- •Содержание
- •Введение
- •1 Компоновка балочной клетки. Расчет стального настила и второстепенных балок
- •2 Расчет и конструирование главной балки составного сечения
- •2.1 Подбор и проверка сечения главной балки
- •2.2 Изменение сечения поясов проверка сечения.
- •2.3 Проверка местной устойчивости элементов главной балки
- •2.4 Расчет соединения пояса со стенкой балки
- •2.5 Расчет опорного ребра главной балки
- •3 Расчет и конструирование колонны
- •3.1 Подбор и проверка сечения стержня колонны
- •3.2 Расчет базы колонны
- •3.3 Расчет оголовка колонны
- •Список использованных источников
2 Расчет и конструирование главной балки составного сечения
2.1 Подбор и проверка сечения главной балки
Главную балку принимаем переменного по длине сечения и расчитываем её без учета пластических деформаций.
Определяем вес настила и балок настила по формуле(согласно выбранному варианту компоновки настила и балок настила):
(2.1)
Определяем собственный вес главной балки настила:
(2.2)
где Pn- заданная временная нагрузка, кПа;
B - пролет второстепенной балки, м;
Определяем нормативную нагрузку на единицу длины балки:
(2.3)
где γn =0,95- коэффициент надежности по назначению[2];
Определяем расчетную нагрузку на главную балку:
(2.4)
где γfp - коэффициент надежности по временной нагрузке (при нагрузке >2кПа, γfp=1,2) согласно пункту 3.7[2];
γfg - коэффициент надежности по нагрузке от веса строительных конструкций (для металлических конструкций γfg=1,05) по таблице 1[2];
Определяем предварительные усилия в балке (максимальный изгибающий момент и поперечную силу):
(2.5)
(2.6)
где l - шаг колонн в продольном направлении.
Подставляем известные данные в формулы:
Определяем требуемый момент сопротивления сечения:
(2.7)
где Ry - расчетное сопротивление сталиC285 (Ry=36,5кН/см2) согласно таблице 51*[1];
γc - коэффициент условий работы (γc=1,1) согласно таблице 6*[1].
Определяем ориентировочную высоту главной балки из выражения:
(2.8)
Принимаем hw=95см.
Определяем ориентировочную толщину стенки по формуле:
(2.9)
Толщина стенки из условия прочности на срез:
(2.10)
Толщина стенки из условия простановки продольных ребер жесткости:
(2.11)
Окончательно принимаем толщину стенки tw=10мм согласно [4].
Определяем оптимальную высоту балки из условия минимального расхода стали:
(2.12)
Определяем минимальную высоту балки из условия жесткости:
(2.13)
где [l/f]=213,889 (приl=11м определяется интерполяцией по таблице 1.5[3]) ;
Задаемся толщиной полки tf=16мм.
Определяем высоту:
(2.14)
Определяем ширину полок. Находим требуемый момент инерции сечений:
(2.15)
Определяем требуемую площадь полки:
(2.16)
Определяем требуемую ширину полки:
(2.17)
(2.18)
Окончательно принимаем bf =36см согласно таблице 1[4].
Проверяем условие свариваемости:
(2.19)
Условие выполняется.
Определяем величину свеса полки:
(2.20)
Проверяем условие местной устойчивости полки:
(2.21)
Условие выполняется.
Полученная схема главной балки представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Схема главной балки
Уточняем собственный вес балки. Определяем площадь поперечного сечения балки:
(2.22)
Собственный вес балки:
(2.23)
Уточняем значения нормативной и расчетной нагрузок (подставляем новое значение g2n в формулы 2.3 и 2.4):
Уточняем усилия в балке (подставляем новое значение qв формулы 2.5 и 2.6):
Определяем геометрические характеристики принятого поперечного сечения балки по формулам:
(2.24)
(2.25)
Проверяем прочность главной балки по нормальным напряжениям:
(2.26)
Прочность обеспечена. Определяем величину недогружения главной балки и сравниваем её с допустимой:
(2.27)
Условие выполняется. Проверяем сечение на прочность по касательным напряжениям:
(2.28)
(2.29)
Прочность обеспечивается. Проверяем жесткость главной балки:
(2.30)
Жесткость обеспечивается.