Компоновка балочной клетки, определение погонной нагрузки, максимальных внутренних усилий, подбор сечения балки железобетонного настила. Расчет колонны сплошного сечения, анализ нагрузки, действующей на колонну. Проверка напряжений и прочности траверсы.
Аннотация к работе
Учитывая пролет главной балки (L=13,5м) и тип настила (Железобетонный) примем шаг балок настила а=1.5 м.Расчетная схема балки и эпюры внутренних усилий. q - расчетная полезная нормативная нагрузка.Определение постоянной нагрузки № п.п Наименование нагрузки Нормативная нагрузка, КН/м? ?f Расчетная. нагрузка, КН/м?Максимальный изгибающий момент: расчетный: НормативныйСечение балки настила подбираем прокатное.Проверка максимальных нормальных напряжений: Условие прочности: прочность сечения по нормальным напряжениям обеспечена. Проверка общей устойчивости общая устойчивость балки настила обеспечена, так как верхний сжатый пояс балки непрерывно раскреплен настилом.Определяем фактический относительный прогиб балки: Сравниваем фактический относительный прогиб балки с предельно допустимым относительным прогибом: Фактический относительный прогиб не превышает предельно допустимого, следовательно, жесткость балки настила обеспечена.Так как на балку действует более 5 сосредоточенных сил (9 балок настила), то нагрузку на главную балку считаем равномерно распределенной.Определение усилий, возникающих в балке. Где ? - коэффициент, учитывающий собственный вес главной балки, принимаем ? = 1,04Материал балки работает в упругой зоне, тогда из условия прочности определяем требуемый момент сопротивления: где Ry = 230 МПА - расчетное сопротивление стали С 255 по пределу текучести Оптимальная высота балки - это такая высота балки, при которой масса балки минимальна. где k = 1.15 - для сварных балок, tw предварительно принимается по формуле Тогда принимает где примем Проверяем соответствие принятых размеров сечения конструктивным требованиям: Принимаем из конструктивных соображений bf = 40 см Изменение сечения балки по длине Изменение сечения балки производим на расстоянии х от опоры, которое составляет 1/6 пролета балки: Определяем изгибающий момент М 1 и поперечную силу Q1 в месте изменения сечения: и при получим и при получимПроверка прочности по нормальным напряжениям Условие прочности прочность балки по нормальным напряжениям обеспечена. Проверка прочности по касательным напряжениям Условие прочности: Где прочность балки по касательным напряжениям обеспечена. Проверка прочности по местным напряжениям Не выполняется, так сопряжение балок принято в одном уровне, то есть нет верхнего опирания балок настила на главную балку. Проверка прочности по приведенным напряжениям Условие прочности (при отсутствии местных напряжений): где коэффициент 1.15 учитывает возможность развития пластических деформаций прочность балки по приведенным напряжениям обеспечена. Lef = а, где а = 1,5 м шаг балок настила bf = 0.3 м ширина верхнего сжатого пояса общая устойчивость главной балки обеспечена.Расчетная схема колонны= 1.5м hз - глубина заделки колонны, рекомендуемая глубина заделки, принимаем 0,8м l - геометрическая длина колонныПринимаем расчетные длины относительно осей х и y равными: Где ? коэффициент приведения длины, для данных условий закрепленияГде L = 13.5м пролет главной балки l = 4м пролет второстепенной балки ? = 1.04 - коэффициент, учитывающий собственный вес колонны.
N = (gn * ?f1 pn * ?f2) * L * l * ? * ?n PoПредварительный подбор сечения выполняем из условия устойчивости: где ?c = 1 ? - коэффициент продольного изгиба, предварительно принимаем ? = 0.652 гибкость колонны относительно оси y-y где ?y, ?x коэффициенты пропорциональности между радиусами инерции и соответствующими геометрическими размерами. Для сварного двутавра эти коэффициенты можно принять: Получим: Для равноустойчивой колонны и принятого ? = 0.652, ?x= ?y= 90Так как lx = ly и iy<ix, то y - y ось наибольшей гибкости (?x< ?y) проверку устойчивости производим относительно оси y - y. Условие устойчивости: следовательно Методом интерполяции находим устойчивость колонны относительно оси y - y обеспечена. Устойчивость полки обеспечена, если выполняется соотношение: где - свес полки предельное отношение свеса полки к ее толщине, принимается по СНИП: Тогда местная устойчивость полки обеспечена.Расчет сварных швов, соединяющих стенку балки с опорным ребром Назначаем полуавтоматическую сварку сварочной проволокой Св-08А, тогда Rwf = 180Мпа СП 16.13330-2011 определяем коэффициенты глубины проплавления (полуавтоматическая сварка при d = 1.4-2 мм в вертикальном положении при катете шва kf = 3-8 мм): Bf = 0.9, Bz = 1.05 Определяем менее прочное сечение сварного шва Менее прочное сечение - по металлу шва, следовательно, в дальнейшем ведем расчет по металлу шва. Условие прочности шва по металлу шва: ПринимаемОпределяем несущую способность соединения, стянутого одним ВП болтом: ? = 0,58 - коэффициент трения ?n = 1.12 (при контроле усилия по М), Abn = 3.52 см? ?b =1.0, (при количестве болтов более 10), k = 2-количество плоскостей трения. Определяем усилие в полке: Определим количество болтов в полке: Принимаем 10 болтовСопряжение балки настила и главной балки выполним на болтах класса точности Б. Определяем несущую способность соединения на одном болте: по срезу: где ns = 1
План
Содержание
1. Исходные данные
2. Компоновка балочной клетки
3. Расчет балки настила
3.1 Расчетная схема балки
3.2 Определение погонной нагрузки на балку настила
3.3 Определение максимальных внутренних усилий
3.4 Предварительный подбор сечения балки
3.5 Проверки подобранного сечения
3.5.1 Проверки по предельным состояниям I группы
3.5.2 Проверки по предельным состояниям II группы
4. Расчет главной балки
4.1 Составление расчетной схемы
4.2 Определение погонной нагрузки
4.3 Подбор и компоновка сечения главной балки
4.4 Проверки подобранного сечения главной балки
4.4.1 Проверки по I группе предельных состояний
5. Расчет колонны сплошного сечения
5.1 Составление расчетной схемы
5.2 Определение расчетных длин
5.3 Определение нагрузки, действующей на колонну
5.4 Предварительный подбор и компоновка сечения
5.5 Проверки подобранного сечения
6. Расчет узлов
6.1 Опорный узел главной балки
6.2 Монтажный узел
6.3 Узел сопряжения главной балки и балки настила
6.4 База колонны
7. Расчет траверсы
1. Исходные данные
1. Конструкции пола и настила: керамическая плитка толщиной 30мм по цементной стяжке толщиной 20 мм, настил Железобетонный
2. Конструкции покрытия: кровельные сэндвич панели с толщиной утеплителя 90 мм