Выбор марок стали и компоновка балочной клетки. Расчет и конструирование главной клетки. Расчет и конструирование колонны сплошного сечения, страница 2

R_wf=180 МПа=18 кН/см²; R_wz=0,45*R_un=0,45*37=16,65 кН/см² ;R_wun=410 МПа=41 кН/см²; β_f=0,9; β_z=1,05; γ_wf=0,85; γ_wz=0,85; l_w – расчетная длина шва, принимаемая 10мм;

В соответствии с табл.2.9(1) K_f =5

Расчет балок настила.

   Нормативная нагрузка на : 

собственный вес настила:   g_н=p х t_n х g_,

где р=7850 кг/м³ - плотность стали.

g_н=78.5 х 0.01х9,8 = 0,77 кН/м²;

g₀=29,5 кН/м²,

=(29,5+0,77)*0,8=24,22 кН/м

Расчетная   нагрузка:           q^p=(n₁q₀+ n₂q_n)a;

где  n₁, n₂  - коэффициент надежности по нагрузке: n1=1,2; n2=1,05 (табл.1.1(1)).

q^p =(1,2x29,5+1.05x0,77)*0,8=28,97 кН/м

Расчетный изгибающий момент в балке:

          

Требуемый момент сопротивления:

Требуемый момент инерции:

Принимаем двутавр с параллельными полками марки 35Б1 (номинальный размер профиля 350х155) со следующими характеристиками:

h=346,6 мм, b=155 мм, d=6 мм, t=8,8 мм, R=14мм,

g=38,2 кг/м, I_x =10000 см⁴, W_nx=557 см³, А=48,7 см².

Проверка прочности балки:

Находим отношение площади сечения полок к площади сечения стенок по формуле:

По табл.  66 (2), интерполируя, принимаем  с_х=1,094

Расчетное напряжение находим по формуле:

Прочность балки обеспечена.

Проверка  жесткости:

Жесткость балки обеспечена.

Расход металла по первому варианту при общем количестве балок  настила 16 шт.:

g₁ = g_н+ g_б.н /а = 7850*0.01 + 38,2/0.8 = 126,25 кг/м²

1.4Расчет усложненной балочной клетки со стальным настилом

Расчет настила

Определяем размеры настила по формуле:

, где - толщина настила, м;  =[150…100]- отношение пролета настила к предельному прогибу,  E₁ - относительный  модуль упругости стали: , где - модуль упругости стали;- коэффициент Пуассона.

  =10-12 мм.

=83,583х1=83,583 см;      =83,583х1,2=100,2996 см;

Определим число шагов балок:     n= ==7,18 (8)

n= ==5,98 (6)

Фактическое расстояние равно:     ==75 см=0,75 м.  =75/83,583=10 мм.

==100 см=1 м    =100/83,583=1,196 см=12 мм.

Принимаем пролет настила 0,75 м., тогда =10 мм.

Определим растягивающее усилие на 1 см настила по формуле: 

Расчет балок настила:

Нормативная нагрузка на балку:

Расчетная нагрузка на балку: q^p=(n₁q₀+ n₂q_n)a;

где  n₁, n₂  - коэффициент надежности по нагрузке: n1=1,2; n2=1,05 (табл.1.1(1)).

q^p =(1,2x29,5+1.05x0,77)*0,75=27,16 кН/м

Расчетный изгибающий момент в балке:

Требуемый момент сопротивления:

Момент инерции:

Принимаем двутавр с параллельными полками - номер 23Б1 со следующими характеристиками:

h=227,8 мм, b=110 мм, d=5.4мм, t=7,9 мм, R=12 мм, g=23,6 кг/м, I_x =2660 см⁴, W_nx=234 см³, А=30,1 см².

Проверка прочности балки:

Находим отношение площади сечения полок к площади сечения стенок по формуле:

По табл.  66 (2), интерполируя, принимаем  с_х=1,0844

Расчетное напряжение находим по формуле:

Прочность балки обеспечена.

Проверка  жесткости:

Жесткость балки обеспечена.

Расход металла по второму варианту на настил и балки настила:

g₁ = g_н+ g_б.н /а = 7850*0.01 + 23,6/0,75 =109,97 кг/м²

Расчёт вспомогательной балки:

Нормативная и расчётная нагрузка:

Расчетный момент:

Момент сопротивления:    

Момент инерции:    

Принимаем двутавр с параллельными полками N55Б1 (номинальный размер профиля 550х215 мм.)

h=545.2 мм, b=215 мм, d=9.2 мм, t=13.7 мм, R=20 мм,

g=86.3 кг/м, I_x =54480 см⁴, W_nx=2000 см³, А=110 см².

Проверка прочности балки:

Находим отношение площади сечения полок к площади сечения стенок по формуле:

По табл.  66 (2), интерполируя, принимаем  с_х=1,103

Расчетное напряжение находим по формуле:

Прочность балки обеспечена.

Проверка  жесткости:

Жесткость балки обеспечена.

Полный расход стали для усложненной балочной клетки:

 

1.5 Расчет нормальной балочной клетки с ж/б настилом

При шаге балок 3м и полезной нагрузке 29,5 кН/м², принимаем толщину железобетонной плиты 160мм (γ=24 кН/м³), толщину цементной стяжки 25мм (γ=23 кН/м³).           

Нагрузка от веса  ж/б плиты толщиной  t = 160  мм (при пролетеa=3 м):