Образец выполнения КП-1 по МК-1.. Образец выполнения курсового проекта

• Название: Образец выполнения курсового проекта
• Дата: 09.04.2023
• Размер: 0.61 Mb.
• Имя файла: Образец выполнения КП-1 по МК-1..docx
• Тип: Документы; #1049460
• страница: 3 из 11

Компоновка и подбор сечения составной главной балки

Сечение составной главной балки подбираем по первому варианту компоновки балочной площадки. Балку проектируем из стали С 255, имеющей при толщине t ≤ 20 мм с R_y = 240 МПа и R_s = 0,58·R_y=139 МПа = 13,9кН/см². Еѐ предельный прогиб составляет f ≤ (1/400)ℓ.

Масса настила и балок настила g = 1,05 кН/см², собственную массу балки принимаем ориентировочно в размере 1-2 % от нагрузки на неѐ. Максимально возможная строительная высота перекрытия по заданию h_стр. = 1,6 м.
Рисунок 4.3 Расчетные схемы

а - расчѐтная схема главной балки; б – сечение балки Определим нормативную и расчетную нагрузку на балку:

q_n = 1,02(p_n+g_n)·b=1,02(18+1,05)·5=97,2 кН/м

fp n fg
q 1,02 (  p  

 g)  b 1,02

 1, 2  18

 1,05

 1,05   5  115

,8 кН / м

n
Определим расчетный изгибающий момент в середине пролета

ql²

M 

8

115



,8  12 ²

8
 2084
, 4 кН
 м.

Поперечная сила на опоре

ql

Q

2

115 ,8  12



2

 694 ,8 кН.

Главную балку рассчитываем с учетом развития пластических деформаций. Определяем требуемый момент сопротивления балки, первоначально принимая с₁=с =1,1

W_тр 

^Mmax

208440


 7895
, 45
см³ .


^с1 ^Ry C

1,1  24  1

Определяем оптимальную высоту балки, предварительно задав высоту и толщину стенки


 ¹ 

h _{ } l 1, 2 м;

w
t  7 

3  h
мм  7 

3  1200
 10 ,6
мм.

_ 10 _

1000

1000

Сравнив с имеющимися толщинами проката листовой стали, принимаем толщину стенки 10 мм.

^hopt

 k

 1,15

 102 см

Минимальную высоту балки определяем по формуле:

5  с₁ R_yL_{ l}

h 


^ _ q_n

5  1,1  24  1200



 400

 97 , 2
 107 ,6 см.

min

24 E

 _f _q

24  2 ,06  10 ⁴  115 ,8

 
Строительную высоту балки определяем исходя из максимально возможной заданной высоты перекрытия и его конструкции:

_hб _{ h}перек . _{ h}б _{ t}

 160

 27

 1,0  132

см.

стр

стр.

наст

наст.

Сравнивая полученные высоты, принимаем высоту балки больше чем h_min , близкой к h_opt и кратной 100 мм h = 110 см .

Проверяем принятую толщину стенки балки:

- из условия прочности стенки балки на касательные напряжения при опирании с помощью опорного ребра, приваренного к торцу балки

w
t  ³  ^Qmax  ³ 

694 ,8
 0 ,68
см;

2 hR_s

2 110

 13 ,9

- из условия обеспечения местной устойчивости стенки балки без укрепления еѐ продольным ребром жѐсткости

w
t  

 0 ,68

см.

Сравнивая полученную расчетным путем толщину стенки с принятой (10 мм), приходим к выводу, что она удовлетворяет условию прочности на действия касательных напряжений и местной устойчивости.

Размеры горизонтальных поясных листов находят исходя из необходимой несущей способности балки. Для этого вычисляем требуемый момент инерции сечения балки

^Iтр

W  h


тр


2

7895



, 45  110

2
 434250
см⁴ .

Находим момент инерции стенки балки, принимая толщину поясов t_f = 2 см
ℎ_w = ℎ − 2𝑡_f = 110 − 2 · 2 = 106 cm;

𝐼_w =

𝑡_w · ℎ³


w
=

12

1,0 · 106³


12
= 99251 cm⁴.

Момент инерции, приходящийся на поясные листы

 I
^If тр

 I  434250

 99251

 334999

см⁴ .

w
Момент инерции поясных листов балки относительно ее нейтральной оси

2

I  2 A

 ^h_ef 





^{ } ,

f f

 ² 

где А_f – площадь сечения пояса. Моментом инерции поясов относительно их собственной оси ввиду его малости пренебрегаем.

Отсюда получаем требуемую площадь сечения поясов балки:



A
тр ^{2 If}


h
^f 2

ef

2  334999



108 ²
 57 , 44 см² ,

где h_ef = h – t_f = 110 – 2 = 108 cм.

Принимаем пояса из универсальной стали b_f x t_f = 300×20 мм A_f = 60 см², для которой отношение

b_f / h =300 / 1100=1 / 3,66находится в пределах (1/3 – 1/5) рекомендуемого. Уточняем принятый ранее коэффициент учета пластической работы

«с» исходя из:


f

f

f
A  b  t  30  2 ,0  60 cм² ;

w w

w
A  h  t
 106
 1,0  106
см²

^A_{f } 60

A_w 106

 0 ,57

По табл.66 [4] уточняем коэффициент с = 1,11, который практически соответствует ранее принятому значению с = 1,1. Поэтому его оставляем без изменения.

Проверяем принятую ширину (свес) поясов в сечениях, работающих с учѐтом развития пластических деформаций, исходя из их местной устойчивости:

^bef

t<sub>f

</sub> b_f  t

t_f  2
30  1,0


w


2  2

 7 , 25

 0 ,11
^hef

t_w

 0 ,11

108

1,0

 11 ,88 ;

^bef
 7 , 25
 0 ,5
 0 ,5
 14 ,6 .

t_f
Проверяем несущую способность балки исходя из устойчивости стенки в области пластических деформаций балки в месте действия максимального момента, где

Q и τ = 0.




^w 3 ,62 ,










h

w
t

w

₂  ^A_f  ₂

^Mmax

 208440

кН см

 R  h    t ^   ^  24  108


y ef C w
 ^Aw 

 1,0  1,0  0 ,57  0 , 22   221149

кН см,

где α = 0,24 – 0,15·(τ/R_s) – 8,5·10^-3(  _w- 2,2)² = 0,24-8,5·10^-3·(3,62-2,2)² = 0,22.

Устойчивость стенки балки обеспечена.

Подобранное сечение балки проверяем на прочность. Для этого определяем момент инерции и момент сопротивление балки

w f
I I  I

 I  2  b

 t( h

/ 2 ) ²

 99251

 2  30  2  (108

/ 2 ) ²  99251

 349920 

449171

w f

f ef
cм⁴ ,
_{W =} 𝐼 ∙ 2 ₌ 449171 ∙ 2 _{= 8167cm3.}

ℎ 110

Наибольшее напряжение в балке:

_{ } ^Mmax

c₁W
208440



1,1  8167

 23 , 2 кН

 cм 
c^Ry

 24 кН
 cм² .

Подобранное сечение балки удовлетворяет условию прочности. Высота сечения балки принята больше минимальной, поэтому проверку прогиба балки делать не нужно.