Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Исходные данные для проектирования






Заданием на курсовой проект определяется шаг колонн в продольном направлении (А) и шаг колонн в поперечном направлении (Б) в соответствии с рисунком 1.

Количество ячеек балочной площадки принимается равным девяти.

Временная нагрузка на настил площадки Рн представляет собой нормативную статическую нагрузку от оборудования и людей, занятых в технологическом процессе, приходящуюся на 1м2 настила. В зависимости от нее предварительно назначается толщина настила tн.

Строительная высота перекрытия hстр необходима для определения строительной высоты сечения главной балки.

Разница между строительной высотой перекрытия и отметкой верха настила (H) определяет возможную высоту помещения под перекрытием.

Район строительства и тепловой режим помещения определяют выбор класса стали. В соответствии с условиями строительства по СНиП [3]: если площадка находится в отапливаемом здании, то сталь выбирается по колонке с расчетной температурой t ≥ 30°C; если в неотапливаемом здании или на открытом воздухе, то сталь выбирается по колонке с расчетной температурой наиболее холодной пятидневки.

При этом следует учесть, что выбор стали для соответствующих конструкций следует осуществлять руководствуясь, прежде всего, принципом минимальной стоимости: чем ниже класс, тем дешевле и доступнее сталь. Обратите внимание на то, что, начиная с класса С390 и выше фасонные профили (двутавры, швеллеры и др.) не прокатываются (т.е. такую сталь для двутавров назначать нельзя).

За расчетное сопротивление стали для изгибаемых элементов (балок) принимается расчетное сопротивление стали сжатию, растяжению и изгибу, назначенное по пределу текучести Ry. Определение значения этой характеристики осуществляется по таблице 51 СНиП [3].

Коэффициент условия работы конструкции и их элементов γ с следует

определять по таблице 6* СНиП [3]. Для сплошных балок рабочих площадок при их расчетах на прочность и местную устойчивость отдельных элементов величина γ с=1.

Все необходимые для расчета физические характеристики выбранной для конструкции стали (модуль упругости Е, плотность прокатной стали ρ, коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона ν) можно

найти в табл. 63* Приложение 3 из СНиП [3].

Коэффициент надежности по нагрузке γ fдля веса строительных конструкций определяется в соответствии с разделом 2 [4]. В частности, для всех металлических конструкций независимо от их конструктивных особенностей величина γ f=1, 05. Коэффициенты надежности для временных равномерно распределенных нагрузок принимаются в соответствии с рекомендациями раздела 3 [4]. При полном нормативном значении нагрузок 2кПа и более величина γ f =1, 2.

 

 

Рисунок 1 – Схемы ячеек балочной площадки

а – нормального типа, б - усложненного типа

 


 

Выбор балок первого и второго варианта компоновок

Во втором разделе курсового проекта осуществляется выбор балок первого и второго варианта компоновок.

Предварительное значение толщины настила tн назначается в зависимости от величины временной равномерно распределенной нагрузки на настил:

 

для Рн до 10 кПа tн = 6 мм;

для Рн свыше 10 кПа и до 20 кПа tн = 8 мм; для Рн свыше 20 кПа и до 30 кПа tн =10 мм; для Рн свыше 30 кПа и до 40 кПа tн= 12 мм; для Рн свыше 40кПа tн= 14 мм.

Шаг балок настила «а» ограничивается конструктивные требованиями к жесткости поддерживаемого застила.

Максимально возможный шаг балок настила определяется из условия обеспечения требуемой жесткости настила по формуле, полученной из выражения для наибольшего прогиба стального листа, изогнутого по цилиндрической поверхности:

 

(1)

 

где n0 – величина, обратная относительному прогибу f/а. Предельный прогиб обычно принимается 1/150.

 

(2)

E1 – цилиндрический модуль упругости, определяемый по формуле:

 

(3)

 

где E= 2, 06∙ 108кПа – модуль упругости прокатной стали;

ν = 0, 3 – коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона).

Количество балок настила должно быть не меньше величины L/amax, т.е. число балок принимается исходя из условия:

 

(4)

 

где L при выборе балки первого варианта компоновки – пролет главной балки; L при выборе балки настила по второму варианту компоновки – расстояние между главными балками.

Требуемый момент сопротивления разрезной балки при изгибе в одной плоскости от действия статической равномерно распределенной нагрузки определяется из условия прочности по нормальным напряжениям по формуле:

 

(5)

 

где с – коэффициент учитывающий ограниченное развитие пластических деформаций по сечению балки, определяемый по приложению Б в зависимости от отношения площади одной полки двутавра (Af) к площади стенки (Aw). Для прокатных двутавров (балки настила и вспомогательные балки) и для балок составного сечения значение c =1.1.

Mmax – максимальный изгибающий момент:

 

, (6)

 

где l – пролет балки;

q – расчетная погонная нагрузка на балку, кН/м, определяемая по формулам:

для балок настила

 

(7)

 

для вспомогательных балок

 

(8)

 

для главной балки

 

(9)

 

где a1 – шаг балок настила в первом варианте компоновки;

a2 – шаг балок настила во втором варианте компоновки;

b – шаг вспомогательных балок;

ρ ст = 7850 кг/м3 – плотность прокатной стали;

ρ б.н., ρ в.б. – линейная плотность двутавровых балок настила и вспомогательных балок в кг/м, взятая из соответствующего сортамента;

GI(II) – расход стали в килограммах на один квадратный метр при первом варианте компоновки площадки:

 

(10)

 

при втором варианте компоновки:

 

(11)

 

Прокатный двутавр выбирается из сортамента на обыкновенные двутавры (Приложение В) или на двутавры с параллельными гранями полок (Приложение Г). При этом момент сопротивления Wx принятого сечения должен быть не меньше величины рассчитанного требуемого момента сопротивления Wxo.

Из сортамента дтя выбранного двутавра выписываются следующие характеристики профиля: номер двутавра, высота сечения двутавра - h (в см), ширина пояса - b (в см), момент сопротивления - Wx (в см3), момент инерции - Jx (в см4), линейная плотность (вес одного погонного метра в кг) - ρ.

Максимальный прогиб разрезной балки, нагруженной равномерно распределённой нагрузкой, определяется по формуле:

(12)

где qн – нормативная погонная нагрузка на балку в кН/см, вычисляемая следующим образом:

 

(13)

где a1(2) – шаг балок настила в первом варианте компоновки (a1) или во втором варианте компоновки (a2),

для вспомогательной балки:

 

(14)

 

Относительная величина прогиба в соответствии с требованиями второй группы предельных состояний конструкций должна быть не более значений, приведенных в Приложении Д. Фактическое значение относительного прогиба рассчитываемой балки сравнивается с предельным. Если реальная величина прогиба оказалась больше допустимой, то следует взять профиль с большим моментом инерции.

Расстояние между вспомогательными балками (b) предварительно назначается равным L/5, чтобы нагрузку на главную балку можно было считать равномерно распределенной.

Шаг не может быть больше, чем L /5, и не может быть менее двух метров. Кроме того, нужно помнить еще и о том, что шаг вспомогательных балок должен быть «удобным» числом: кратным пятидесяти или ста миллиметрам. Это делается для того, чтобы не создавать проблем изготовителям с расстановкой поперечных ребер жесткости в главной балке и с нарезкой балок настила, запроектированных по разрезной схеме (с шарнирными опорами).

Общая устойчивость балок может быть обеспечена конструктивными мероприятиями, гарантирующими отсутствие каких-либо горизонтальных перемещений сжатого верхнего пояса: сплошной настил, приваренный к поясу балки, или часто расположенные верхние балки (например, балки настила), этажно опирающиеся на рассматриваемые. В первом случае (при наличии настила) общую устойчивость не проверяют. Во втором случае для того, чтобы быть уверенными в том, что частота расположения верхних балок достаточна и нет необходимости в выполнении проверки обшей устойчивости, нужно проверить выполнение условия:

 

(15)

где lef - расчетная длина балки;

bf – ширина полки (пояса) вспомогательной балки.

- граничная величина, устанавливаемая согласно таблице 8 СНиП [3], гарантирующая общую устойчивость балок;

δ - параметр, учитывающий наличие в проверяемом сечении балки пластических деформаций (для частного случая изгиба балки в одной вертикальной плоскости δ =0.3).

Если условие (15) не выполняется, то следует либо уменьшить шаг балок a2 второго варианта компоновки, либо увеличить ширину полки (пояса) bf вспомогательной балки, воспользовавшись сортаментом на двутавры типа с параллельными гранями полок (Приложение Г).

Расчетная (свободная от крепления длина вспомогательной балки lef, на которой балка может потерять устойчивость, вычисляется следующим образом:

 

, (16)

где - ширина полки (пояса) балки настила второго варианта компоновки.


 

Выбор варианта компоновки

Выбор варианта компоновки балочной площадки в практике реального проектирования осуществляется по результатам технико-экономического сравнения, выполненного по приведенным затратам, учитывающим не только стоимость материалов, но и трудоемкость возведения. В рамках курсового проекта следует руководствоваться только минимумом расхода стали на 1 м2 площади. Т.е. окончательно выбирать следует вариант с меньшим значением G. Формулы для вычисления GI и GII (10 и 11) уже приводились выше (раздел 2).



Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.011 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал