- •Расчет и конструирование изгибаемых конструкций балочной клетки
- •1. Расчет прокатной балки настила.
- •1.1. Нагрузка.
- •2.3. Проверка прочности и устойчивости главной балки.
- •2.4. Проверка прочности устойчивости стенки главной балки.
- •2.5. Проверка местной устойчивости верхнего пояса.
- •2.6. Расчет соединения пояса со стенкой главной балки.
- •2.7. Расчет опорной части главной балки.
- •2.8. Укрупнительный стык главной балки на высокопрочных болтах.
- •Расчет накладок по поясам балки.
- •3. Расчет и конструирование центрально-сжатой колонны.
- •Нагрузка.
- •3.1. Расчет базы колонны
- •3.2. Расчет базы колонны
- •3.3 Расчет оголовка колонны
Расчет и конструирование изгибаемых конструкций балочной клетки
1. Расчет прокатной балки настила.
1.1. Нагрузка.
Погонная нормативная нагрузка на балку
qн=(gн∙pн)∙a=(250+2200)∙3=7350 кг/м.
Расчетное значение погонной нагрузки.
q=(γfg ∙gн+ γfp·pн)∙a=(1,05∙250+1,2∙2200)∙3=8707,5 кг/м;
где γfg=1,05; γfg=1,2 – коэффициенты надежности по нагрузке.
Расчетный максимальный изгибающий момент в пролете
M=q∙l22/8=8707,5 ∙72/8=53333,44 кг∙м.
Расчетная поперечная сила на опоре.
Q=q∙l2/2=8707,5 ∙7/2=30476,25 кг.
1.2. Подбор сечения.
Требуемый момент сопротивления прокатной балки настила.
W=M/(Ry∙γc)= 53333,44 ∙102/(2450∙1)=2176,88 см3
По сортаменту принимаем прокатный двутавр №60 со следующими характеристиками: Wx=2560 см3 ; Ix=76806 см4 .
1.3. Проверка прочности.
Проверка прочности прокатной балки:
а) По нормальным напряжениям.
σx=M/Wx ≤ Ry∙γc ;
σx=53333,44 ∙102/2560=2083,34 кг/см2 ;
Ry∙γc=2450∙1=2450 кг/см2 ;
σx=2083,34 кг/см2 ≤ Ry∙γc=2450 кг/см2 - проверка выполняется.
б) По касательным напряжениям—проверка обеспечивается толщиной стенки прокатного двутавра.
Проверка жесткости
≤
=0,00207 ≤ 0,004 –
– условие выполняется.
2. Расчет и конструирование главной балки.
2.1. Нагрузка
Погонная нормативная нагрузка на главную балку.
qгб н=(gн∙pн)∙l2=(250+2200)∙7=17150 кг/м;
Расчетное значение погонной нагрузки.
qгб=(γfg∙gн+ γfp∙pн)∙l2=
=(1,05∙250+1,2∙2200)∙7=20317,5 кг/м;
Расчетный максимальный изгибающий момент.
Mmax=qгб∙l12/8=20317,5 ∙102∙18002/8=822,86∙105 кг∙см;
Расчетная максимальная поперечная сила.
Qmax=qгл∙l1/2=20317,5 ∙10-2∙1800/2=182857,5 кг;
2.2 Определение высоты главной балки, компоновка сечения.
Требуемый момент сопротивления главной балки.
Wтр=Mmax∙β/(Ry∙γc∙C1)= 822,86∙105∙1,06/(2350∙1∙1)=
=37116,182 см3 ;
Толщина стенки главной балки.
tw=7+3∙h/1000=7+3∙1800/1000=12,4 мм;
В соответствии с сортаментом принимаем tw=14 мм
Из условий экономичности высота главной балки
hопт=1,15∙ =1,15∙ =187,25 см.
Из условий жесткости
hmin= =
= =143,7 см
Требуемая высота главной балки.
hтр= hmin=180 см
Принимаем h=180 см.
Принимаем толщину пояса tf=30 мм, что удовлетворяет условиям: tf=30 мм < 3tw=3∙14=42 мм и tf=30 мм < 42 мм
Требуемая высота стенки главной балки.
hw.тр= hтр-2tf=180-2∙3,0=174 см
В соответствии с сортаментом принимаем hw=1800 мм
Окончательная высота главной балки.
h= hw∙2tf=180+2∙3,0=186 см
Проверка стенки главной балки на срез опорной реакцией Qmax
tw
где Rs=0,58∙Rуп/γт=0,58∙2450/1,05=1298кг/см2
Ry=2450 кг/см2 (табл.1 СНиП)
tw=1,4 > =0,9 ;
- условие выполняется.
Расстояние между центрами поясов
hf= h-tf=186-3=183 см.
Минимальная ширина пояса.
bf.min= = = =53,4 см.
Окончательную ширину пояса принимаем bf=560 мм
Геометрические характеристики сечения главной балки:
Момент инерции:
Ix=Iw+If= + = + = 680400+2813076=3493476 см4 .
Момент сопротивления:
Wx=(2∙Ix)/h=2∙3493476/186=37564,3 см3
Статистический момент полусечения относительно нейтральной оси x-x:
Sx= +tf∙∙bf∙∙ = +3∙56∙ =
=21042см3
Рис.2.1.
2.3. Проверка прочности и устойчивости главной балки.
По нормальным напряжениям при изгибе.
σx= ≤ Ry∙∙γc ;
σx= =2321,96 кг/см2 .
σx=2321,96 кг/см2 < Ry∙∙γc=2350∙∙1=2350 см2 .
-условие выполняется.
2. По касательным напряжениям.
τmax= ≤ Rs∙∙γc ;
τmax= =786,7 кг/см2 .
Rs∙∙γc=0,58∙∙2350=1363 кг/см2 .
τmax=786,7 кг/см2 < Rs∙∙γc=1363 кг/см2 .
условие выполняется.
Устойчивость балки проверять не требуется, так как нагрузка передается через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный.