Курсовая работа (т): Балочная клетка

Балочная клетка

1.      Выбор схемы балочной клетки

.1 Нормальная компоновка балочной клетки

Первый вариант нормальной компоновки балочной клетки.

Рис. 1. Нормальная компоновка балочной площадки

) Исходя из габаритов ячейки балочной клетки (20х7), материала настила (сталь С235), и из ограничения для шага балок настила а (а=0,6…1,6 м), назначаем количество и шаг балок настила:

где А - шаг балок в продольном направлении, м;

n - количество балок в одной ячейке.

Принимаем: n = 25, .

) Определяем толщину настила:

Для q_вр=2800 кг/м² и а=0,8 м имеем t_н= 7 мм.

3)  Расчет балки настила

Сталь - С345;

q_вр=2,8 т/м²;

l=B=7 м=7000 мм;

 - расчетное сопротивление по пределу текучести по приложению 5 [1], для стали С345;

 - коэффициенты надежности по нагрузке:

 - табл. 1 [4];

 - п. 3.7 [4];

 - коэффициент условия работы:

 - табл. 6 [2];

Полная нормативная нагрузка на балку настила,  равна:

где p - нагрузка, создаваемая весом листов настила, кН/м;

q - поверхностная нагрузка, кН/м;

Полная расчетная нагрузка на балку настила,  равна:

где  - коэффициенты надежности;

Поверхностная нагрузка равна:

где В-шаг колонн в поперечном направлении, м;

а - шаг балок настила, м;

q_вр=1,6 т/м² - временная равномерно распределенная нагрузка;

Нагрузка, создаваемая весом листов настила:

где  - плотность стального настила,

 - толщина настила, м (= 7 мм = 0,007 м)

Рис. 2. Расчетная схема балки настила

Полная нормативная нагрузка на балку настила:

= 1792 + 43,96 = 1835,96 кг/м = 18,6кН/м.

Полная расчетная нагрузка на балку настила:

Для балки настила строим эпюры изгибающего момента М и перерезывающей силы Q.

Подбираем профиль балки настила двутаврового сечения из условия прочности:

где  - расчетное сопротивление по пределу текучести, по прил. 6 для стали С345;

 - коэффициент условия работы, - табл. 6 [2];

Откуда:

По сортаменту согласно ГОСТ 8239-89 подбираем двутавр №27:

h=27 см, b=12,5 см, t=0,98 см, d=0,6 см

 - масса 1 погонного метра профиля

Проверка:

а) На жесткость:

 - согласно СНиП II-23-81*, таблица 40*.

где - модуль упругости.

- условие не выполнено.

Увеличиваем сечение балки. По сортаменту согласно ГОСТ 8239-89 подбираем двутавр №33.

h=33 см, b=14 см, d=0,7 см, t=1,12 см

 - масса 1 погонного метра профиля

Проверка:

- условие выполнено.

б) На прочность:

Так как мы приняли Wx >Wn, треб то прочность проверять нет необходимости. По этому здесь и далее это действие выполнять не будем.

Так как условие выполняется, то для варианта I принимаем двутавр №33.

Второй вариант нормальной балочной клетки.

Рис. 3. Нормальная компоновка балочной площадки

) Исходя из габаритов ячейки балочной клетки (20х7), материала настила (сталь С235), и из ограничения для шага балок настила а (а=0,6…1,6 м), назначаем количество и шаг балок настила:

где А - шаг балок в продольном направлении, м;

n - количество балок в одной ячейке.

Принимаем: n = 20 .

) Определяем толщину настила:

Для q_вр=2800 кг/м² и а=1,0 м имеем t_н= 8 мм.

4)  Расчет балки настила

Сталь - С345;

q_вр=2800 т/м²;

l=B=7 м=7000 мм;

 - расчетное сопротивление по пределу текучести по приложению 5 [1], для стали С345;

 - коэффициенты надежности по нагрузке:

 - табл. 1 [4];

 - п. 3.7 [4];

 - коэффициент условия работы:

 - табл. 6 [2];

Полная нормативная нагрузка на балку настила,  равна:

где p - нагрузка, создаваемая весом листов настила, кН/м;

q - поверхностная нагрузка, кН/м;

Полная расчетная нагрузка на балку настила,  равна:

где  - коэффициенты надежности;

Поверхностная нагрузка равна:

где В-шаг колонн в поперечном направлении, м;

а - шаг балок настила, м;

q_вр=2,8 т/м² - временная равномерно распределенная нагрузка;

Нагрузка, создаваемая весом листов настила:

где  - плотность стального настила,

 - толщина настила, м (= 8 мм = 0,008 м)

Полная нормативная нагрузка на балку настила:

= 2800+62,8= 2862,8 кг/м = 28,6 кН/м.

Полная расчетная нагрузка на балку настила:

Для балки настила строим эпюры изгибающего момента М и перерезывающей силы Q.

Рис. 4. Расчетная схема балки настила

Подбираем профиль балки настила двутаврового сечения из условия прочности:

где  - расчетное сопротивление по пределу текучести, по прил. 6 для стали С345;

 - коэффициент условия работы, - табл. 6 [2];

Откуда:

По сортаменту согласно ГОСТ 8239-89 подбираем двутавр №33:

h=33 см, b=14 см, d=0,7 см, t=1,12 см

 - масса 1 погонного метра профиля

Проверка:

а) На жесткость:

 - согласно СНиП II-23-81*, таблица 40*.

где - модуль упругости.

- условие не выполнено.

Увеличиваем сечение балки. По сортаменту согласно ГОСТ 8239-89 подбираем двутавр №40.

h=40 см, b=15,5 см, d=0,83 см, t=1,3 см

 - масса 1 погонного метра профиля

Проверка:

- условие выполнено.

Так как условие выполняется, то для варианта I принимаем двутавр №40.

Третий вариант - усложненная компоновка балочной клетки.

Рис. 5. Усложненная компоновка балочной площадки

1) Исходя из габаритов балочной клетки (20х7), материала настила (сталь С235) и из ограничения для шага вспомогательных балок (а₁= 2…5 м), назначаем количество и шаг вспомогательных балок:

где А - шаг колонн в продольном направлении, м;

- количество вспомогательных балок в одной ячейке.

Принимаем:

) Аналогично подбираем, исходя из габаритов балочной клетки (7х5), материала настила (сталь С235) и из ограничения для шага балок настила (а₂=0,6…1,6 м), назначаем количество и шаг балок настила:

где В-шаг колонн в поперечном направлении, м;

n₂ - количество балок настила в одной ячейке.

Принимаем:

3) Определяем толщину настила:

Для q_вр=2800 кг/м² и а=1,0 м имеем t_н= 8 мм.

) Расчет балки настила:

Сталь С345;

q_вр= 2,8 т/м²;

а₁=5 м, а₂=1,0 м;

 - расчетное сопротивление по пределу текучести по приложению 5 [1], для стали С345;

 - коэффициенты надежности по нагрузке:

 - табл. 1 [4];

 - п. 3.7 [4];

 - коэффициент условия работы:

 - табл. 6 [2];

Полная нормативная нагрузка на балку настила,  равна:

где p - нагрузка, создаваемая весом листов настила, кН/м;

q - поверхностная нагрузка, кН/м;

Полная расчетная нагрузка на балку настила,  равна:

где  - коэффициенты надежности;

Поверхностная нагрузка равна:

где а₁ - шаг вспомогательных балок, м;

а₂ - шаг балок настила, м;

q_вр=2,8 т/м² - временная равномерно распределенная нагрузка;

Нагрузка, создаваемая весом листов настила:

где  - плотность стального настила,

 - толщина настила, м (= 8 мм = 0,008 м)

Полная нормативная нагрузка на балку настила:

= 2800+62,8= 2862,8 кг/м = 28,6 кН/м.

Полная расчетная нагрузка на балку настила:

Рис. 6. Расчетная схема балки настила

Для балки настила строим эпюры изгибающего момента М и перерезывающей силы Q.

Подбираем профиль балки настила двутаврового сечения из условия прочности: