Файл: Балочная конструкция рабочей площадки.docx

= 1/400 – предельный допустимый прогиб главной балки.

Высота балки должна быть больше минимальной, достаточно близкой к оптимальной, кратной модулю унификации по вертикали – 100 мм и не более строительной высоты перекрытия

h_б < h - h_о = 10,7 – 9 = 1,7 м.

где, h = 10,7 м – возвышение верха площадки над полом, м;

h_о = 9 – минимальный габарит помещения в свету под перекрытием, м

Принимаем h = 840 мм.

Минимальную толщину стенки из условия её работы на срез определим по формуле:

4,34 мм

где,

= 18 кH/см².

Для того чтобы не укреплять стенку продольным ребром, толщина стенки должна быть больше минимальной, определённой по формуле:

см = 5,3 мм

где,

см – высота стенки при толщине полок балки –

= 2,0 см.

Окончательно принимаем

=8 мм. Требуемую площадь сечения пояса определим по формуле:

см⁴

см²

где,

см – расстояние между центрами тяжести поясных листов.

Определим требования, предъявляемые к размерам поясов. Ширина поясов должна быть в пределах:

Толщина пояса должна быть в пределах:

Принимаем сечение пояса из листа 20×260 мм:

см²

Проверим выполнение требований местной устойчивости сжатого пояса:

и меньше:

где,

см

Местная устойчивость пояса обеспечена.

Определим геометрические характеристики сечения главной балки.

Момент инерции сечения:

cм⁴;

момент сопротивления сечения:

см³

cм²

Определим нагрузку от собственного веса балки:

кН/м²

Уточним полную фактическую нагрузку и расчётные усилия:

кН/м²

кН/м²

Расчётные усилия:

кН⋅м

Максимальное перерезывающее усилие действует на опорах:

кН

Проверим прочность сечения главной балки:

кН/см²

Прочность балки обеспечена.

Проверка относительного прогиба балки:

м

Условие жесткости не выполняется.

Увеличиваем площадь сечения, принимаем:

;

=300 мм;

– рис.5:

Рис.5 Сечение главной балки

Момент инерции сечения:

cм⁴;

cм²;

кН/м²;

кН/м²

;

кН – расчетная поперечная сила в опорном сечении;

м

Условие жесткости выполнено.

2.2. Проверка общей устойчивости составных балок

В данной курсовой работе в соответствии с заданием сопряжение балок на одном уровне. При таком сопряжении передача нагрузки на главные балки происходит не только через балки настила, но и непосредственно через настил, непрерывно опирающийся на верхний сжатый пояс главной балки и удерживающий балку от потери устойчивости. Таким образом, проверки общей устойчивости балки не требуется, что соответствует требованиям норм.

2.3. Проверка местной устойчивости элементов сечения главной балки

Местная устойчивость стенки обеспечивается при компоновке поперечного сечения главной балки ребрами жесткости в опорных сечениях и местах крепления балок настила:

Так как условная гибкость стенки балки:

то рёбра жесткости располагаем с шагом не более

= 2,5 ⋅ 86 = 215 см. Принимаем шаг ребер 1,0 м.

Для укрепления стенки применяем двухсторонние поперечные рёбра из полосовой стали по ГОСТ 103–76*. Ширина ребра:

мм

Принимаем

мм.

Толщина ребра:

мм

Парные рёбра принимаем из полос 6×70 мм. Определим момент инерции парного ребра:

cм⁴

2.4. Конструирование и расчёт опорной части главной балки

Конструкция опорной части и опирание приняты по рис. 9. Опорная реакция главной балки:

кН

Примем

мм

Рис. 6 Расчётное сечение условной опорной стойки

cм²

где,

= 45 кH/см. Принимаем ребро сечением 16×180 мм.

мм

≤ 1,5

мм

cм²

см

Проверяем устойчивость опорной части балки:

см²

см⁴

см

где

= 0,988 – коэф. продольного изгиба. Устойчивость ребра обеспечена.

Торцевое ребро привариваем сплошными швами

=8 мм к стенке ручной сваркой электродами Э42.

2.5. Расчёт соединения поясов главной балки со стенкой

Так как подбор сечения балки выполнен с учётом ограниченного развития пластических деформаций, поясные швы выполняем двусторонними, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой Св-08А. Сдвигающее усилие на 1 см длины балки:

где,

cм³ – cтатический момент сечения пояса относительно нейтральной оси;

кН;

кН/м²

Предварительно определим сечение, по которому необходимо рассчитывать угловой шов на срез:

МПа

МПа

где,

- коэффициенты глубины проплавления.

=180 МПа – расчетное сопротивление углового шва по металлу шва;

= 0,45

= 0,45·460=207 МПа; здесь

=460 Н/мм²

Расчет ведем по металлу шва:

см

Принимаем

=7 мм. Проверим выполнение конструктивных требований к сварным швам.

мм ≤

=7 мм ≤

мм.

2.6. Расчёт прикрепления балки настила к главной балке

Балки настила крепим в одном уровне к главным балкам на болтах к поперечным рёбрам, совмещаемым с рёбрами жёсткости стенки балки (рис. 7). Сечение рёбер принимаем 6×70 мм. Для установки балки настила верхний пояс балки и часть нижнего срезаем. Принимаем высокопрочные болты диаметром 16 мм класса прочности 8.8. Предварительно определим требуемое количество болтов по формуле:

n