Расчет металлических конструкций здания с пролетом главных балок 12,9м и шагом главных балок 6м

Содержание.

1.  Исходные данные

2.  Сбор нагрузок на рабочую площадку 

3.  Подбор сечения второстепенной балки:

3.1         Компоновочная часть;

3.2         Проверочная часть;

4.  Подбор сечения составной сварной главной балки:

4.1  Компоновочная часть;

4.2  Изменение сечения главной балки;

4.3  Проверочная часть;

5.  Расчет и конструирование колон:

5.1      Компоновочная часть;

5.2      Проверочная часть;

6.  Соединение главной и второстепенной балок 

7.  Расчет поясных швов 

8.  Расчёт опорного ребра главной балки

9.  Расчет оголовка колонны

10.  Расчет базы колонны

11.  Компоновка и конструирование связей

12.  Список литературы.

1.  Исходные данные

Пролет главных балок                                           L=12,9м

Шаг главных балок                                                В=6 м

Высота от пола до верха площадки                     H=8,5 м

Полезная нагрузка                                                  р=20,6 кН/м²

Толщина настила (ж/б плиты)                             δ_ж/б=11 см

Толщина пола (асфальто-бетон)                                                δ_б=80 мм

2.  Сбор нагрузок на рабочую площадку

№	Нагрузка	Нормативные значения кН/м2	γf	Расчетные значения кН/м2
1. Постоянная нагрузка (таб.1,стр.3, СНиП 2.01.07-85*)
1.1.	Пол асфальто-бетонный (ρ=1800 кг/м3 )	1,44	1,3	1,872
1.2.	Монолитная ж/б плита (ρ=2500 кг/м3 )	2,75	1,1	3,025
1.3.	Второстепенные балки (20-40 кг/м2)	0,2	1,05	0,21
		gн=4,39		gр=5,107
2. Временная нагрузка
2.1.	Полезная нагрузка р	20,6	1,2	24,72
		(g+p)н=24,99		(g+p)р=29,827

3.  Подбор сечения второстепенной балки

3.1.  Компоновочная часть

Исходя из типа настила и нагрузок принимаем шаг вспомогательных балок а=2.15 м, пролет вспомогательных балок В=6м.  Схема вспомогательных балок принимается в виде однопролетных шарнирно-опертых балок. Тип сечения -  прокатный равнополочный двутавр.

1.Статический расчет

Рис.

g=(g+p)^p*а*К1=29,827*2,15*1,05=67,3345 кН/м

Где К1 приняли по [3], который учитывает собственный вес конструкции

Максимальный изгибающий момент:

М_max=gl²/8=67,3345^*6²/8=303,00525 кН*м

Максимальная поперечная сила:

Q_max= gl/2=67,3345^*6/2=202,0035 кН

2.Выбор стали

Сталь выбираем из таблицы 50*  СНиП II-23-81* - С245 ГОСТ 27772-88

3.Нормативные и расчетные сопротивления

Выбираем из таблицы 51* СНиП II-23-81*

Нормативное сопротивление для фасонного прокатного двутавра с толщиной полки от 2 до 20 мм - R_νn=245МПа, R_un=370 МПа, расчетное сопротивление– R_у=240МПа, R_u=360 МПа.

4.Определение Wтр.

,       

где с₁-  учитывает развитие пластической деформации принимается по [4]

(табл.66)

γ_с – коэффициент, учитывающий условия работы, принимаемый 1 по СНиП II-23-81* таб. 6;

R_y – расчетное сопротивление (предел текучести) стали при растяжении, сжатии и изгибе,  R_y=240 МПа;

5.Геометрические характеристики

 Зная W_тр = 1127,3  см³, подбираем по сортаменту из таблицы П16.4 [1],  для прокатных стальных горячекатаных двутавровых балок с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83, ближайший номер профиля с избытком   W_x > W_тр , и выписываем из него геометрические характеристики:

3.2.  Проверочная часть

1.Проверка на прочность

-по нормальным напряжениям

с₁=1,07;

-пластическая деформация огран-ся с недогружением  8,9%

-по касательным напряжениям

,  

,                   

где , -предел текучести стали

γ_m –коэффициент надежности по материалу, равный 1,025 в соответствии с таблицей 2* СНиП  II-23-81*.

2.Общая устойчивость

          Расчет на общую устойчивость не проводим в соответствии с п. 5.16* (а) стр.12.[4]

3.Проверка на деформативность

, где таб.19 СНиП 2.01.07.-85*

4.Подбор сечения составной сварной главной балки

4.1.Компоновочная часть

     Шаг главных балок B=6м, пролет-L=12,9м.  Схема главных балок принимается в виде однопролетных шарнирно-опертых на колонны балок. Тип сечения -  составной сварной  двутавр.

Рис.

1.Статический расчет

Рис.

P=(g+p)^p*а*B*k₁, где k₁=1.02÷1.05 – коэффициент, учитывающий собственный вес балки

P=29,827/м²*2,15м*6м*1.05=404,007 kH

Опорные реакции:

RA=RB=6*P/2= 6*404,007/2=1212,02 kH

Максимальный изгибающий момент:

М_max=404,007*(2,15+4,3)+202,0035*6,45=3908,7701 кН*м

Максимальная поперечная сила:

Q_max= 2.5P=2.5*404,007=1010,0175 кН

2.Выбор стали

 Таблица 50* СНиП  II-23-81*: сталь – С255.

Компоновку начинаем с назначения высоты. Определяем (из условия минимального расхода стали) и (из условия обеспечения требуемой жесткости)

3.Определение  Wтр.

 ,

4.Определение высоты балки h

, если h≤1.3м

, если h>1.3м,

,

;

где  k – коэффициент, зависящий от сечения балки: для постоянного сечения – 1,15, для переменного – 1,1;