Размещено на http://www.allbest.ru/

Техническое задание

для курсового проектирования по дисциплине

"Проектирование сварных конструкций"

Тема задания: Проект балочной клети

Оглавление

Введение

1. Исходные данные

2. Определение нагрузки, действующей на основные элементы конструкции

3. Определение размеров поперечных сечений элементов конструкции

6. Определение высоты вертикальной стенки сварной составной двутавровой балки

7. Определение толщины вертикальной стенки сварной составной балки

8. Определение размеров поперечного сечения поясов сварной составной балки

9. Определение размеров сечения на опоре для сварной составной балки

10. Оценка ресурса сварных конструкций

Заключение

Список литературы

Введение

Балочные клетки перекрытий представляют собой плоские системы стержневых элементов опирающихся на вертикальные конструкции зданий и воспринимающих поперечную распределенную нагрузку.

Металлические балочные клетки нормального типа включают балки настила (второстепенные балки) по верхнему поясу которых монтируется железобетонный настил перекрытия.

Балки настила в балочных клетках данного типа опираются непосредственно на главные балки, которые в свою очередь переедают нагрузку на стены или колонны здания.

Широкое использование в строительстве металлических конструкций позволяет проектировать сборные элементы зданий и сооружений сравнительно малой массы, организовывать поточное производство конструкций на заводах и поточно-блочный монтаж их на строительной площадке, ускорять ввод объектов в эксплуатацию.

При этом необходимо соблюдение "Технических правил по экономному расходованию основных строительных материалов".

1. Исходные данные

Группа материала: 09Г2С

Длина:

Количество пролетов: 8

Постоянная нагрузка:

Переменная нагрузка:

Частота переменной нагрузки: 0,003 цикл/мин

2. Определение нагрузки, действующей на основные элементы конструкции

Интенсивность нагрузок

Для определения наибольших значений изгибающих моментов, возможных при различной нагрузке отдельных пролетов переменной нагрузкой интенсивностью р, используем данные таблицы 1.

Таблица 1. Коэффициенты для определения моментов неразрезной пятипролетной балки с равными пролетами

Уравнения пролетных моментов

Уравнения опорных моментов

3. Определение размеров поперечных сечений элементов конструкции

Учитывая возможность местного усиления в сварных узлах, определим необходимые значения моментов сопротивления прокатных двутавров из стали марки 09Г2С по изгибающим моментам в пролетах

Напряжения в них для сечений в прокате будут равны

Наиболее мощный профиль 16 принимаем в первом и восьмом пролетах. Наиболее легкий профиль 14 может поставлен во втором и седьмом пролетах, и в остальных пролетах следует использовать профиль 14.

4. Определение прогиба

Определяем прогиб в третьем пролете неразрезной балки.

Расчетную схему балки в третьем пролете примем такой же, как для балки, свободно опертой на две опоры, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью и опорнымимоментами на опорах, равными опорным моментам М2 и М3 неразрезной пятипролетной балки.

При этом прогиб от равномерно распределенной нагрузки будет равен

От опорных разгружающих моментов обратный прогиб

Значения опорных моментов определяем для наихудшего варианта загрузки третьего пролета

Результирующий прогиб

Относительное значение прогиба

Таким образом, нормы жесткости для данного случая обеспечены.

5. Определение опорных реакций

Определяем опорные реакции

Определяем перерезывающие силы в местах приложения внешних сил

Определяем изгибающие моменты в местах приложения внешних сил

6. Определение высоты вертикальной стенки сварной составной двутавровой балки

Исходя из условий жесткости, высота вертикальной стенки сварной балки

Принимаем

Тогда

Исходя из условий обеспечения наименьшей массы, высота вертикальной стенки

Предварительно задаемся значением толщины стенки s=8мм

Предварительно задаемся значением толщины стенки s=6мм

Таким образом, поставленная задача может иметь следующие два варианта решений, окончательный выбор которых будет зависеть от выбора толщины стенки, которая на данном этапе расчета принята ориентировочно.

7. Определение толщины вертикальной стенки сварной составной балки

Исходя из условий устойчивости толщина вертикальной стенки

- при отсутствии горизонтального ребра жесткости

- при наличии горизонтального ребра жесткости

Тогда

- при отсутствии горизонтального ребра жест кости

- при наличии горизонтального ребра жесткости

Таблица 2. Варианты для выбора толщины вертикальной стены. Принимаем при толщине стенки 8 мм высоту для нее 112 см.

8. Определение размеров поперечного сечения поясов сварной составной балки

Площадь сечений пояса должна быть

Исходя из условий обеспечения местной устойчивости пояса, его толщина не должна быть менее следующего значения

При значении нормальных напряжений R=2300кгс/см2, значения коэффициента И=37.

При этом

Откуда

9. Определение размеров сечения на опоре для сварной составной балки

Принимаем толщину вертикальной стенки принимаем по всему пролету 8мм.

По условиям прочности на опоре высота вертикальной стенки

10. Оценка ресурса сварных конструкций

Рассчитываем значения порогового коэффициента интенсивности напряжений.

Принимаем исходные данные для расчета:

- размер зерна

- коэффициент Пуассона

коэффициент упрочнения в истинной диаграмме

Размер структурного элемента

Коэффициент, учитывающий повышение первого главного напряжения в случае сложного напряженного состояния

Рассчитываем предел выносливости.

Коэффициент ассиметрии цикла

Минимальный размер микротрещины

Рассчитываем предел выносливости по алгоритму, изменяя коэффициент асимметрии цикла за счет изменения значения уmin.

Результаты расчетов приведены в таблице 10.1.

Таблица 3. Результаты расчетов

металлический балочный конструкция

Заключение

Проектирование экономически эффективных металлических конструкций основывается на знании особенностей их работы под нагрузкой, правильном выборе конструктивных форм, использовании типовых и унифицированных решений и соответствующем расчете.

При этом необходимо соблюдение "Технических правил по экономному расходованию основных строительных материалов".

Техники-строители, специалисты по проектированию зданий и сооружений должны хорошо ориентироваться как в способах возведения объектов, так и в их расчете и конструировании.

Металлические конструкции широко применяют при возведении различных зданий и сооружений.

Благодаря значительной прочности и плотности металла, эффективности соединений элементов, высокой степени индустриальности изготовления и монтажа, возможности сборности и разборности элементов металлические конструкции характеризуются сравнительно малым собственным весом, обладают газо- и водонепроницаемостью, обеспечивают скоростной монтаж зданий и сооружений и ускоряют ввод их в эксплуатацию.

Основной недостаток стальных конструкций - подверженность коррозии - устраняется их окраской, покрытием полимерными материалами или смолами, оцинкованием и другими методами защиты.

Список литературы

1. Строительные нормы и правила СНиП II-23-81(1990)

2. Николаев Г.А. "Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций"

3. Винокуров В.А. "Расчет сварных конструкций"

Размещено на Allbest.ru