Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
1Объект проектирования – рабочая площадка, выполненная из стальных конструкций. Сетка колонн 6х8м. Тип балочной клетки – нормальная. Опирание балок настила на главные – поэтажное. Климатический район строительства 2. Для балки настила:
(п.5.18 СНиП) Ммах/(cxWx)<=Ryc проверка несущей способности; 1/Wx<=Ryccx/Mmax; Wx>=Mmax/ Ryccx = 78.75*103/(250*106*1.12) = 281.28 cx-таб.66, примем 1.12: Af/Aw =0.5 Примем №24 Wx=289см3 , А=34.8см2 Af 2*t*b=2*9.5*115=2185 мм2=21.85 см2 Aw =34.8-21.85=12.95 Af/Aw=21.85/12.95=1.9 Корректируем сх= (Af/Aw=2)=1.04 Wx302.88 f max= 5/384*(qнl4/EI)=5/384*(15*103*64/(2.06*105*106*5010*10-8))=0.0245<[f]=0.03м. |
2Подобрать минимальную марку стали и сечение спаренных прокатных уголков верхнего пояса стропильной фермы одноэтажного отапливаемого пром. здания пролетом 24м. Кровля плоская с применением стального профилированного настила по прогонам с шагом 3м. Расчетное сжимающее усилие 990кН. Расчетные длины: в плоскости фермы 3м, из плоскости 6м. Толщина фасонок 14мм.Район строительства 4. Для поясов фермы и опорных раскосов лучше использовать более пч сталь , чем для основных деталей , т.к. они более нагружены , чем решетка ф. Фасонки - т-ко из спокойной стали, т.к. большая концентрация напряжений. Примем по т.50 сталь: Группа 2 18пс Ry=220(фасон) Р-он II4 Примем сталь : для решетки - С235, Ry=230, для поясов и оп. раск. - С245, Ry=240 l=24 мм, lп=3м, Nсж = 990кН (Верхний пояс работает на сжатие.) lох = 3м , lоу = 6м, tф = 14мм. N/(A) Ry c Aв.п. N/( Ry c) = 990*103/(240*0.8*1.05) = 49.1071см2, А/2 = 24.55см2 c(т.6) = 1.05 (для сж. стержней при расчете на пч.) Принимаем 2∟160х100х10 : А = 50.6 см2 При lу = 2 lх наиболее рационально сечение ¬⌐: ix = 5.13см, iy = 7.84см х = lх/ix = 300/5.13 = 58.48 max = у = 76.53 = 0.7096 у = lу/iу = 600/7.84 = 76.53 = N/A = 990*103 /(0.7096*50.6*10-4) = 275.7 МПа > Ry*1.05 = 252 МПа Увеличим номер уголка : 2∟160х100х12: А = 60 см2 ix = 5.11см, х = 58.71 iy = 7.9см, у = 75.95 = 0.714 = N/A = 990*103 /(0.714*60*10-4) = 231 МПа < 252 МПа 3Центрально сжатая стальная колонна загружена продольной силой. Сечение – прокатный двутавр 20К1(А=51.7см2, Jx=3730см4, Jy=1310см4, ix=8.49см, iy=5.03см). Расчетная схема: относительно оси Х – стержень, шарнирно закрепленный на обоих концах, относительно оси Y – стержень шарнирно закреплен вверху и жестко заделан внизу. Климатический район 3. Определить наибольшую величину продольной силы, которую может нести колонна конструктивной длиной 4.5м, выбрав предварительно для нее минимальную марку стали. Центрально-сжатая колонна Район 3, гр. 3 С235 , Ry=230 , Ru=350 , l=4.5м =N/(*A)<=Ry*c=230*1.1=253 x=lox/ix=450/8.49=53 y=loy/iy=450*0.7/5.03=62.62 -------x N<=Ry*c**A=230*106*1.1*0.7975*51.7*10-4=1043.14кН |
4Рассчитать сварные угловые швы и размеры двусторонних накладок в стыке растянутых стальных листов. Затяжки на осевое усилие N = 650 кН. Ширина листов b = 220 мм, толщина t = 14 мм. Сталь С245. Район строительства II4. Группа конструкций 2. с = 0.9. Сварка полуавтоматическая. Показать эскиз стыка со всеми размерами. Примем положение сварного шва “в лодочку”, толщину накладки 10мм kf min=5мм (таб.38) kf max=1.2tmin=12мм lw>=4kf>=40мм размер нахлестки должен быть >= 5tmin(п. 12.8 п/п д) >=50мм (т.34) f = 0.9 Rf = (т. 56) = 200 МПа z = 1.05 Rz = 0.45*Run = 0.45*510 = 166.5 МПа Rf*f*f = 200*0.9*1 = 180 МПа Rz*z*z = 166.5*1.05*1 = 174.83 МПа l = N/(n*kf*Rz*z*z*c) ширина накладки l + 2*20 мм 5Рассчитать и законструировать стык стальных листов сечением 380x14 мм из стали С345, воспринимающих осевое растягивающее усилие N = 980 кН, на обычных болтах нормальной точности. Район строительства II3. Группа конструкций 2. с = 1.1. Показать эскиз стыка со всеми размерами. Кол-во болтов n>=N/c*Nmin примем d=20; класс 4,6 Nср.=Rbs* b*A*ns=150 МПа*(*202)/4*2*0.9=84.82кН Nсм.=Rbp* b*d*t=535*106*0.9*0.02*0.014=134.82кН Rbp-через Run по табл.59 Кол-во болтов : n>=980*103/(1.1*84.82)=10.5 шт.-11 болтов Расстояния (табл.39): примем болты d=20мм Между центрами болтов : Min 2.5dотв.=2.5*22=55 Max в крайних рядах 8d=8*22=176 12t-=12*10=120 Всредних рядах 16d=16*22=352 24t=240 До края : Min 1.5d=1.5*22=33 Max 4d=4*22=88 или 8t=80 6Рассчитать и законструировать стык стальных листов сечением 400x16 мм из стали С345, воспринимающих осевое растягивающее усилие N = 1280 кН, на высокопрочных болтах. Район строительства II4. Группа конструкций 2. с = 1.1. Показать эскиз стыка со всеми размерами. Примем болты: М20, 40X ’селект’ Расчет усилия восприятия каждой поверхностью трения соед-ых эл-ов, стянутых 1 болтом Qbh=(Rbh*b*A*bn*)/h=(770*0.9*245*0.5*10-3)/1.02=83.23кН Rbh(п.3.7 табл.61)=0.7*Rbun=0.7*1100 Н/мм2=770 Н/мм2 b=( при n=5..10)=0.9 Abn=2.45*102 мм2 =0.5 h=1.02 количество болтов n>=N/(c*Qbh*nтр)=1280/(1.1*83.23*2)=6.99 принимаем 7 болтов на одну сторону соединения. |
|
8Проверить прочность подкрановой консоли по нормальным, касательным и приведенным напряжениям. Исх.данные: Сталь – С245; Dmax=200кН. 1 Решение: С245: Ry=240 Мпа Rs=140 Мпа пр=(2+3*2)Ry*c*1,15 =M/W =H/Aст M=Dmax*e=200*0,5=100 кН*м H=M/hк=100/0,44=227,27 кН yc=Sx/F=(tiyi)/(ti)=(26*2*43+40*1.4*22+22+20*2*1)/(26*2+40*1.4+20*2)=23.7 см 24см Ixc=Ixcп1+Ixcст+ Ixcп2 Ixcп1=(26*23)/12+26*2*172=15045 см4 Ixcст=1,4*403/12+40*1,4*42=8363 см4 Ixcп2=20*23/12+20*2*252=25013 см4 Ixc=15045+8363+25013=48421 см4 Wx= Ixc/Ymax=48421/25=1936,8 см3 =100*103/(1936,8*10-6)=51,63 МПа Ry*c =227,27*103/(56*10-4)=40,58 МПа Rs*c=140 Мпа пр=(51,632+3*40,582)=87,2 Мпа < 240 Мпа*1,15 Прочность обеспечена |
9Подобрать поперечное сечение приопорных раскосов для ферм, изображенных на рис., и сравнить по расходу материала. Материал раскосов – сталь С245. Поперечное сечение из парных уголков. Решение: C245: Ry=240Мпа 1вариант. (восходящий опорный раскос, рассчитываем как сжатый элемент) АтрN/(Ryc), где - коэффициент продольного изгиба (в первом приближении задаемся = 0,8) Атр 1000кН/(0.8.24кН/см2. 1)=52.08см2 Принимаем 2 неравнополочных уголка 180x110x10 (А=28,33см2; Jx1=952.28см4; Jy1=276.37см4; y0=5.88см) Jx= 2. Jx1=952,28.2=1905см4 Jy= 2.( Jy1+A.(y0+0.6)2)= 2.(276.37+28.33.(5.88+0.6)2)=2932см4 ix= (Jx/(2A))= (1905/(2.28.33))=5.798см iy= (Jy/(2A))= (2932/(2.28.33))=7.913см l0x= l0y= 32+32= 4,24м x=l0x/ix= 4,24м/0,05798м=73,132; x=0.74 y=l0y/iy= 4,24м/0,07913м=58.942; y>x (табл. 72 СНиП) x, y <[]=120 (СНиП табл.19) Проверка: N/(min.A)Ry.c 1000/(0.74.(28.33.2))=238.5 МПа < 240МПа Прочность обеспечена. 2вариант. (нисходящий опорный раскос, рассчитываем как растянутый элемент) АтрN/(Ryc) Атр 1000кН/(24кН/см2. 1)=41,7см2 Принимаем 2 неравнополочных уголка 140x90x10 (А=22,24см2; Jx1=444.45см4; Jy1=145.54см4; y0=4.58см) Jx= 2. Jx1=444,45.2=888,9см4 Jy= 2.( Jy1+A.(y0+0.6)2)= 2.(145.54+22.24.(4.58+0.6)2)=1485см4 ix= (Jx/(2A))= (888,9/(2.22.24))=4.47см iy= (Jy/(2A))= (1485/(2.22.24))=5.777см l0x= l0y= 32+32= 4,24м x=l0x/ix= 4,24м/0,0447м=94,847 y=l0y/iy= 4,24м/0,05777м=73.39 x, y <[]=400 (СНиП табл.19) Проверка: N/(A)Ry.c 1000/(28.33.2)=224.82 МПа < 240МПа Прочность обеспечена. Из расчета видно, что в случае с нисходящим опорным раскосом расход материала будет меньше. |
10Исх.данные: к концу фасонки (рис) приложена сила 200кН. Материал конструкции – сталь С245. Толщина фасонки 20мм. Определить: рассчитать и сконструировать сварное соединение с угловыми швами. Решение. lw = 400-10=390мм = P / Aw Rw . w . c Aw = 2.lw.(.kf) Rwf = 0.55Rwun / wm; Rwz = 0.45Run; Run = 370 МПа (С - 245) Rwun = 490 МПа (табл. 4 СНиП), wm = 1.25, тогда Rwf = 0.55 . 490 / 1.25 = 215 МПа Rwz = 0.45 . 370 = 165 МПа Принимаем полуавтоматическую сварку в углекислом газе сварочной проволокой СВ08Г2С (ГОСТ 2246 – 70*), катет сварного шва 3-8 мм, диаметр сварочной проволоки <1.4 мм (табл. 34 СНиП) wf = wz = 1; f = 0.7, z = 1.0Разрушение сварного шва может произойти из за среза по металлу шва, либо по металлу границы сплавления. f . Rwf . wf = 0.7 . 215 . 1 = 150.5 z . Rwz . wz = 1.0 . 165 . 1 = 165 Как видно возможное разрушение, вероятнее всего будет происходить по металлу шва. Aw = 2lwfkf = P / 2lwfkf = 30 / 2 . 39 . 0.7 . kf = 0.55 / kf Rwf . wf . c 0.55 / kf 215 МПа; kf 0.55 / 215 = 0.02мм Принимаем катет шва равным минимально допустимому 6мм (табл. 38 СНиП) |
|
21 Гниение, горение и коррозия древесины. Методы и способы защиты деревянных конструкций от загнивания и возгорания. Ответ: Дощато-клееные гнутые рамы выполняют трехшарнирными, что облегчает изготовление, транспортирование и монтаж. Криволинейность карнизных узлов достигается выгибом слоев досок по окружности при изготовлении. Радиус кривизны составляет 2-4м. Сечение рамы прямоугольное, переменное по высоте. Рама работает на сжатие и поперечный изгиб. В связи с переменностью сечения нормальные напряжения проверяют в различных местах рамы по длине. Нормальные напряжения находят по ф-ле сжатоизгибаемого стержня: =Ni/Fiнт+Mg/Wiнт*krb<Rc*mгн*mб*mсл, Mg=Mi/ii ; i=1-(2*Ni/3000*Fiбр*Rс), где Ni, Мi – нормальная сила и изгибающий момент в рассматриваемом сечении; Fiбр и Wiнт – площадь и момент сопротивления рамы в рассматриваемом сечении; - гибкость рамы, постоянная для всех сечений рамы; krb – коэффициент к расчетному сопротивлению, учитывающий криволинейность эпюры напряжения. |
23Как обеспечивается устойчивость деревянного каркасного здания? При изложении способов дать варианты создания устойчивости здания и в продольном и в поперечном направлении. Ответ: 1 способ: Поперечную и продольную устойчивость зд-я создают пространственным защемлением каждой из стоек каркаса в грунте. Верхние концы стоек связывает ч/з обвязку с эл-ами покрытия. Во избежание возможного в некоторых случаях перекашивания зд-ий в связи с деформациями грунта в местах защимления стоек в крайних пролетах, продольных торцевых стен, а так же в промежуточных пролетах целесообразно устанавливать связи с интервалом 20-30м. Придпочтительнее нижние концы стоек располагать выше уровня пола и прикреплять их болтами или хомутами к сменяемым деревянным, а еще лучше – ж/б-ым пасынкам. 2 способ: Поперечная устойчивость зд-ий обеспечивается защемлением в фундаментах в плоских деревянных стоек, решетчатых или клееных. Решетчатые стойки защемляют натяжными анкерами. Анкерами служат стальные полосы заделываемые в фундамент и расчитываемый на максимальное отрывающее усилие, определяемое при наиневыгоднейшем сочетании нагрузок. К анкерным полоскам приварены равнобокие уголки. Сквозь консольные части уголков с 2ух сторон стойки проходят перекрестные тяжи с нарезкой на обоих частях. В месте пересечения они приварены к стальным пластинкам, прилегающим вплотную к боковым граням клееной стойки. Продольную устойчивость создают постановкой связей по продольным стенам и м/у внутренними стйками, если таковые имеются, в продольном направлении. 3-ий способ: поперечную устойчивость зд-я обеспечивают, применяя простейшие комбинированные и подкосные системы, рамные системы или арочные конструкции, передающие распор непосредственно на фундаменты. Продольная устойчивость зд-я м/б создана постановкой связей по продольным линиям стоек. 4ый способ: Устойчивость каркасного зд-я при шарнирном опирании стоек на фундаменты и шарнирном примыкании их к эл-ам покрытия м. создать лишь в том случае, если конструктивные эл-ты покрытия и стен не только будут достаточно прочными, жесткими и устойчивыми для восприятия всех действующих на них нагрузок, но и создадут неизменяемые, жесткие и устойчивые диафрагмы, образуя тем самым неизменную, жесткую и устойчивую пространственную коробку. |
24Основные виды и конструктивные решения дощатых настилов покрытия. Основы расчета деревянных настилов. Ответ: Настилы из досок применяют в покрытиях в виде сплошной конструкции или обрешетки под кровли разных типов. Под 3ех-слойную рубероидную кровлю неотапливаемых зд-ий служат настил из 2ух слоев досок, к-рые соединяются гвоздями. Верхний защитный слой досок толщиной 16-25мм и шириной до 100мм укладывают под углом 45о к нижнему. Впокрытиях различных отапливаемых зд-ий для укладки утеплителя применяют одинарный дощатый настил. Доски соединяют впритык или четверть, толщину их опр-ют расчетом. Они скрепляются поперечными досками и раскосами из досок. Защитный настил образует сплошную поверхность, обеспечивает совместную работу всех досок настила, распределяет сосредоточенные нагрузки на полосу рабочего настила шириной 50см. Расчет настилов, работающих на поперечный изгиб, проводится по схеме двухпролетной балки при 2ух сочетаниях нагрузки: нагрузки от собственного веса покрытия и снеговой нагрузки – на прочность и прогиб; нагрузки от собств. веса покрытия и сосредоточенной нагрузки в одном пролете равной 1.2 кН только на прочность. 25Плиты с фанерными обшивками. Примеряемые материалы. Конструктивные и технологические параметры. Основы расчета. Ответ: Для таких плит в качестве обшивок используются фанерные листы повышенной водостойкой марки. В качестве продольных ребер используются деревянные бруски прямоугольного и таврового сечения. Иногда используется составное сечение коробчатого или таврового типа с использованием фанерных листов в качестве стенки. Крепление фанерных листов к деревянному каркасу осуществляется за счет использования водостойкого клея. Особенностью расчета таких плит является то, что верхняя обшивка рассчитывается на сжатие, а нижняя обшивка на растяжение. Количество продольных ребер определяется по условию расчета на изгиб поперек волокон наружных шпонов верхней фанерной обшивки при действии сосредоточенной расчетной нагрузки 1000 Н (монтажник с инструментами) на ширину 100 см. Момент равен M = P*c/8 (c – расстояние между осями ребер) Клеефанерные конструкции рассчитывают с учетом различных модулей упругости древесины и фанеры по приведенным геометрическим характеристикам, причем, приводят к тому материалу элемента конструкции, в котором находят напряжение. Приведенные характеристики: Iприв = Iф+Iд*(Ед/Еф); Sприв = Sф + Sд *(Ед/Еф); Fприв = Fф + Fд*(Ед/Еф); Wприв = Iприв/y (y – расстояние до наиболее удаленных волокон). Остальное см. СНиП. |
|
11. Определить несущ.способность кирп простенка при центральном сжатиии Ответ: Апрост = 38см*90см=3420см2 – площадь простенка; Афакт = 300см*90см=27000 см2 – фактич.площадь кирпичной кладки, приходящейся на простенок; Vкладки=2,7м2*0,38м=1,026 м3 N=ρкл*V*1.1=1800кг/м3*1,026м3*1,1=2031,48кгс – это собственная масса кирпичной кладки, которая давит на простенок; Несущая способнотсь каменного простенка при центральном сжатии будет обеспечена при выполнении условия: N≤mдлит*ϕRA(все смотри по СНиП”Каменные и армокаменные конструкции”) R=15кгс/см2; λ=l0/h=3000/380=7,9→ϕ=0,95(по табл.СНиП); mдлит=1 1*0.95*15 кгс/см2*3420см2=48735кгс; 2031,48<48735 – прочность простенка обеспечена.
Ответ: Апрост = 103см*77см=7931см2 – площадь простенка; Афакт = 330см*103см=33900 см2 – фактич.площадь кирпичной кладки, приходящейся на простенок; Vкладки=3,39м2*0,77м=2,61 м3 N=ρкл*V*1.1=1800кг/м3*2,61м3*1,1=5168.4кгс – это собственная масса кирпичной кладки, которая давит на простенок; Несущая способнотсь каменного простенка при внецентренном сжатии будет обеспечена при выполнении условия: N тg1 RAcw (все смотри по СНиП”Каменные и армокаменные конструкции”) R=15кгс/см2; Ас=7931см2*(1-2*20см/77см)=3811см2; λ=l0/h=3300/770=4.28→ϕ=0.99(по табл.СНиП); ϕ1=(0.99+0.99)/2=1; ω=1+е0/h=1+200/770=1.26 mдлит=1 1*0.99*15 кгс/см2*3811см2*1.26=71307.6кгс; 5168.4<71307.6 – прочность простенка обеспечена.
|
15. Расчетная схема одноэтажного промздания с указанием нагрузок на которые рассчитывается Ж/Б каркас здания. Поперечная рама одноэтажного каркасного здания испытывает действие постоянных нагрузок от веса покрытия и различных временных нагрузок от снега, вертикального и горизонтального давления мостовых кранов, положительного и отрицательного давления ветра и др. (рис. а). В расчетной схеме рамы соединение ригеля с колонной считают шарнирным, а соединение колонны с фундаментами — жестким. Длину колонн принимают равной расстоянию от верха фундамента до низа ригеля. Цель расчета поперечной рамы — определить усилия в колоннах от расчетных нагрузок и подобрать их сечения, а также определить боковой прогиб верха рамы от нормальной ветровой нагрузки. Предъявленный прогиб, установленный нормами, составляет: fu=H/200 при H=15м; fu=H/300 при H=30м, где H — длина колонны от верха фундамента до низа стропильной конструкции — ригеля рамы. Постоянная нагрузка от веса покрытия передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля F. Эту нагрузку подсчитывают по соответствующей грузовой площади. Вертикальная нагрузка приложена по оси опоры ригеля и передается на колонну при привязке наружной грани колонны к разбивочной оси на 250 мм с эксцентриситетом: в верхней надкрановой части е=0,25/2=0,125м (при нулевой привязке е=0); в нижней подкрановой части е=(h1 — h2)/20 - 0,125 [при нулевой привязке е= (h1 — h2)/2; нагрузка F приложена с моментом, равным М = Ре. Временную нагрузку от снега устанавливают в соответствии с географическим районом строительства и профилем покрытия. Она передается на колонну так же, как вертикальное опорное давление ригеля F, и подсчитывается по той же грузовой площади, что и нагрузка от веса покрытия. Временную нагрузку от мостовых кранов определяют от двух мостовых кранов, работающих в сближенном положении. Коэффициент надежности для определения расчетных значений вертикальной и горизонтальной нагрузок от мостовых кранов γf=1,1. Вертикальную нагрузку на колонну вычисляют по линиям влияния опорной реакции подкрановой балки, наибольшая ордината которой на опоре равна единице. Одну сосредоточенную силу от колеса моста прикладывают на опоре, остальные силы располагают в зависимости от стандартного расстояния между колесами крана (рис. б). Максимальное давление на колонну Dmax= FmaxΣy при этом давление на колонну на противоположной стороне Dmin= FminΣy Вертикальное давление от кранов передается через подкрановые балки на подкрановую часть колонны с эксцентриситетом, равным для крайней колонны е=0,25+λ - 0,5/h2 (при нулевой привязке е=λ - 0,5/h2), для средней колонны е=λ (рис. в). Соответствующие моменты от крановой нагрузки Горизонтальная нагрузка па колонну от торможения двух мостовых крапов, находящихся в сближенном положении, передается через подкрановую балку по тем же линиям влияния, что и вертикальное давление: H=HmaxΣy Временную ветровую нагрузку принимают в зависимости от географического района и высоты здания, устанавливая ее значение на 1 м2 поверхности стен и фонаря. С наветренной стороны действует положительное давление, с подветренной - отрицательное. Стеновые панели передают ветровое давление на колонны в виде распределенной нагрузки р — ώа, где а — шаг колонн. Неравномерную по высоте здания ветровую нагрузку приводят к равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке консоли. Ветровое давление, действующее на фонарь и часть стены, расположенную выше колонн, передается в расчетной схеме в виде сосредоточенной силы W. |
18.Законструировать короткую консоль ж/б колонны. Толщина защитного слоя: азс=30мм. Сначала производим расчет на подборармирующего каркаса, после подбора считаем общую длину дл язанесения в спецификацию. Затем производим проверку наклонного сечения консоли на действие попер. силы: Qвнеш≤Qв+Qsw. Затем считаем число хомутов, необходимых для предотвращения появления наклонной трещины. Каркас, например КР-2 и посчитаную общую массу хомутов вносим в спецификацию. Затем производим проверку наклонного сечения на действие поперечной силы в наклонной сжатой полосе м/у грузом и опорой. Кроме того поперечная сила Q в неразрезных к-циях воспринимается стыковочными стержнями. Стык делают на отметке 0,9м по след. соображениям : 1) Удобно джля производства сварных работ. 2) Третья часть высоты этажа – нулевые моменты при внецентренно нагруженных колоннах (на стадии монтажа). 3) Легкость (удобство) установки кондукторов |