Расчет плоского настила

Содержание

Введение……………………………………………………………………...4

1. Расчет плоского настила…………………………………………………5

2. Расчет балки настила…………………………………………………….7

3. Расчет главной балки…………………………………………………….9

3.1. Расчет соединения поясов со стенкой…………………………….12

3.2. Проверка общей и местной устойчивости элементов главной балки…………………………………………………………………….13

3.3. Проверка прогиба главной балки…………………………………13

3.4. Расчет крепления балок настила к главным балкам……………..14

3.5. Расчет изменения сечения главной балки по длине……………..17

3.6. Расчет опирания главной балки на колонну……………………...21

3.7. Расчет крепления опорного столика………………………………24

Заключение…………………………………………………………………26

Список литературы…………………………………………………………27

Введение

Металлические конструкции благодаря своим высоким технико-экономическим показателям применяются во всех отраслях народного хозяйства. Широкое использование в строительстве металлических конструкций позволяет проектировать сборные элементы зданий и сооружений сравнительно малой массы, организовать поточное производство конструкций на заводах и поточно-балочный монтаж их на строительной площадке, ускорять ввод объектов в эксплуатацию.

Проектирование экономически эффективных металлических конструкций основывается на знании особенностей их работы под нагрузкой, правильном выборе конструктивных форм, использовании типовых и унифицированных решений и соответствующем расчете. При этом необходимо соблюдение «Технических правил по экономному расходованию основных строительных материалов».

Большое распространение в строительстве различных видов балочных клеток из металла вызвано уникальными свойствами металла, который при относительно небольшой массе способен выдерживать значительные растягивающие напряжения. Конструкции из металла применяются на участках, где требуются довольно большие пролеты по длине. Конструкции из металла, в данной ситуации создаются наиболее выгодные как в экономическом, так и в эстетико-психологическом плане, нежели из других материалов.

Задачей данной курсовой работы состоит в том, чтобы научится рассчитывать балочную клетку и всех ее элементов, пользуясь и руководствуясь нормативными, а также заданными строительными требованиями.

Расчет плоского настила

Предварительно назначаем величину рефленного настила t=10 мм.

Вычисляем нормативную нагрузку на 1 см полосы настила b=100см.

=( )b=(22+99,3)*1=121,3 Н/см²

- собственный вес настила;

– нормативно полезная равномерно распределенная нагрузка на площадке.

Так как >100, то расчет настила при 1/n₀ = 1/150 введем последующей формуле:

= =

Предварительно назначаем шаг балок настила а=75 см, расчетный пролет настила равен шагу балок =а=75см, тогда

= 0,78 ˃ принимаем листы толщиной = 8 мм.

Проверяем прогиб балки по формуле:

= ( ) <

= ( )=0,0049

0,0049<0,0067 – прогиб не превышает предельно допустимых значений.

При проектировании настила задаемся толщиной настила t=10 мм и по формуле вычисляем предельный пролет, отвечающий заданной нагрузке и относительному прогибу 1/n₀ = 1/150

=1,93*0.01 = 88 см

Принято как указано ранее =а=75см, что меньше 88 см.

Расчет балки настила

Расчетная погонная нагрузка на балку определяется:

q =

где:

-собственный вес настила;

- собственный вес 1 м балки, принятый 230 Н/м²;

, - коэффициент надежности по нагрузки для собственного веса металлоконструкции.

q = 22000*1,2*0,75+993*1,05*0,75+230*1,05=20,82 кН

Максимальный изгибающий момент:

M =

M = = 93,69 кН*м

Требуемый момент сопротивления сечения балки:

W = = = 370,3 см

Принимаем по сортаменту двутавр №27, где W_x = 37,1

Масса 1м = 31,5 кг, = 5010

Проверяем минимальную высоту балки из условия жесткости

= = = 26 cм

26<27 – условие выполняется.

Расчетное напряжение в балки.

M = = =94 кН*м

q = 22000*1,2*0,75+993*1,05*0,75+315*1,05=20,9 кН

σ = <

σ = = 115 < 230 – условие выполнилось.

Величина прогиба

q = = 22000*0,75+993*0,75*31,5 = 39,96

Фактический относительный прогиб балки

= ( ) <

= ( ) =0,001< 0,004 – условие выполняется, прогиб не превышает предельно допустимых значений.

Расчет главной балки

Главная балка воспринимает нагрузку от балок настила, расположенным с шагом а =75 см. При таком частом размещении этих балок можно считать, что главная балка будет нагружена равномерно распределенной нагрузкой.

Расчетная погонная нагрузка на балку

q =

- пролет балки настила;

а - шаг балки;

, - коэффициенты надежности для полезной нагрузки настила и балок;

-собственный вес главной балки.

q = 22000*1,2*6+993*1,05*6+31,5* *1,05+2400*1,05 = 167,4 кН/м

Максимальный расчетный изгибающий момент, действующий в середине пролета балки

M= = = 1694,9 кН*м

Максимальная поперечная сила на опоре

Q= = = 753,3 кН

Требуемый момент сопротивления при упругой стадии работы.

W = = = 7369 см³

№100 Б1 момент сопротивления 9011; h = 990 мм

Минимальная высота сечении сварной балки из условия жесткости

=

= h_min ≥

Принимаем рекомендуемую величину стенки

= 7+3 = 7+ = 8,8мм =10 мм

Оптимальная высота балки при = 10 мм

= 98,7 см

=99 см

Проверим принятую толщину стенки из условия действия касательных напряжений

= 1.5* = 0,8 мм < 10мм - условие выполнилось, не требуется установка продольных ребер.

Делаем подбор горизонтальных листов (полок) балок.

Подбираем сечения сварной балки

I= 7369* =364765,5 см⁴

=

= 99-2*2=95 см

= 293317,6

Площадь листов

= = = 62,3 см²

Принимаем сечение полок 35x2=70 см².

Принятую ширину поясов , исходя из условия их местной устойчивости

= 8,5 < 0.5 = 11,4 – условие выполняется.

При упруго-пластической работе сечения балки

<0,11

= 10,45

Проверяем принятое сечение на прочность.

Находим предварительно фактический момент инерции и момент сопротивления балки

I = + 2a² A_f = +2*48,5²*70 = 401441,9

а = = = 48,5

W = = = 8109,9

Проверка по нормальным напряжениям

σ = ≤

σ = = 209 < 230 – условие выполняется.

Проверяем касательные напряжения по нейтральной оси сечения у опоры балки

τ = ≤

S = * + * = 62,3* + * = 4149,7 см³

^{= *} = 1*95 = 95 см

τ = = 77,9 < 135

Полная площадь сечения балки

А = *1+ = 95*1+2*70 = 235 cм²

Масса на 1 м балки без ребер жесткости

G = = = 184,5 кг/м

Масса 1 м балки с ребрами жесткости

1,03*G = 1,03*184,5 = 190 кг/м