Содержание.
1.Исходные данные стр.1
2.Выбор схемы балочной клетки стр.1
3. Расчет и конструирование главной балки стр.9
4. Проектирование и расчет колонн стр.21
5. Список используемой литературы стр.26
1. Исходные данные.
Шаг колонн в продольном направлении А, м |
18 м. |
Шаг колонн в поперечном направлении В, м |
6 м. |
Габариты площадки в плане |
3А ´ 3В |
Отметка верха настила, м |
7,5 м |
Строительная высота перекрытия, м |
- |
Временная равномерно распределенная нагрузка, кН/м2 |
20 кН/м2 |
Материал конструкции настила - сталь |
С235 |
Материал балок настила и вспомогательных - сталь |
С235 |
Материал главных балок - сталь |
С255 |
Материал колонн - сталь |
С235 |
Материал фундаментов – бетон класса |
В 12,5 |
Допустимый относительный прогиб настила |
1/150 |
Тип сечения колонны |
Сплошная |
2. Выбор схемы балочной клетки.
Расчет настила.
Дано:
Р = 20 кН/м2; gf = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке.
Материал настила – сталь С235. Согласно СНиП II-23-81 Ry = 23 кН/см2 – расчетное сопротивление фасонного проката при t £ 20мм.
Норма прогиба для настила n = 150.
Коэффициент условия работы gс = 1.
Несущий настил состоит из стального листа, уложенного на балки и приваренного к ним. Для расчета такого настила мысленно вырежем из него полоску единичной ширины, закрепленную по концам неподвижными шарнирами. Тогда отношение наибольшего пролета настила к его толщине из условия заданного предельного прогиба можно приближенно вычислить по формуле:
где
кН/см2 ,
Принимаем для сравнения две толщины настила tн.
1. Примем tн =8 мм, тогда
см.
Определим число балок настила в пролете L = 18 м
шага – округляем до 20 шагов.
Принимаем , тогда расстояние между балками настила:
см.
Расчетная схема настила.
Расчетная схема балок настила.
Определяем распределенную нагрузку от веса настила зная, что 1м2 стального листа толщиной 8 мм весит 78,5 кг:
кг/м2 = 0,628 кН/м2
Нормативная нагрузка на балку настила:
кН/м.
Расчетная нагрузка на балку настила:
кН/м.
Расчетный изгибающий момент (пролет балки В = 6м):
кНм.
Требуемый момент сопротивления сечения:
см3, где
Сх = 1,1 – коэффициент, для расчета на прочность с учетом развития пластических деформаций, принимаемый по таблице 66 СНиП 2-23-81*
По сортаменту принимаем двутавр № 30: Wx = 472 см3; Ix = 7080 см4; g = 36,5 кг/м.
Проверка прогиба балки:
см < [] = =0,004
Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности и прогиба. Проверку касательных напряжений в прокатных балках обычно не производят из-за относительно большой толщины стенок балок.
Общую устойчивость балок настила проверять не надо, поскольку их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним настилом.
Определяем расход металла на 1 м2 перекрытия:
настил кг/м2;
балки настила кг/м2.
Всего расход составит: 62,8 + 40,5 = 103,35 кг/м2.
2. Примем tн = 10 мм, тогда
см.
Определим число балок настила в пролете L = 18 м
шага – округляем до 17 шагов.
Принимаем , тогда расстояние между балками настила:
см.
.Определяем распределенную нагрузку от веса настила зная, что 1м2 стального листа толщиной 10 мм весит 78,5 кг:
кг/м2 = 0,785 кН/м2
Нормативная нагрузка на балку настила:
кН/м.
Расчетная нагрузка на балку настила:
кН/м.
Расчетный изгибающий момент (пролет балки В = 6м):
кНм.
Требуемый момент сопротивления сечения:
см3, где
Сх = 1,1 – коэффициент, для расчета на прочность с учетом развития пластических деформаций, принимаемый по таблице 66 СНиП 2-23-81*
По сортаменту принимаем двутавр № 33: Wx = 597 см3; Ix = 9840 см4; g = 42,2 кг/м.
Проверка прогиба балки:
см < [] = =0,004
Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности и прогиба. Проверку касательных напряжений в прокатных балках обычно не производят из-за относительно большой толщины стенок балок.
Общую устойчивость балок настила проверять не надо, поскольку их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним настилом.
Определяем расход металла на 1 м2 перекрытия:
настил кг/м2;
балки настила кг/м2.
Всего расход составит: 78,5 + 42,2 = 120,7 кг/м2.
Окончательно принимаем первый вариант, как более экономичный:
tн = 8мм; балки настила I 30; шаг балок настила а = 0,9м.
Расчет усложненной балочной клетки.
Принимаем шаг вспомогательных балок l = 4,5м.
а = 83.2; Þ - принимаем m = 8.
Поэтому см.
2.2.1 Расчет балки настила.
Нормативная нагрузка составит:
кН/м.
Расчетная нагрузка составит:
кН/м.
Расчетный изгибающий момент:
кНм.
Требуемый момент сопротивления:
см3.
Принимаем двутавр I 22 по ГОСТ 8239-89, имеющий:
Wx = 232см3; g = 24 кг/м; Iх =2550 см4.
Проверим прочность:
Проверяем прогиб:
[] = =0,004
Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности и прогиба.
2.2.2 Расчет второстепенной балки
Если шагов балки настила m ≥ 5, то нагрузка представляется в виде равномерно- распределенных сил.
Нормативная нагрузка составит:
кН/м.
g = 24 кг/м Þ кг/м2.
Расчетная нагрузка составит:
кН/м.
Расчетный изгибающий момент:
кНм.
Требуемый момент сопротивления:
см3.
Принимаем двутавр I 55 по ГОСТ 8239-89, имеющий:
Wx = 2035см3; g = 92.6 кг/м; Iх =55962 см4; bf = 18см; lef = 75см; tf = 1.65см; h = 55см.
Определяем отношение (l0 / bп):
; tf = 1.65см; h = 55см.
Проверяем прогиб:
[] = =0,004
Проверяем прочность:
кН/см2.
Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и прогиба.
Определяем расход металла на 1 м2 перекрытия:
настил – кг/м2;
балки настила - кг/м2;
вспомогательные балки - кг/м2.
Всего расход металла составит: 62.8 + 32+ 20,6 = 130,6 кг/м2.
Как наиболее экономичный вариант принимаем нормальный тип балочной клетки с толщиной настила t =8 мм.
3. Расчет и конструирование главной балки.
Исходные данные:
Р = 20 кН/м2; L = 18м; tн = 8мм = 0,8см; gp = 1,2; gc = 1; gн = 0,628 кН/м2.
Балка настила: I 30 g1 = 36,5 кг/м Þ кН/м2.
Для стали С255 при t 4÷ 20мм Ry = 24 кН/см2; Rs = 0.58Ry = 13,9 кН/см2.
3.1 Определение высоты главной балки
Определяем нормативную нагрузку:
кН/м.
Определяем расчетную нагрузку:
кН/м.
Определяем расчетный изгибающий момент в середине пролета:
кНм = 621756 кНсм.
Определяем поперечную силу на опоре:
кН.
Определяем момент сопротивления:
см3.
Определяем высоту балки:
, где -гибкость стенки принимаем равным 130
см.
Определяем hmin балки из условия жесткости:
см.
Практикой проектирования установлено, что полученная оптимальная высота является наиболее рациональной, т.к. отступление в ту или другую сторону от высоты hопт вызовет увеличение расхода металла на балку. Поэтому принимаем высоту балки кратной 10 см = 100мм исходя из hопт:
h = 180 см = 1,8м.
Принимаем предварительно t=20мм
tст должно удовлетворять двум условиям:
1. из условия среза;
2. из условия обеспечения устойчивости стенки без постановки продольного ребра жесткости.
h=h-2t=180-2∙2=176cм
Пренебрегаем работой поясов
1. см.
2. см.
Принимаем t=12мм
Определяем требуемый момент инерции сечения балки:
см4 = In + Iст.
Определяем требуемый момент инерции поясов:
см4.
см4.
Определим требуемую площадь сечения поясов:
см2.
Принимаем пояса из листа 600×20мм
А=120см
==≤
3.2 Проверка несущей способности главной балки
Исходные данные:
ho = 178см; hст = 176см;
h = 180см;
tст = 12мм; tп = 20мм; bсв = 294мм; Iст = 545178см4; Aп = 60 × 2 = 120 см2.
Проверяем местную устойчивость сжатого пояса:
Эту проверку производим в месте возникновения максимальных нормальных напряжений – в середине пролета главной балки. По СНиП табл.30 будем иметь наибольшее отношение (где bсв – свес полки) при которых происходит потеря устойчивости полки. Эта величина будет различна при расчетах в пределах упругих
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.