Методичні вказівки icon

Методичні вказівки




Скачати 498.19 Kb.
НазваМетодичні вказівки
Сторінка1/4
Дата03.07.2012
Розмір498.19 Kb.
ТипРозрахунок
  1   2   3   4


Міністерство освіти і науки України

Харківська державна академія міського господарства


Методичні вказівки

для виконання розділу дипломного проекту і курсового проекту “Балочна клітка і колони робочого майданчика”

з дисципліни “ Металеві конструкції “


Частина І

Розрахунок і конструювання елементів балочної клітки

(для студентів денної і заочної форм навчання

спец. 7.0921.01 - “Промислове та цивільне будівництво")





Харків — ХДАМГ — 2002

Методичні вказівки для виконання розділу дипломного проекту і курсового проекту “Балочна клітка і колони робочого майданчика” з дисципліни “ Металеві конструкції “(для студентів денної і заочної форм навчання спец. 7.091.01 - Промислове та цивільне будівництво”).Укл. В.А.Мазур. - Харків: ХДАМГ, 2002.


Укладач: к.т.н., доц. кафедри В.А. Мазур.


Рецензент: доц., к.т.н. В.М. Рудаков.


Рекомендовано кафедрою будівельних конструкцій, (протокол № 1 від 30.08.2002 р.)


Вступ


Методичні вказівки для виконання курсового проекту з металевих конструкцій “Балочна клітка і колони робочого майданчика” призначені для студентів будівельних спеціальностей всіх форм навчання, які вивчають металеві конструкції.

Їх мета спрямована на те, щоб студент на практиці оволодів навиками компонування, розрахунку і конструювання елементів балочної клітки, а також центрально-стиснутих колон робочих майданчиків.

Курсовий проект складається з розрахунково-пояснювальної записки і робочого креслення металевих конструкцій на аркуші формату А1.

Зміст курсового проекту і загальні вказівки для його виконання дивись [7].


^ 1. Загальні відомості про балочні клітки


Система несучих балок що утворюють конструкцію перекриттів або робочих майданчиків, називається балочною кліткою. Залежно від розрахункового навантаження і розмірів у плані, балочні клітки можуть бути трьох типів: спрощені, нормальні й ускладнені (рис. 1). У практиці проектування широко розповсюджені два останні типи.

Крок балок настилу залежить від несучої спроможності настилу і коливається в межах 0,6 – 1,6 м для стального настилу і 1,5 – 3,0 м для залізобетонного. При необхідності стальний настил підсилюють ребрами жорсткості.

Крок допоміжних балок повинен бути кратним довжині головної балки і прийматися в межах 2,0 – 5,0 м.

З’єднання балок між собою може бути поверховим, на одному рівні і пониженим (рис.2). Відстань від нижнього поясу головної балки до верху настилу називається будівельною висотою балочної клітки.

Вибір раціонального типу балочної клітки залежить від багатьох чинників, тому його виконують на основі порівняння декількох можливих варіантів конструктивних рішень. При цьому для зниження трудомісткості, намагаються мати якомога меншу кількість допоміжних балок і балок настилу, які проектують з прокатних профілів.




Рис.1  Типи балочних кліток:

а  спрощена, б  нормальна, в  ускладнена





Рис.2  З’єднання балок:

а — поверхове, б — на одному рівні, в — понижене

2. Розрахунок несучого настилу


Для несучого настилу балочних кліток застосовують плоскі сталеві листи або залізобетонні плити (розрахунок яких не входить в обсяг курсового проекту). За проліт настилу приймають відстань між гранями полиць суміжних балок (рис. 2, в).

П
рийнято вважати, що при:





Для стальних настилів слід використовувати листи товщиною:

мм при навантаженні 10 кН/м2;

8-10 мм при навантаженні 20 кН/м2;

10-12 мм при навантаженні 21-30 кН/м2;

12-14 мм при навантаженні 30 кН/м2.


Настил з балками з’єднують суцільними або переривчастими електрозварювальними швами. При навантаженні 50 кН/м2 і граничному відносному прогоні міцність шарнірного кріплення стального настилу завжди буде забезпечена. Тому, за таких умов, його треба розрахувати тільки на жорсткість (прогин).

На практиці з розрахунку на жорсткість знаходять відношення прольоту настилу lн до його товщини tн за формулою:

(1-А)

де - задане відношення прольоту настилу до його допустимого прогину (знаходять від нормативного для настилів); qн - нормативне навантаження на настил у кН/см2;

, кН/см2,

де - коефіцієнт Пуассона для сталі; E1 - модуль пружності, коли поперечні деформації виникати не можуть.

Необхідне співвідношення можна також знайти користуючись графіком Лейтеса С.Д. (рис.3).

Знаючи величину співвідношення , за величиною навантаження q приймають відповідну товщину настилу tн, а знаючи товщину настилу, із даного співвідношення знаходять допустимий проліт настилу lн. Знайдений проліт настилу треба округлити до

Р
ис.3  Граничне навантаження на плоский настил із

шарнірно-закріпленими краям

величини, що буде кратна довжині головної балки при нормальному типі балочної клітки або довжині допоміжної балки при ускладненому типі балочної клітки.


^ 3. Розрахунок другорядних балок (балок

настилу) і допоміжних балок


Найбільш раціональним перерізом для другорядних і допоміжних балок є прокатні балки двотаврового або швелерного профілю ( див. табл.2.3 і табл.2.4 додатку).

Прокатну розрізну балку розраховують в такій послідовності:

  1. визначають крок балок;

  2. підраховують нормативні й розрахункові навантаження;

  3. установлюють розрахункову схему балки ( другорядна балка або балка настилу завантажена рівномірно розподіленим навантаженням, а допоміжні балки — зосередженими силами, що є реакціями опор балок настилу або другорядних балок) і знаходять максимальний згинальний момент від розрахункових завантажень;

  4. розраховують потрібний момент опору поперечного перерізу балки з урахуванням пластичної роботи матеріалу балки



для двотаврів і швелерів у першому наближенні (орієнтовано) Сор = 1,12 при вигині у площині стінки балки, а при вигині у площині, паралельній поясам балки (тобто із площини балки), Сор = 1,2 .

  1. за сортаментом прокатних балок (див. відповідні табл. додатку) вибирають профіль з моментом опору, найближчим до потрібного;

  2. перевіряють міцність підібраного профілю балки з урахуванням розвитку пластичних деформацій при вигині в одній з головних площин (при дотичному напруженні , крім опорних перерізів) за формулою:

, (1)

де ^ M - максимальний згинальний момент в розрахунковому перерізі; Wmin - мінімальній момент опору нетто, Ry - розрахунковий опір сталі вигину за межею текучості (табл.51) в [1]; - коефіцієнт умов роботи по табл.6 п.7 в [1]; Rs - розрахунковий опір сталі зсуву Rs = 0,58Ry ; C1 - коефіцієнт що враховує розвиток пластичних деформацій. При одночасній дії в перерізі моменту М та поперечної сили Q, коефіцієнт C1 слід визначати за формулами:

при

при

де ; (2)

, (3)

^ C - коефіцієнт, що приймають згідно з табл. 66 в [1] залежно від співвідношення площини полки Af до площі стінки балки Aw; tw і hw - відповідно товщина і висота стінки; - коефіцієнт, що приймають для двотаврового профілю вигинаємого у площині стінки - 0,7; С1 - коефіцієнт, що приймають не менше одиниці і не більше коефіцієнта С.

При наявності зон чистого вигину (при парній кількості балок настилу, що спираються на допоміжну балку), у формулі (1) замість коефіцієнта С1 слід приймати коефіцієнт С1m , який знаходять за формулою: (4)

  1. перевіряють міцність підібраного профілю

на зріз залежно від типу з’єднання:

 поверхове обпирання балки або без зрізу поясів балки

, (5)

 з’єднання в одному рівні із зрізом поясів і частково стінки

; (6)

  1. перевіряють жорсткість балки, для цього знаходять згідно з формулами будівельної механіки її відносний вигин від нормативних навантажень і порівнюють його з допустимим, рівним 1/200 довжини балки (див. табл.19, розділ 10 СНиП 2.01.07-85);

  2. визначають необхідність розрахунку другорядної балки (ускладнений тип балочної клітки) на загальну стійкість. Перевірку виконують за формулою

, (7)

де WСТ - треба визначати для стиснутого поясу; - коефіцієнт зниження розрахункового опору при згинно-крутильній формі втрати стійкості балок, який знаходять згідно з вимогами п. 5.15; 5.16; 5.20 і формулами додатку 7* в [1].

Загальну стійкість двотаврових балок не потрібно перевіряти:

- при передачі навантаження через суцільний жорсткий настил, який безперервно опирається на стиснутий пояс балки і надійно з ним з’єднаний;

- при співвідношенні розрахункової довжини балки lef до ширини стиснутого поясу bf, що не перевищує значень, знайдених за формулами табл. 8 в [1] для балок симетричного двотаврового профілю.


^ 4. Порівняння варіантів балочних кліток


Для порівняння підраховують витрати сталі на 1 м2 розглянутих варіантів балочних кліток. Для цього треба до маси настилу додати масу всіх другорядних балок та допоміжних балок і одержану суму розділити на площу балочної клітки. Трудомісткість монтажу елементів балочних кліток оцінюють приблизно за кількістю вузлів з’єднань балок. При цьому окремо підраховують кількість вузлів поверхових з’єднань балок (як найбільш простих) і з’єднань в одному або пониженому рівні (як більш складних). Показники по кожному варіанту заносять у табл. 1.

Таблиця 1

№ варі-анта

Назва елементів конструкцій

Маса сталі, кг/м2


%

Кількість вузлів з’єднань

по

еле-мен-тах

по варіан-тах


по-вер-хове

в одному або пони-женому рівні

перести-кування настилу

1

Настил t =…мм

- Другорядні балки (ребра) настилу

- Допоміжні балки



















2

Настил t = …мм

Другорядні балки



















Із розглянутих варіантів перевагу віддають варіанту, який при інших рівних умовах має меншу масу. Якщо маса для розглянутих варіантів однакова або відрізняється не більше ніж на 2 – 3 %, приймають той варіант, який має меншу кількість вузлів з’єднань, особливо в одному або пониженому рівні.


^ 5. Розрахунок складної електрозварювальної головної балки


5.1. Підбір поперечного перерізу складної балки


Переріз складної електрозварювальної балки повинен задовольняти вимогам міцності, жорсткості, загальної і місцевої стійкості і одночасно бути, по можливості, більш економічним за витратою металу. Одним з найважливіших завдань при виборі перерізу складної балки є знаходження її раціональної висоти h = (1/8 – 1/12)L.


bf


Рис. 4  Переріз складної електрозварювальної балки


Розрахунок складної балки проводять в такій послідовності:

  1. Після прийняття розрахункової схеми балки, її завантаження та визначення зусиль Qmax, Mmax, а також потрібного моменту опору Wпотр., компоновку перерізу балки починають із встановлення її висоти, яку знаходять за двома умовами: за жорсткістю hmin та економічністю hопт.

, (8)

де ;

, (9)

де .

  1. Товщину стінки знаходять попередньо за емпіричною формулою

tст = 7 + 3hw (10)

За умовами зрізу визначають мінімально допустиму товщину стінки

. (11)

Остаточну товщину стінки приймають не менше , закругляючи її до розміру (величини) відповідно сортаменту листової сталі за ГОСТ 82–70 і ГОСТ 19903–74. Із конструктивних міркувань 6 мм.

При необмеженій будівельній висоті балочної клітки (поверху) висота балки повинна бути трохи менша hопт., але не нижча hmin.

При визначенні висоти балки треба враховувати, що висота стінки hw повинна бути узгоджена із шириною листів сортаменту (за ГОСТ 82-70 і ГОСТ 19903 – 74 ), або загальна висота балки має бути кратною модулю 100.

  1. Після встановлення висоти балки і товщини її стінки переходять до компоновки поясів. За відомим значенням потрібного моменту опору Wxпотр усього перерізу і висоти балки h знаходять орієнтовно площу Af кожного з поясів балки симетричного перерізу за формулою:

при , (12)

при , (13)

де h0 - розрахункова висота балки.

При цьому ширину поясного листа визначають у межах bf = (1/5 – 1/3)h за умови загальної стійкості балки. Із технологічних міркувань (для зручності автоматичного зварювання) мм. Знаючи площу пояса і його ширину, визначають потрібну товщину:

.

Товщину поясного листа звичайно визначають у межах 8 – 40 мм (але не менше товщини стінки ). Щоб уникнути великих обсаджувальних напружень електрозварювання, рекомендується витримувати співвідношення: .

  1. Місцева стійкість стислого поясного листа вважається дотриманою, якщо відношення розрахункової ширини його звісу bh до товщини tf не перебільшує таких значень згідно з вимогами п. 7,24 і формулами табл. 30 в [1]:

а) у пружній стадії роботи металу

, (14)

б) у пружно-пластичній стадії роботи металу (або з урахуванням розвитку пластичних деформацій)

але не більше (15)

де h0 - розрахункова висота балки,

- звис полки балки. (16)

  1. Далі визначають геометричні характеристики прийнятого перерізу балки і перевіряють її несучу здатність (за нормальними і дотичними напруженнями), а також деформативність (жорсткість):

- момент інерції відносно осі Х

, (17)

- момент опору відносно осі Х

, (18)

- нормальні напруження із урахуванням розвитку пластичних деформацій за максимальним моментом Mx max (див. формулу (1)):

,

- дотичні напруження в опорному перерізі за максимальною поперечною силою:

, (19)

- жорсткість за формулою

(20)

де - коефіцієнт співвідношення розрахункового навантаження до нормального qx / qн, який дає змогу раніше знайдений момент від розрахункових навантажень перевести в момент від нормативних навантажень.

  1   2   3   4

Схожі:

Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до проведення семінарських та практичних занять з курсу «Методика викладання у вищій школі» для студентів спеціальності 050201 «Менеджмент організацій» окп «Магістр»
Методичні вказівки до виконання дипломної роботи спеціаліста: підготовка, написання, захист. Методичні вказівки / Упор. Ґудзь П....
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Міжнародний маркетинг² для студентів напряму...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Менеджмент в енергетиці» для студентів спеціальності...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Менеджмент персоналу² для студентів спеціальності...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до їх вивчення, контрольні питання для самоперевірки, що наведені після кожної теми дисципліни, методичні вказівки до виконання контрольної роботи
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни "Економіка енергетики" для студентів напряму...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до їх вивчення, контрольні питання для самоперевірки, що наведені після кожної теми дисципліни, методичні вказівки до виконання контрольної роботи
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни "Економіка та фінанси підприємства" для студентів...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до вивчення тем, перелік розділів, що виносяться на самостійне опрацювання студентів, варіанти індивідуальних завдань, перелік літератури. Методичні вказівки укладені з урахуванням вимог державного освітнього стандарту
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни “Страховий менеджмент” для студентів спеціальності...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення тем, передбачених програмою дисципліни «Mенеджмент», завдання до контрольної роботи та методичні вказівки до її виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Mенеджмент» для студентів напрямів 050502 –...
Методичні вказівки icon2765 Методичні вказівки
Методичні вказівки до практичних та самостійних занять з курсу «Методи синтезу та оптимізації» для студентів
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки
С. С. Душкін, Т. О. Шевченко методичні вказівки для проведення практичних занять, лабораторних робіт
Методичні вказівки iconФінанси І кредит методичні вказівки
Методичні вказівки по проведенню практичних занять з дисципліни «Банківські операції»
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи