Расчет и конструирование балочной клетки в металлическом исполнении

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВО «ПГТУ»)

Кафедра «Строительные конструкции и водоснабжение»

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине «Металлические конструкции, включая сварку»

на тему «Расчет и конструирование балочной клетки в металлическом исполнении»

Выполнил: ст.группы СТР-41

Березина М.В.

Проверил: к.т.н., доц. каф.СКиВ

Актуганов А.Н.

Йошкар-Ола

2018 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВЫБОР ТИПА БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ        4

1.1. Расчет стального настила        4

1.2. Расчет балок настила        5

2. РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ БАЛКИ        8

2.1. Подбор сечения главной балки        8

2.2. Расчет изменения сечения балки по длине        11

2.3. Проверка местной устойчивости элементов балки        13

2.4. Расчет стыка балок        16

2.5. Расчет опорного ребра        18

3. РАСЧЕТ КОЛОННЫ        20

3.1. Подбор сечения колонны        20

3.2. Расчет базы колонны        23

3.3. Расчет оголовка колонны        26

1. ВЫБОР ТИПА БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ

1.1. Расчет стального настила

При жестком закреплении сравнительно тонкого настила на неподвижных опорах конструкция настила рассчитывается на прогиб с распором. Размеры настила приближенно вычисляются из условия заданного предельного прогиба по формуле:[pic 1]

[pic 2],  [pic 3]

где  [pic 4] - пролет настила;

[pic 5] - толщина настила;

[pic 6]

[pic 7] - отношение пролета настила к его предельному прогибу (величина, обратная предельному значению относительного прогиба конструкции), для стального настила рабочих площадок производственных зданий при отсутствии крановых путей [pic 8];

[pic 9] - приведенный модуль упругости стали:

 (μ=0,3 - коэффициент Пуассона для стали);[pic 10]

[pic 11] - нормативное значение нагрузки, воспринимаемой настилом.

Настил воспринимает полезную нагрузку и собственный вес.

Принимая пролет настила [pic 12]=а=1м, определим оптимальную толщину настила [pic 13], при проектной нагрузке [pic 14]= 23 кН/м².[pic 15]

  (1 + )=96[pic 16][pic 17]

 = 96, следовательно  =1,04 см => Принимаем  tн=12 мм[pic 19][pic 18]

Для расчета сварного шва, крепящего настил к балке, определяем силу распора по формуле:[pic 20]

где 1,2 - коэффициент надежности по нагрузке для действующей равномерно распределенной нагрузки [pic 21]

Н = 1,2 *  * 2,26 *  * 1,2 = 3,6 кН/см[pic 22][pic 23]

Толщину углового шва, прикрепляющего настил к балкам, при ручной сварке определяем по формуле: [pic 24][pic 25][pic 26]

где [pic 27]=0,9 - коэффициент глубины проплавления шва;

[pic 28]=1 см - длина сварного шва (ширина полоски настила, закрепленной неподвижными шарнирами);

      =18 кН/см2  - расчетное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами;[pic 29]

[pic 30]=1 - коэффициент условий работы сварного шва;

[pic 31]=1 - коэффициент условий работы конструкции

         = 0,22 см  => Принимаем  kf =5мм[pic 33][pic 32]

Аш = 0,5*1 =0,5 см2

1.2. Расчет балок настила[pic 34]

Балка настила рассчитывается как частный случай в виде простой однопролетной балки на двух опорах, которыми на расчетной схеме выступают вспомогательные балки.

Расчетный пролет настила равен шагу балок настила lн = а = 1 м. При нормативной полезной нагрузке pн = 23 кН/м2, принимаем толщину настила tн = 1,2 см. [pic 35]

...