Курсовая работа: Проектирование металлической балочной конструкции

1. Из условия экономичности.

2. Из условия жесткости балки.

Исходя, из условия минимального расхода стали, высота балки определяется при h ≤ 1.3 по формуле:

h _опт = k ·Ö W _{т р} / t_w , (3.2.1)

где h – высота балки, определяется в первом приближении как h ≈ 0.1•L , h ≈ 1.02<1.3 м;

L – пролет главной балки;

к = 1.15 – для балок постоянного сечения;

γ_с = 1.

W _тр = M_max ·γ _n / R_y ·γ_c , (3.2.2)

W _тр = 1604.366·10³ ·0.95 / 240·10⁶ ·1 = 6351 см³,

t_w = [7 + 3 · ( h ,м)] , 3.2.3)

t_w = 7 + 3·1.02 = 10.06 мм , округляем кратно 2 мм : t_w = 12 мм ,

h_опт = 1.15·Ö 6351 / 1.2 = 83.662 c м < 1.3 м .

Из условия обеспечения требуемой жесткости:

h_min = 5 ·R_y ·γ_c ·L · [ L /ƒ] ·( p ^н + q ^н ) / [24 ·E ·( p + q ) ·γ _n ] , (3.2.4)

где по СНиПу II-23-81*:[ L /ƒ] = 1/211.667,

h_min = 5·240·10⁶ ·1·10.2·211.667·15.92 / [24·2.06·10⁶ ·18.95·0.95] = 47.7 см .

Из полученных высот h _опт , h_min принимаем большую h = h _опт = 83.662 см , следуя рекомендациям при h < 1м – принимаем h кратную 5 см , т.е. h = 85 см . Минимально допустимая толщина стенки из условия прочности на срез определяется по формуле:

t_{w ( min )} ³ 1.5 ·Q _расч ·γ _n / h_ef ·R_s ·γ_c , (3.2.5)

где R_s – расчетное сопротивление стали сдвигу в зависимости от значения R_y :

R_s = 0.58 ·R_y ;

R_s = 0.58·240·10⁶ = 139.2 МПа ;

h_ef – расчетная высота стенки, равная h_ef = 0.97 ·h .

h_ef = 0.97∙85=82 см ;

t_{w ( min )} ³ 1.5·629.163·10³ ·0.95 / 0.82·139.2·10⁶ = 7.86 мм .

Т.к. t_{w ( min )} > 6 мм , то согласно сортаменту, толщиной кратной 2 мм ., принимаем толщину стенки t_w = 8 мм .

Повторяем вычисления:

h_опт = 1.15·Ö 6351 / 0,8 = 102.465 c м > 1 м округляем кратно 10 см → h = 110 см

t_{w ( min )} ³ 1.5·629.163·10³ ·0.95 / 1.1·139.2·10⁶ = 6.036 мм > 6 мм → t_w = 8 мм .