
<shape id="_x0000_i1275" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image475.wmz» o:><img width=«377» height=«45» src=«dopb199679.zip» v:shapes="_x0000_i1275">
При толщине более толстого из свариваемых элементов (tf=22 мм) по табл. 38 СНиП II – 23 – 81* принимаем kf= 7 мм.
2.1.9. Проверка устойчивости сжатой полки балки
Устойчивость полки будет обеспечена, если отношение свеса полки bef к ее толщине tf не превышает предельного значения [Стр.34, табл. 30 СНиП II – 23 – 81*]:
<shape id="_x0000_i1276" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image477.wmz» o:><img width=«96» height=«52» src=«dopb199680.zip» v:shapes="_x0000_i1276"> , где расчетная ширина свеса полки bef равна:
<shape id="_x0000_i1277" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image479.wmz» o:><img width=«200» height=«41» src=«dopb199681.zip» v:shapes="_x0000_i1277">мм;
<shape id="_x0000_i1278" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image481.wmz» o:><img width=«132» height=«45» src=«dopb199682.zip» v:shapes="_x0000_i1278">
<shape id="_x0000_i1279" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image483.wmz» o:><img width=«228» height=«53» src=«dopb199683.zip» v:shapes="_x0000_i1279">
Так как <shape id="_x0000_i1280" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image485.wmz» o:><img width=«147» height=«45» src=«dopb199684.zip» v:shapes="_x0000_i1280">устойчивость поясного листа обеспечена.
2.1.10. Проверка устойчивости стенки балки
Для обеспечения устойчивости стенки вдоль пролета балки к стенке привариваются поперечные двусторонние ребра жесткости.
Расстояние между поперечными ребрами при условной гибкости стенки <shape id="_x0000_i1281" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image487.wmz» o:><img width=«61» height=«24» src=«dopb199685.zip» v:shapes="_x0000_i1281">не должно превышать 2hW. Условная гибкость стенки определяется по формуле <shape id="_x0000_i1282" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image489.wmz» o:><img width=«101» height=«51» src=«dopb199686.zip» v:shapes="_x0000_i1282">. Ширина ребра bh должна быть не менее <shape id="_x0000_i1283" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image491.wmz» o:><img width=«83» height=«41» src=«dopb199687.zip» v:shapes="_x0000_i1283">а толщина ребра — <shape id="_x0000_i1284" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image493.wmz» o:><img width=«92» height=«48» src=«dopb199688.zip» v:shapes="_x0000_i1284">.
В расчете проверяется устойчивость участков стенки – пластинок, упруго защемленных в поясах и ограниченных поперечными ребрами. Потеря их устойчивости может произойти от совместного действия нормальных и касательных напряжений. Устойчивость стенки балки проверять не требуется, если при выполнении формулы (33) СНиП II – 23 – 81* условная гибкость <shape id="_x0000_i1285" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image495.wmz» o:><img width=«60» height=«24» src=«dopb199689.zip» v:shapes="_x0000_i1285"> при отсутствии местного напряжения.
Вычисляем условную гибкость <shape id="_x0000_i1286" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image497.wmz» o:><img width=«193» height=«49» src=«dopb199690.zip» v:shapes="_x0000_i1286"> - местная устойчивость стенки обеспечена. Конструктивно вдоль пролета балки к стенке привариваются поперечные двусторонние ребра жесткости под вспомогательными балками с шагом 3,7 м.
Ширина ребра должна быть не менее:
<shape id="_x0000_i1287" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image499.wmz» o:><img width=«247» height=«41» src=«dopb199691.zip» v:shapes="_x0000_i1287">
Принимаем bh=100 мм.
Толщина ребра:
<shape id="_x0000_i1288" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image501.wmz» o:><img width=«288» height=«51» src=«dopb199692.zip» v:shapes="_x0000_i1288">
Принимаем tS = 8 мм.
Поперечные ребра жесткости
2.1.11. Расчет опорного ребра жесткости главной балки
Принимаем сопряжение балки с колонной шарнирным, с опиранием на колонну сверху. Опорное ребро жесткости крепится сварными швами к стенке балки. Нижний торец опорного ребра балки остроган для непосредственной передачи давления на колонну.
Толщина опорного ребра определяется из расчета на смятие его торца:
<shape id="_x0000_i1289" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image503.wmz» o:><img width=«223» height=«48» src=«dopb199693.zip» v:shapes="_x0000_i1289"> м;
где N=RA=1390 кН – опорная реакция; <shape id="_x0000_i1290" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image505.wmz» o:><img width=«160» height=«45» src=«dopb199694.zip» v:shapes="_x0000_i1290"> МПа – расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности [Табл.1, 2, 51 СНиП II – 23 – 81*]; <shape id="_x0000_i1291" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image507.wmz» o:><img width=«77» height=«24» src=«dopb199695.zip» v:shapes="_x0000_i1291"> см – ширина опорного ребра, равная ширине балки на опоре.
Принимаем толщину опорного ребра t=14 мм, а опорный выступ
а=20 мм < 1,5t=<shape id="_x0000_i1292" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image509.wmz» o:><img width=«76» height=«20» src=«dopb199696.zip» v:shapes="_x0000_i1292">мм.
Проверка ребра на устойчивость.
Площадь расчетного сечения ребра:
<shape id="_x0000_i1293" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image511.wmz» o:><img width=«381» height=«52» src=«dopb199697.zip» v:shapes="_x0000_i1293">см2.
Момент инерции:
<shape id="_x0000_i1294" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image513.wmz» o:><img width=«323» height=«44» src=«dopb199698.zip» v:shapes="_x0000_i1294">см4,
где <shape id="_x0000_i1295" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image515.wmz» o:><img width=«321» height=«52» src=«dopb199699.zip» v:shapes="_x0000_i1295">см.
Радиус инерции сечения ребра <shape id="_x0000_i1296" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image517.wmz» o:><img width=«185» height=«47» src=«dopb199700.zip» v:shapes="_x0000_i1296">см.
Гибкость ребра <shape id="_x0000_i1297" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image519.wmz» o:><img width=«160» height=«45» src=«dopb199701.zip» v:shapes="_x0000_i1297">.
Условная гибкость <shape id="_x0000_i1298" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image521.wmz» o:><img width=«271» height=«49» src=«dopb199702.zip» v:shapes="_x0000_i1298">
Коэффициент продольного изгиба по формуле п.5.3. СНиП II – 23 – 81* при <shape id="_x0000_i1299" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image523.wmz» o:><img width=«73» height=«24» src=«dopb199703.zip» v:shapes="_x0000_i1299">:
<shape id="_x0000_i1300" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image525.wmz» o:><img width=«555» height=«48» src=«dopb199704.zip» v:shapes="_x0000_i1300">
Проверка опорного ребра на устойчивость:
<shape id="_x0000_i1301" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image527.wmz» o:><img width=«205» height=«47» src=«dopb199705.zip» v:shapes="_x0000_i1301">МПа < <shape id="_x0000_i1302" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image529.wmz» o:><img width=«80» height=«25» src=«dopb199706.zip» v:shapes="_x0000_i1302">МПа.
Проверка удовлетворяется.
Расчет катета сварных швов крепления ребра к стенке балки (полуавтоматическая сварка)
<shape id="_x0000_i1303" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image531.wmz» o:><img width=«339» height=«48» src=«dopb199707.zip» v:shapes="_x0000_i1303">м,
где (<shape id="_x0000_i1304" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image533.wmz» o:><img width=«131» height=«24» src=«dopb199708.zip» v:shapes="_x0000_i1304"> МПа – получено при расчете поясных швов балки.
При толщине более толстого из свариваемых элементов (толщина стенки t=18 мм) по табл. 38 СНиП II – 23 – 81* принимаем катет шва kf= 6 мм.
2.1.12. Расчет болтового соединения в месте примыкания вспомогательной балки к главной
Сопряжение вспомогательной балки с главной выполняется в пониженном уровне.
При шести грузах в пролете опорная реакция вспомогательной балки равна
<shape id="_x0000_i1305" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image535.wmz» o:><img width=«240» height=«23» src=«dopb199709.zip» v:shapes="_x0000_i1305">Кн.
Принимаем болты нормальной точности (класс точности В), класс по прочности 4.6, диаметром 20 мм. По табл. 58 СНиП II – 23 – 81* определяем расчетное сопротивление срезу болтов для класса по прочности 4.6: Rbs=150 МПа.
Расчетные усилия, которые может выдержать один болт:
а) на срез
<shape id="_x0000_i1306" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image537.wmz» o:><img width=«344» height=«25» src=«dopb199710.zip» v:shapes="_x0000_i1306">
где <shape id="_x0000_i1307" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image539.wmz» o:><img width=«56» height=«24» src=«dopb199711.zip» v:shapes="_x0000_i1307"> - коэффициент условия работы соединения, определяемый по табл. 35 СНиП II – 23 – 81*; nS=1 – число срезов болта;
<shape id="_x0000_i1308" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image541.wmz» o:><img width=«172» height=«44» src=«dopb199712.zip» v:shapes="_x0000_i1308"> см2 – расчетная площадь сечения болта.
б) на смятие
<shape id="_x0000_i1309" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image543.wmz» o:><img width=«371» height=«27» src=«dopb199713.zip» v:shapes="_x0000_i1309">кН,
где Rbp =450 МПа – расчетное сопротивление на смятие для стали при Run=370 МПа по табл. 59 СНиП II – 23 – 81*; <shape id="_x0000_i1310" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image545.wmz» o:><img width=«65» height=«23» src=«dopb199714.zip» v:shapes="_x0000_i1310"> мм – толщина ребра жесткости.
Сравнивая результаты расчетов по пунктам а и б, выбираем меньшее: Nb,min=42,39 кН. Требуемое количество болтов в соединении:
<shape id="_x0000_i1311" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image547.wmz» o:><img width=«184» height=«47» src=«dopb199715.zip» v:shapes="_x0000_i1311">шт.
Принимаем 6 болтов диаметром 20 мм, диаметр отверстия d=22 мм. Размещая болты, назначаем расстояния вдоль и поперек усилия (опорной реакции вспомогательной балки RA): от центра болта до края элемента вдоль усилия а=60,5 мм; между центрами болтов вдоль усилия b=75 мм, от центров болтов до торца балки (поперек усилия) а1=40 мм, что соответствует требованиям табл.39 СНиП II – 23 – 81* по а: (аmin=2d=44 мм, аmax=8t=64 мм); по b: (bmin=2,5d=55 мм, bmax=24t=192 мм); по а1: а1<shape id="_x0000_i1312" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image549.wmz» o:><img width=«13» height=«16» src=«dopb199716.zip» v:shapes="_x0000_i1312">1,5d=<shape id="_x0000_i1313" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«41381.files/image551.wmz» o:><img width=«77» height=«20» src=«dopb199717.zip» v:shapes="_x0000_i1313">мм.
    продолжение
--PAGE_BREAK--

еще рефераты
Еще работы по строительству