МК1 записка
.pdf1
Министерство образования Республики Беларусь
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра “Металлические и деревянные конструкции”
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту на тему:
“Балочная клетка”
Проверил: |
Вербицкий А.Г. |
Исполнитель: студент |
Александров А.Г. |
Минск 2010
2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
||||||||||||
Задание на выполнение курсовой работы |
2 |
||||||||||||||
Содержание |
3 |
||||||||||||||
Реферат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
1.1. |
Компоновка балочной клетки |
|
5 |
||||||||||||
|
1.1.1 Определение нагрузок на |
перекрытие |
|
|
5 |
||||||||||
|
1.1.2 Выбор оптимальной схемы балочной клетки |
|
9 |
||||||||||||
1.2. |
Расчет главной балки |
|
|
|
|
|
10 |
||||||||
|
1.2.1. Определение нагрузок и усилий |
|
|
10 |
|||||||||||
|
1.2.2. Компоновка сечения составной сварной балки с проверкой на прочность, |
|
|
||||||||||||
|
общую устойчивость и жесткость |
10 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1.2.3. Определение места изменения сечения балки |
|
13 |
||||||||||||
|
1.2.4. Расчет соединения поясов балки со стенкой |
|
|
|
|
15 |
|||||||||
|
1.2.5. Установление размеров опорной части балки с |
проверкой на устойчивость |
|
16 |
|||||||||||
|
1.2.6. Проверка местной устойчивости балки с обоснованием размещения и |
18 |
|||||||||||||
|
1.2.7. Расчет монтажного стыка балки на высокопрочных болтах |
21 |
|||||||||||||
|
1.2.7.1. Расчет соединения по поясам |
|
|
|
21 |
||||||||||
|
1.2.7.2. Расчет соединения по стенке |
|
|
|
23 |
||||||||||
1.3. |
Расчет колонны |
|
|
|
25 |
||||||||||
|
1.3.1. Определение |
нагрузок и подбор сечения сплошной колонны |
|
|
25 |
||||||||||
|
1.3.2. Проверка полок и стенки на местную устойчивость |
27 |
|||||||||||||
|
1.3.3. Компоновка и расчет базы сплошной колонны |
28 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
1.3.4. Выбор конструктивного решения и расчет сопряжений вспомогательной балки |
33 |
|||||||||||||
|
с главной и колонной. То же - главной балки с колонной |
|
|
||||||||||||
Список использованных источников |
|
|
36 |
4
Реферат
Страниц: 36, рисунков: 24, таблиц:4, библиотечных наименований: 4
Балочная клетка, оптимальная компоновка, несущая конструкция, колонна, балка, расчет, конструирование, узлы.
В настоящей работе выполнено оптимальная компоновка балочной клетки на основе экономического сравнения 3-х вариантов, произведены статические и поверочные расчеты несущих конструкций, а также узлов их сопряжения, разработаны чертежи конструкций в стадиях КМ и КМД.
1.1. Компоновка балочной клетки |
5 |
1.1.1. Определение нагрузок на перекрытие
Произвожу компоновку ячейки по трем вариантам расположения балок настила, учитывая следующие требования:
1 – количество шагов балок настила нечетное; 2 – шаг балок настила a в пределах ≈1.1-3.5м
3– aср≥акр
4– шаг средних балок кратен 100мм, крайних – 50мм.
Пролет главных балок L= 12 м |
|
Шаг главных балок В= 5.5 м |
||||||
1-ый вариант |
nш= |
7 |
aср= |
1.8 |
м |
aкр= |
1.50 |
м |
2-ой вариант |
nш= |
9 |
aср= |
1.4 |
м |
aкр= |
1.10 |
м |
3-ий вариант |
nш= |
11 |
aср= |
1.1 |
м |
aкр= |
1.05 |
м |
|
1.50 |
|
1.10 |
|
1.05 |
|
9 |
|
9.8 |
|
9.9 |
|
= |
12 |
= |
12 |
= |
12 |
5.0 |
7 |
9 |
||
|
x |
|
x |
|
x |
|
1.8 |
|
1.4 |
|
1.1 |
|
1.80 |
|
1.10 |
|
1.05 |
|
5.5 |
|
5.5 |
|
5.5 |
Рис.1.1.1 Компоновка ячейки по трем вариантам
20
7.0
Рис.1. 1.2 Сечение а-а.
Толщина монолитной ж.б. плиты, см
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.1. |
|
|
|
|
pn |
, кН/м2 |
|
|
|
аср, м |
|
|
пол |
|
|
||
10 - 15 |
15 - 20 |
|
20 - 25 |
>25 |
|
||
|
|
|
|
||||
1 |
- 2 |
8 |
10 |
|
12 |
14 |
|
2 |
- 2.8 |
10 |
12 |
|
12 |
14 |
|
>2.8 |
12 |
14 |
|
14 |
16 |
|
|
|
|
|
|
Сбор нагрузок на 1м2 |
перекрытия |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.1.2. |
№ |
|
|
|
|
|
|
Нормативная |
Коэффициент |
Расчетная нагрузка |
п/п |
|
|
|
Наименование |
|
нагрузка Pн, кПа |
надежности по |
P, кПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагрузке γf |
|
|
|
|
I. Постоянные |
|
|
|
|
||
|
Собственный вес керамической плитки по |
|
0.57 |
1.3 |
0.741 |
||||
1 |
цементно-песчаному раствору |
|
|||||||
|
t= |
30 мм |
ρ= |
1900 кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
Собственный вес монолитной ж.б. плиты |
|
|
|
|
||||
2 |
ρ= |
2500 |
кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
t1= |
140 |
мм |
|
3.5 |
|
3.85 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
t1= |
120 |
мм |
|
3 |
1.1 |
3.3 |
|
|
|
t1= |
120 |
мм |
|
3 |
|
3.3 |
3 |
Собственный вес балки настила (будет |
|
|
1.05 |
|
||||
|
учтен в дальнейших расчетах) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
II. Временные |
|
|
|
|
||
|
Полезная |
|
|
|
|
20 |
1.2 |
24 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
24.070 |
|
28.591 |
|
Итого по вариантам: |
2 |
|
23.570 |
|
28.041 |
|||
|
|
|
|
|
3 |
|
23.570 |
|
28.041 |
|
q1=∑P1·a1ср= |
28.591 |
· |
1.8 |
= |
51.5 |
кН/м |
|||||
|
q2=∑P2·a2ср= 28.041 |
· |
1.4 |
= |
39.3 |
кН/м |
||||||
5.5 |
q3=∑P3·a3ср= |
28.041 |
· |
1.1 |
= |
30.8 |
кН/м |
|||||
|
М1= |
q1 |
· |
B2 |
= |
51.5 |
· |
5.5 |
2 |
|
|
кНм |
|
|
8 |
|
|
8 |
|
= 194.597 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
М2= |
q2 |
· |
B2 |
= |
39.3 |
· |
5.5 |
2 |
148.44 |
кНм |
|
|
|
8 |
|
|
8 |
|
= |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
М3= |
q3 |
· |
B2 |
= |
30.8 |
· |
5.5 |
2 |
|
|
кНм |
|
|
8 |
|
|
8 |
|
= 116.633 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.1.1.3 Расчетная схема балки настила
Принимаю район строительства г. Минск, который относится к климатическому району II8. По [1] по таблице 50 для конструкции 3 группы в климатическом районе II8, принимаю сталь С235. По таблице 51 [1] для фасонного проката (прокатной двутавр)из стали С235
толщиной до 20 мм |
, принимаю |
расчетное сопротивление растяжению, сжатию и изгибу |
по пределу текучести |
Ry= 230 |
МПа |
По таблице 6 [1] для сплошных балок принимаю коэффициент условий работы при расчете
на прочность γс= 1.1 на жесткость γс= 1 |
|
|
|
А |
|
По таблице 66 [1] для сечения тип №1, при предполагаемом соотношении |
f |
= 0.5 |
А |
||
|
w |
принимаю коэффициент учитывающий возможность пластических деформаций сx=1.12 Определяю минимальную высоту сечения балки настила из условия ее жесткости, т.е. не допущения предельного прогиба:
hmin |
|
5 Ry γc B |
|
L |
|
P н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
||||||||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
24 γn E |
|
f |
|
P1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
где: γn=0.95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
- коэффициент надежности по назначению, устанавливается СНиП “Нагрузки |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
и воздействия” в зависимости от класса ответственности. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
L |
|
|
- величина обратная прогибу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Предельные прогибы балок по СНиП “Нагрузки и воздействия” |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.1.3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пролет |
|
f |
/ |
L |
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
1 |
/ |
150 |
|
150 |
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
1 |
/ |
200 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 при H≤ |
|
|
6 м |
1 |
/ |
250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
1 |
/ |
250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 при H≤ |
|
|
6 м |
1 |
/ |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
5.5 |
6 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36 |
|
|
|
|
1 |
/ |
300 |
|
|
|
|
|||||||
Для пролета балки настила |
|
|
5.5 |
|
|
и высоты |
< |
6 м |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
L/f= |
150 |
|
+ |
( |
200 - |
150 |
) |
· ( |
5.5 - |
3 ) |
= 191.67 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
6 - 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
hmin= |
|
5 |
· |
|
230 |
· 106 |
· 1 |
5.5 |
|
191.67 |
24.070 |
= 0.217 |
м |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
24 |
|
· 0.95 · 2.06 |
|
· 1011 |
28.591 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из условия расчета на прочность разрезных балок сплошного сечения, несущих статическую нагрузку общая и местная устойчивость которых обеспечена приσт≤530МПа (расчет с учетом пластических деформаций)
|
M |
γc |
σ = |
|
≤ Ry γп |
cx Wx |
Определяю требуемый момент сопротивления сечения балки по трем вариантам:
1 |
M1 |
· |
γn |
= |
194.60 |
· |
|
|
0.95 |
· |
103 |
= |
652 |
|
3 |
|||||
W x,тр= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
|||
cx · Ry · γc |
1.12 |
· |
230 |
· |
1.1 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
2 |
M2 |
· |
γn |
= |
148.44 |
· |
|
|
0.95 |
· |
103 |
= |
498 |
|
3 |
|||||
W x,тр= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
|||
cx · Ry · γc |
1.12 |
· |
230 |
· |
1.1 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
3 |
M3 |
· |
γn |
= |
116.63 |
· |
|
|
0.95 |
· |
103 |
= |
391 |
|
3 |
|||||
W x,тр= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
|||
cx · Ry · γc |
1.12 |
· |
230 |
· |
1.1 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.1.1.5 Геометрические размеры сечения двутавровой балки
По сортаменту стальных прокатных профилей принимаю следующие номера двутавров:
36 |
|
|
35Б1 |
|
30Б1 |
|
|
|
Ix= |
13380 |
см4 |
Ix= |
10060 |
см4 |
Ix= |
6328 |
см4 |
Wx= |
743 |
см3 |
Wx= |
581.7 |
см3 |
Wx= |
432 |
см3 |
G= |
48.6 |
кг/м |
G= |
38.9 |
кг/м |
G= |
32.9 |
кг/м |
bf= |
145 |
мм |
bf= |
155 |
мм |
bf= |
140 |
мм |
tf= |
12.3 |
мм |
tf= |
8.5 |
мм |
tf= |
8.5 |
мм |
tw= |
7.5 |
мм |
tw= |
6.2 |
мм |
tw= |
5.8 |
мм |
h= |
360 |
мм |
h= |
346 |
мм |
h= |
296 |
мм |
ε = 9.64 |
% |
ε = 12.4 |
% |
ε = 6.5 |
% |
Корректирую расчет и определяю напряжения в балке: |
|
|
|
|
8 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
Вариант 1 |
|
Двутавр |
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Af |
= |
|
|
bf |
· |
tf |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
145 · 12.3 |
|
|
= 0.71 |
→ |
c1 |
= 1.099 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Aw |
|
|
tw · ( |
h - |
2 |
|
· |
|
tf |
) |
|
|
|
|
7.5 |
|
|
· ( |
360 |
- |
2 · |
12.3 |
) |
|
|
|
|
x,cor |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
q1,cor=q1+G·γf= |
|
51.5 |
|
+ |
|
0.486 |
· |
|
1.05 = 51.974 кН/м |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
Q1,cor= |
q1,cor |
· |
B |
= |
|
51.97 |
· |
|
|
5.5 |
|
= 142.93 кН |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
M1,cor= |
q1,cor |
· |
B |
2 |
|
= |
|
51.97 |
|
· |
5.5 |
2 |
= 196.53 кНм |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
M1,cor |
|
· γn |
= |
196.53 |
· |
0.95 · 103 |
= |
207.8 |
МПа < |
230 |
МПа |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
cx,cor · Wx · γc |
1.10 |
|
· |
743 |
|
· |
1.1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
ε= |
230 |
- |
207.8 |
· |
|
100 = 9.64 % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Вариант 2 |
|
Двутавр |
|
35Б1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Af |
= |
|
|
bf |
· |
tf |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
155 · |
8.5 |
|
|
= 0.65 |
→ |
c1 |
= 1.105 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Aw |
|
|
tw · ( |
h - |
2 |
|
· |
|
tf |
) |
|
|
|
|
6.2 |
|
|
· ( |
346 |
- |
2 · |
8.5 |
) |
|
|
|
|
x,cor |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
q2,cor=q2+G·γf= |
|
39.3 |
|
+ |
|
0.389 |
· |
|
1.05 = |
39.67 |
кН/м |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
Q2,cor= |
q2,cor |
· |
B |
= |
|
39.67 |
· |
|
|
5.5 |
|
= 109.08 кН |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
M2,cor= |
q2,cor |
· |
B |
2 |
|
= |
|
39.67 |
|
· |
5.5 |
2 |
= 149.99 кНм |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
M2,cor |
|
· γn |
= |
149.99 |
· |
0.95 · 103 |
= |
201.4 |
МПа < |
230 |
МПа |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
cx,cor · Wx · γc |
1.11 |
|
· |
582 |
|
· |
1.1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
ε= |
230 |
- |
201.4 |
· |
|
100 = 12.4 % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Вариант 3 |
|
Двутавр |
|
30Б1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Af |
= |
|
|
bf |
· |
tf |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
140 · |
8.5 |
|
|
= 0.74 |
→ |
c1 |
= 1.096 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Aw |
|
|
tw · ( |
h - |
2 |
|
· |
|
tf |
) |
|
|
|
|
5.8 |
|
|
· ( |
296 |
- |
2 · |
8.5 |
) |
|
|
|
|
x,cor |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
q3,cor=q3+G·γf= |
|
30.8 |
|
+ |
|
0.329 |
· |
|
1.05 = |
31.19 |
кН/м |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
Q2,cor= |
q3,cor |
· |
B |
= |
|
31.19 |
· |
|
|
5.5 |
|
= 85.77 |
кН |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
M3,cor= |
q3,cor |
· |
B |
2 |
|
= |
|
31.19 |
|
· |
5.5 |
2 |
= 117.94 кНм |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
M3,cor |
|
· γn |
= |
117.94 |
· |
0.95 · 103 |
= |
215.0 |
МПа < |
230 |
МПа |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
cx,cor · Wx · γc |
1.10 |
|
· |
432 |
|
· |
1.1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
ε= |
230 |
- |
215.0 |
· |
|
100 |
= |
6.5 |
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1.2. Выбор оптимальной схемы балочной клетки |
|
|
9 |
||||||||||||||||
|
Сравнение технико-экономических показателей вариантов балочной клетки на 1 ячейку |
||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.1.4. |
||
|
|
|
Конструктивные элементы |
Количество балок настила |
Расход основных мат-лов |
Трудоемкость чел-дн |
|
|
|
|
Стоимость |
|
|
|
|||||||
№ варианта |
|
|
|
Стали |
|
|
|
|
Изготовление, перевозка |
|
Монтаж БН |
|
Ус-во монолитного ж.б. перекрытия |
|
|||||||
Схема ячейки |
|
|
|
|
Монолитн |
|
|
|
Общая |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ый ж.б. |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
Б.Н. |
Всего, т |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
1м/п |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
1.50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 31.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
= 2.14 |
12 х 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
12 |
1.8 |
|
|
|
|
9.24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
36 |
|
|
х |
0.14 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
5 х |
t= |
140 |
|
|
x 5.5 |
|
= |
9.24 |
2.94 x |
920 |
x |
2.14 |
260 |
x |
2.14 |
120 |
x |
9.24 |
3632 |
|
|
|
|
8 |
48.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
1967 |
|
= |
556 |
|
= |
1109 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
5.5 |
1.50 |
|
|
|
|
48.6 |
|
|
2.14 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
1.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 27.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
= 2.14 |
12 х 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
12 |
1.4 |
|
|
|
|
7.92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
35Б1 |
|
|
х |
0.12 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
х |
t= |
120 |
|
|
5.5 |
|
= |
7.92 |
x |
920 |
x |
2.14 |
260 |
x |
2.14 |
120 |
x |
7.92 |
3475 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
7 |
|
|
10 |
38.9 |
|
|
|
2.94 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1968 |
|
|
556 |
|
|
950 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
= |
|
= |
|
= |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
5.5 |
1.10 |
|
|
|
|
38.9 |
1000 |
|
|
2.14 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
1.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 27.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
2.17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
х 1.1 |
|
|
|
|
= |
12 х 6 |
x 7.92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
30Б1 |
|
|
5.5 |
|
х |
0.12 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
t= |
120 |
12 |
32.9 |
|
= |
7.92 |
920 |
x |
2.17 |
260 |
x |
2.17 |
120 |
x |
7.92 |
3513 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
1.05 9 |
|
|
|
|
x 32.9 x |
1000 |
|
|
2.17 + 2.94 |
= |
1998 |
|
= |
565 |
|
= |
950 |
|
|
|
5.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: Для монтажа стальных балок настила трудоемкость принята 1,8 чел-дн за 1 тонну. Для возведения монолитного |
|||||||||||||||||||||
ж.б. перекрытия – 2,94 чел.-дн. за 1м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стоимость: - изготовления и перевозки 1 т. металлоконструкций – 920
-монтажа балок настила - 260
-устройства 1м3 монолитного ж.б. перекрытия - 120
На основе проведенного расчета и технико-экономического сравнения принимаю вариант расчета |
2 |
1.2. Расчет главной балки
10
1.2.1. Определение нагрузок и усилий (M, q)
Нагрузку на главную балку принимаю равномерно распределенной. Расчет веду только для оптимального варианта балочной клетки.
|
q=(∑P+ Gмп |
· |
γf )·B·α= |
|
|
|
|
||||
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= ( |
28.041 |
ср |
0.389 · |
1.05 |
) · 5.5 |
· 1.02 = 158.9 кН/м |
||||
12.0 |
+ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.4 |
|
|
|
|
|
|
qн=(∑Pн+ |
Gмп |
)·B·α= |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
aср |
|
|
|
|
|
|
|
|
= ( |
23.570 |
+ |
0.389 ) · |
5.5 |
· 1.02 = 133.8 |
кН/м |
||||
|
|
|
|
|
|
1.4 |
|
|
|
|
|
|
М= |
q · L 2 |
= |
158.9 |
· |
12 |
2 |
|
кНм |
||
|
8 |
|
|
8 |
|
= 2861.04 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис.1.2.1 Расчетная схема главной балки . |
Q= |
q · L |
= |
158.9 |
· |
12 |
= |
953.68 |
кНм |
||
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
1.2.2. Компоновка сечения составной сварной балки с проверкой на прочность, общую устойчивость и жесткость.
Рис.1.2.2 Поперечное сечение главной балки.
По таблице для конструкций 2-ой группы (для главной балки перекрытия) в климатическом районе II8 (г.Минск) принимаю сталь С255. По таблице 51 [1] для листового проката из стали С255 принимаю расчетное сопротивление растяжению, сжатию и изгибу по пределу
текучести для толщины проката до 20 мм |
Ry= |
|
240 |
|
МПа |
- для полок |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
от 4 до 20 мм |
Ry= |
|
240 |
|
МПа |
- для стенки |
||||||||||
Главная балка имеет переменное сечение по длине (с целью экономии металла) поэтому |
|||||||||||||||||||||||
расчет ведем по упругой стадии работы материала: |
σ = |
M max |
≤ Ry γc , отсюда требуемый |
||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||
момент сопротивления сечения балки изгибу должен быть: |
|
Wx |
γп |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Wx≥ |
Mmax |
· γn |
|
= |
2861.04 |
· |
103 · 0.95 |
= |
|
|
10295.4 |
|
см3 |
|
|||||||||
Ry |
· γc |
|
|
240 · |
|
1.1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Определяю минимальную высоту сечения балки настила из условия ее жесткости, т.е. не |
|||||||||||||||||||||||
допущения предельного прогиба: |
hmin = |
5 Ry γc L |
|
L |
|
|
qн |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 γn E |
f |
q |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Для пролета балки настила |
|
12 |
и высоты < |
6 |
м |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
L/f= 200 |
+ |
|
( |
250 - 200 |
) |
· ( |
12 - |
6 ) |
|
= |
250 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
12 - |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|