- •Исходные данные и компоновка конструктивной схемы рабочей площадки.
- •Расчёт плоского стального настила
- •3.1Расчёт нагрузки на балку настила
- •Определение номера профиля по сортаменту
- •4.1 Сбор нагрузок и расчетная схема балки
- •4.2 Компоновка сечения главной балки
- •4.3 Проверка прочности и жёсткости составной балки
- •4.5 Проверка общей устойчивости балки.
- •4.6 Расчёт соединения поясов со стенкой
- •4.7 Расчёт опорной части балки
- •Поэтажное сопряжение.
- •5.1Сбор нагрузок и определение расчетной длины колонны
- •5.2 Расчёт сквозного стержня колонны
- •Расчет планок на условную поперечную силу.
- •5.3 Расчет базы колонны
- •4.8 Болтовое соединение с помощью стыков балок при помощи накладок.
4.1 Сбор нагрузок и расчетная схема балки
В целях экономии металла главную балку проектируем переменным по длине сечением, поэтому работа стали допускается лишь в упругой стадии, т.е. подбор сечения осуществляем без учёта пластической работы.
Где – b- шаг главных балок
- вес 1 м балки настила
- временная нагрузка на рабочую площадку
- вес настила
Усилия от расчетной нагрузки определяются по формуле:
5085,84 кН*м
=1356,23 кН
Определяем требуемый момент сопротивления:
, где
- коэффициент надёжности здания по ответственности,
- коэффициент условия работы конструкции.
- нормативное сопротивление стали С-235.
- максимальный изгибающий момент в середина пролёта.
Принимаем балку из стали С-235.
4.2 Компоновка сечения главной балки
Компоновку сечения начинаем с определения высоты , для чего находим оптимальную и минимальную высоты балки. Оптимальная высота определяется из условия минимального расхода стали.
, где
- коэффициент, зависящий от конструктивного решения балки.
- для сварных балок. Принимаем ;
- ориентировочная толщина стенки, определяемая по эмпирической формуле:
, где
- высота двутавра, которая определяется:
, где
- длина главной балки.
;
;
Принимаем по сортаменту толщину стенки равную .
.
Наименьшая рекомендуемая высота балки определяется жёсткостью или предельным прогибом:
;
,
,
,
;
;
;
Принимаем высоту главной балки равную .
Определяем толщину стенки из условия её работы на срез:
, где
;
;
;
;
, где
- толщина полки двутавра, которая определяется:
,
≤33мм,
Принимаем по сортаменту .
;
.
Принимаем по сортаменту tw=11мм
Для обеспечения местной устойчивости стенки без укрепления её продольными рёбрами жёсткости в балках высотой до 2 м должно соблюдаться условие:
,
.
Окончательно принимаем толщину стенки из условия на срез .
Определяем размеры поясных листов:
, где
- площадь сечения пояса главной балки;
;
Определяем ширину пояса двутавра:
,
tw=1,1см
.
Во избежание больших усадочных напряжений и из условия обеспечения общей устойчивости балки, должно выполняться следующее условие:
;
см
Условие выполняется.
Принимаем ширину пояса по сортаменту .
Проверяем местную устойчивость пояса. Она считается обеспеченной, если выполняется условие:
, где
- ширина свеса пояса главной балки, которая определяется по формуле:
,
;
,
Условие выполняется.
4.3 Проверка прочности и жёсткости составной балки
Определяем геометрические характеристики поперечного сечения балки.
1. Площадь сечения главной балки:
, где
- площадь сечения стенки двутавра;
;
2. Статический момент половины сечения относительно нейтральной оси:
,
;
3. Момент сечения инерции:
, где
- момент инерции сечения стенки двутавра,
- момент инерции сечения пояса главной балки;
;
4. Момент сопротивления сечения:
,
.
Wx<Wтр
19097,03<20042,95
Проверяем составную балку на прочность по нормальным напряжениям:
,
,
,
Условие выполняется.
Проверка по касательным напряжениям:
Изменение сечения составной балки по длине
В целях экономии металла в балках, работающих в упругой стадии, при пролёте от 15 м и более на расстоянии от опоры сечение может быть уменьшено. В сварных балках для сохранения постоянной высоты изменяем ширину поясов.
.
.
.
Определяем момент сопротивления измененного сечения главной балки из условия прочности стыкового сварного шва растяжению при полуавтоматической сварке.
,
где ,
Определяем требуемую площадь сечения пояса уменьшенной ширины:
,
,
.
Проверки:
1. Условие не выполняется.
2.
3. 21,53≥15 Условия выполняются.
Принимаю =26см
Проверяем прочность балки в месте измененного сечения по касательным и нормальным напряжениям.
Геометрические характеристики сечения.
, где
- площадь сечения стенки двутавра;
;
см4
см3
13607,86 12481,73
Условие выполняется
20,76<22,6
кН/см2
6,57 26,63
,
Условие выполняется