Курсовая Металлические конструкции. Металлы. Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство российские железные дороги
 Скачать 1.22 Mb.
|
   Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство российские железные дороги Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Дальневосточный государственный университет путей сообщения Кафедра «Строительные конструкции, здания и сооружения» Проектирование стальной балочной клетки КП 08.05.01.к403.04.ПЗ-СО441СУЗ Разработал: Качаев А. А. Преподаватель: Мурый М. А. Хабаровск 2020 Содержание: 1. РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ СТАЛЬНОЙ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ 3 1.1. Вариант 1. Балочная клетка нормального типа 3 1.1.1. Расчет настила 3 1.1.2. Расчет балки настила 7 1.1.3. Высота покрытия по главным балкам и расход стали 10 1.2. Вариант 2. Балочная клетка усложненного типа 10 1.2.1. Расчет настила 10 1.2.2. Расчет балки настила 13 1.2.3. Расчет вспомогательной балки 15 1.3. Сравнение вариантов балочной клетки 19 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВНОЙ СВАРНОЙ ГЛАВНОЙ БАЛКИ 20 2.1. Сбор нагрузки на главную балку 20 2.2. Подбор сечения главной балки 21 2.3. Проверка прочности главной балки 25 2.4. Проверка прогиба главной балки 26 2.5. Определение типа сопряжения вспомогательной и главной балок 27 2.6. Проверка общей устойчивости главной балки 28 2.7. Изменение сечения балки 28 2.8. Проверка прогиба балки с учётом уменьшения её сечения на приопорных участках 31 2.9. Расчет поясных сварных швов 31 2.10. Проверка местной устойчивости сжатой полки балки 33 2.11. Проверка местной устойчивости стенки балки 34 2.12. Расчет опорного ребра главной балки 36 2.13. Расчет болтового соединения в месте примыкания вспомогательной балки к главной 39 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОЛОННЫ СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ 43 3.1. Расчетная длина колонны и сбор нагрузки 43 3.2. Подбор сечения колонны относительной материальной оси Х 44 3.3. Расчет колонны относительной свободной оси Y 45 3.4. Проверка устойчивости ветви относительно оси Yв 48 3.5. Расчет планок 48 3.6. Расчет базы колоны 49 3.7. Расчет оголовка колонны 54 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 57 ПРИЛОЖЕНИЕ А 58 1. РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ СТАЛЬНОЙ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ1.1. Вариант 1. Балочная клетка нормального типа1.1.1. Расчет настилаСбор нагрузки на 1 м2 настила приведен в табл. 1. Таблица 1. Сбор нагрузки на 1 м2 настила
Средний коэффициент надёжности по нагрузке    Принимаем расчетную схему настила (рис.1). Рис.1.1 - Расчетная схема настила 1 – настил; 2 – балка настила; 3 – сварные швы При расчёте настила учитываются следующие особенности его конструкции и работы: 1) сварные швы крепления настила к балкам не дают возможности его опорам сближаться при изгибе. Поэтому в настиле возникают растягивающие цепные усилия Н; 2) защемление настила сварными швами на опорах в запас не учитывают, считая опоры шарнирно неподвижными; 3) изгиб настила происходит по цилиндрической поверхности. Цилиндрический модуль упругости стали определяется по формуле:  .В расчете определяется наибольший пролет полосы настила единичной ширины при заданной толщине листа  и предельном прогибе   В целях экономии стали пролет  следует принимать как можно ближе к  так, чтобы длина главной балки была кратна пролету . Так как величина  зависит от пролета настила , задачу решают попытками, принимая пролет настила в интервале от 0.5 до 2.5 м. Принимаем  В этом случае пролет укладывается 9 раз по длине главной балки: Интерполяцией находим предельный прогиб  , для пролета  :   Далее, по формуле вычисляется наибольший пролет:  Так как  на этом расчет заканчиваем.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 вид:  (рис.2). Рис. 1.2 - Схема балочной клетки нормального типа (1 вариант) 1 - колонна; 2 - главные балки; 3 - балки настила. Проверка прогиба настила. Вначале вычисляется балочный прогиб, то есть прогиб от поперечной нагрузки в середине полосы шириной  м, имеющей цилиндрическую жесткость  , без учета растягивающей силы  :  Прогиб настила с учетом растягивающей силы определяется по формуле: Коэффициент  находится из решения кубического уравнения  Для решения примем  , тогда  ,Где  Тогда:    ; ;прогиб настила  относительный прогиб  предельный прогиб  Так как  проверка прогиба удовлетворяется.Проверка прочности настила. Изгибающий момент с учетом приварки настила на опорах:  .Растягивающая сила   .Проверка прочности полосы настила шириной   Здесь площадь сечения настила  момент сопротивления настила  Расчет сварного шва крепления настила к балке. 1) Расчет по металлу шва Коэффициент глубины провара шва  (2, табл. 34).Коэффициент условия работы шва  (2, п. 11.2).В соответствии с (2, табл. 55) принимаем электроды типа Э42. Расчетное сопротивление металла шва при ручной сварке с электродами Э42  (2, табл. 56). 2) Расчет по металлу границы сплавления Коэффициент глубины провара шва  [2, табл. 34].Коэффициент условия работы шва  [2, п. 11.2*].Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления:  (1, табл.3).Здесь  - нормативное сопротивление проката. Сравнивая полученные величины при расчете по металлу шва и по металлу границы сплавления, находим минимальную из них:  Требуемый катет шва  Принимаем  (2, табл. 38).1.1.2. Расчет балки настилаБалка рассчитывается как свободно опертая, загруженная равномерно распределенной нагрузкой. Пролет равен шагу главных балок  Погонная нагрузка собирается с полосы шириной, равной пролету настила  :а) Нормативная нагрузка  б) Расчетная нагрузка  Изгибающий момент от расчетной нагрузки  Требуемый момент сопротивления  Коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций  в первом приближении.Требуемый момент инерции по предельному прогибу (при пролете  находим  ):  Принимаем двутавр  № 35Б1 ГОСТ 26020-83 ( ).Уточняем коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций  в зависимости от отношения площадей сечения полки и стенки  площадь сечения стенки  Площадь сечения полки   По (2, табл. 66) интерполяцией определяем коэффициент  .Уточняется собственный вес балки и вся нагрузка: а) нормативная   б) расчетная   Максимальный изгибающий момент  Проверка нормальных напряжений:   ;   Условие прочности выполняется с недонапряжением  %Расчетная перерезывающая сила на опоре:  Проверка касательных напряжений на опоре:  ,где   Условие прочности выполняется с большим запасом. Проверку напряжений  в прокатных балках при отсутствии ослаблений опорных сечений не производят, так как условие прочности удовлетворяется из-за достаточной толщины стенки.Проверка прогиба балки:   Проверка удовлетворяется. Проверка общей устойчивости балки. В соответствии с (1, п. 5.16(а)) при наличии стального настила, непрерывно опирающегося на сжатый пояс балки и надежно с ним связанного электросваркой, проверять общую устойчивость балки не требуется. 1.1.3. Высота покрытия по главным балкам и расход стали по первому вариантуВысота балки настила, плюс толщина настила  Расход стали на настил и балки настила:  |
