- •П.А. Доржиев расчет и конструирование элементов балочной клетки и колонны
- •Содержание
- •Введение
- •1.1. Цель курсовой работы
- •1.2. Содержание и оформление работы
- •Первый лист
- •Второй лист
- •1.3. Распределение трудоемкости выполнения работы
- •2. Выбор марки стали и назначение расчетной схемы
- •3. Технико-экономическое обоснование балочной клетки
- •3.1. Выбор компоновочной схемы балочной клетки
- •4. Расчет настила
- •Толщина и пролет железобетонной плиты
- •5. Расчет балок настила и вспомогательных балок
- •5.1. Определение нормативных и расчетных нагрузок
- •5.2. Определение усилий и подбор сечения для балки настила
- •5.3. Проверка принятого прокатного профиля
- •5.3.1. Проверка нормальных напряжений
- •5.3.2. Проверка касательных напряжений Касательные напряжения следует определять и проверять в опорном сечении:
- •5.3.3. Проверка жесткости
- •5.4. Выбор оптимального варианта
- •6. Расчет главной балки при усложненном типе балочной клетки
- •6.1. Определение нормативных и расчетных нагрузок
- •6.2. Определение усилий
- •Максимальная величина поперечной силы (она же – опорная реакция)
- •- В опорном сечении со стороны пролета
- •Максимальная величина опорной реакции двухконсольной балки
- •6.3. Компоновка сечения
- •Рекомендуемые соотношения высоты балки и толщины стенки
- •6.4. Проверка нормальных напряжений
- •- То же в опорном сечении со стороны пролета
- •Опорная реакция двухконсольной балки от собственного веса
- •6.5. Проверка жесткости
- •6.6. Изменение сечения балки по длине
- •Требуемый момент сопротивления измененного сечения:
- •Требуемая площадь пояса в измененном сечении:
- •Ширина пояса в измененном сечении:
- •Для измененного сечения балки вычисляют:
- •6.7. Проверка прочности балки в измененном сечении
- •6.8. Проверка касательных напряжений в опорном сечении
- •6.9. Проверка общей устойчивости
- •7. Расчет главной балки при нормальном типе балочной клетки
- •7.1. Определение нормативных и расчетных нагрузок
- •7.2. Определение усилий
- •7.3. Компоновка сечения
- •7.4. Проверка нормальных напряжений
- •7.5. Проверка жесткости
- •7.6. Изменение сечения балки по длине
- •7.7. Проверка прочности балки
- •7.8. Проверка общей устойчивости
- •7.9. Проверка местной устойчивости элементов балки
- •7.10. Расчет поясных швов
- •7.11. Конструирование и расчет опорной части
- •7.12. Конструирование и расчет монтажного стыка главной балки
- •Lмаксh-(120-180) мм
- •7.13. Конструирование сопряжения вспомогательных балок
- •8. Расчет колонны
- •8.1. Расчет стержня колонны сплошного сечения
- •8.2. Проверка местной устойчивости элементов стержня колонны
- •8.3. Расчет стержня колонны сквозного сечения
- •8.4. Расчет планок
- •8.5. Расчет оголовка колонны
- •8.6. Расчет базы
- •Пример выполнения курсовой работы Исходные данные расчета :
- •Технико-экономическое обоснование комоновки балочной клетки
- •Выбор компоновочной схемы
- •1.2. Выбор стали основных конструкций
- •1.3. Расчет настила
- •1.4. Расчет балок настила и вспомогательных балок
- •Нормативный изгибающий момент
- •Подбираем сечение вспомогательных балок
- •Определение усилий
- •2.3. Компоновка сечения главной балки
- •2.4. Проверка нормальных напряжений
- •Изменение сечения балки по длине
- •Проверка прочности балки в измененном сечении
- •Проверка местной устойчивости элементов балки и расчет ребер
- •Проверка жесткости Проверяют жесткость разрезной балки
- •Расчет поясных швов
- •2.10. Конструирование и расчет опорной части балки
- •2.11. Расчет и конструирование монтажного стыка
- •Проверим прочность поясных накладок , ослабленных отверстиями под болты
- •3. Расчет колонны
- •3.1. Расчет стержня колонны сквозного сечения
- •Принимаем ветви из двух швеллеров № 40
- •3.2. Расчет планок
- •3.3. Расчет оголовка колонны
- •3.4. Расчет базы колонны
- •Исходные данные для проектирования
- •Список литературы
- •670013, Г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40 в
8.6. Расчет базы
Конструкция базы должна соответствовать принятому в расчетной схеме способу закрепления нижнего конца колонны. Основные решения жестких и шарнирных баз приведены на рисунках 25 и 26.
Расчетными элементами базы являются: размеры опорной плиты в плане, толщины опорной плиты и высота траверсы.
Требуемая площадь опорной плиты
,
(8.22)
где
,
- коэффициент,
равный 1,2; R
- расчетное сопротивление бетона осевому
сжатию (призменная прочность), равное
4,5; 7,0; 9,0 МПа соответственно для бетона
марок 100, 150, 200.
Рис. 25. База, имеющая расчетную схему шарнирного типа
Ширина опорной плиты определяется конструктивно, где tт=16-20 мм - толщина траверсы; С(40-120) мм - вылет консоли плиты.
Определяют длину плиты
Окончательно размеры B и L должны быть кратными 20 мм. Подсчитывают площадь плиты
(8.23)
Определяют напряжение в фундаменте под
плитой:
(8.24)
Рис. 26. База колонны с расчетной схемой - защемление
Определяют моменты на консольном участке плиты:
(8.25)
Определяют момент на участке, опертом
по трем сторонам,
где b - длина свободного края плиты; - коэффициент, принимаемый по таблице 7.
Таблица 7
Значение коэффициентов
а/b |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
2,0 |
> 2 |
|
0,06 |
0,074 |
0,088 |
0,097 |
0,107 |
0,112 |
0,12 |
0,126 |
0,132 |
0,133 |
При а/b<0,5
плита рассчитывается как консоль
(8.26)
Определяется момент на участке, опертом по четырем сторонам,
(8.27)
где b1 - длина короткой стороны участка; - коэффициент, принимаемый по табл. 8.
Таблица 8
Значения коэффициентов
a1/b1 |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
|
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,06 |
0,075 |
0,08 |
0,08 |
0,09 |
0,094 |
0,09 |
Определяют толщину опорной плиты
(8.28)
где М - наибольший изгибающий момент из подсчитанных на отдельных участках.
Если tпл получается большой, то можно уменьшить значения изгибающих моментов на участках плиты путем постановки дополнительных ребер (рис. 26).
Для наиболее экономичного использования материала плиты необходимо добиться выравнивания моментов на различных участках путем рационального назначения размеров отсеков.
Рис. 27. Расположение дополнительных ребер.
Толщину траверсы принимают в пределах 10-16 мм. Задавшись высотой швов (максимально возможными по конструктивным соображениям), определяют высоту траверсы
,
или
(8.29)
где qт
- погонная нагрузка на траверсу; если
нет дополнительных ребер, то
- расчетная схема траверсы - однопролетная
балка с консолями.
Проверяют нормальные напряжения в пролете
,
где
(8.30)
h
- высота сечения колонны,
Проверяют
приведенные напряжения на опоре
(8.31)
где
;
;
Q=qma
- со стороны консоли;
- со стороны пролета.
Расчет ребра производится аналогично консольным участкам траверсы.
Определив расчетные усилия Mр
и Qp
и задавшись tр=10-16
мм, определяют требуемую высоту ребра
но не более hm.
Проверяют касательные напряжения
(8.32)
Задавшись высотой сварных швов, проверяют на прочность по результирующему напряжению
или
Толщина
швов, прикрепляющих траверсы и ребра к
опорной плите,
(8.33)
или
(8.34)
где
- суммарная длина швов, прикрепляющих
траверсы и ребра к опорной плите. Если
торец колонны фрезеруется, а опорная
плита строгается (это обязательно
указывать на чертеже), то сварные швы
конструируют минимальной толщины.
