Назначение типа сечения вспомогательных балок и марки стали.

Исходные данные.

1. Пролет второстепенных балок – 5.0м.

2. Шаг второстепенных балок –2.4м.

3. Толщина плиты – 15см.

4. Отметка верха плиты – 6м.

5. Нормативная (полезная) нагрузка – 7,4кН•м².

 

Компоновочное решение.

Проектирование сооружения начинаем с назначения компоновочной схемы, в которой за основу, принимаем балочную клетку нормального типа, опирающуюся на центрально-сжатые колонны. Устойчивость сооружения в плоскости главных балок обеспечивается путем примыкания этих балок к жесткому. В плоскости, перпендикулярной главным балкам, устойчивость сооружения обеспечивается путем постановки связей по колоннам.

Шаг вспомогательных (второстепенных) балок “а” исходя из того что: при железобетонном настиле t=10-20см а=1.5-2.5м по заданию а=2.4м.

L=a*6=14,4м.

 

Схема второстепенных балок.

 

Расчет и конструирование балок.

 

 

Вспомогательные балки.

 

Сбор нагрузок.

Нагрузка на вспомогательные и все нижележащие конструкции состоит из постоянной составляющей и временной (полезной) нагрузки.

 

Сбор нагрузок на рабочую площадку.

Таблица 1

 

N. п/п	Наименование нагрузки	Нормативное значение нагрузки, кН/м²	Коэф-т перегрузки	Расчетное значение нагрузки, кН/м²
	А. Постоянные нагрузки. Пол асфальтобетонный t= 40мм; = 18кН/м³ p1= 18·0.04 = 0.72кН/м² Монолитная ж/б плита t = 150мм; = 25кН/м² p2 = 25·0,15 = 3,75 кН/м² Собственный вес вспомогательных балок р3 = 0.2кН/м²	0.72     3,75     0.2	1.3     1.1     1.05	0.94     4,125     0.21
	Итого	4.67		5,275
	Б. Временная (полезная) нагрузка “q”	7,4	1.2	8,8
	ВСЕГО (p+q)	12.07		14.155

 

 

Силовой расчет.

Погонная нагрузка на вспомогательные балки равна:

g = (p + q)·a = 14.155•2.4 = 33,972кН/м.

Максимальный изгибающий момент:

Mmax = = 33.972•5² / 8 = 106,163 кН•м.

 

Максимальная поперечная сила:

Qmax = = 84.93 кН.

 

 

Назначение типа сечения вспомогательных балок и марки стали.

Сечение принимаем в виде прокатного двутавра с параллельными гранями полок.

Марка стали С255.

Расчетное сопротивление марки стали Ry (по пределу текучести) принимаем по СНиП-у II-23-81*, табл.51 [2]: Ry = 250Мпа = 25кН/см².

Сечение балок назначаем из условия прочности:

где Мmax – максимальный расчетный изгибающий момент в балке Мрасч = Мmax;

Wn,min – момент сопротивления сечения балки, т.е. требуемый Wтр;

с – коэффициент условия работы балки, принимаем равный с = 1.1

по СНиП-у II-23-81*, табл.6 [2].

С1 – коэффициент, на первом этапе принимаем равный С1 = С = 1. Из условия прочности (3.1.1) находим требуемый момент сопротивления:

см³.

Зная Wтр = 386,05 см³, подбираем по сортаменту прокатных двутавров балок, ближайший номер профиля с избытком, Wx > Wтр и выписываем из сортамента для него геометрические характеристики:

Двутавр 30Б1:

Wx = 424,1 см³;

Ix = 6319см⁴;

Iy = 441,9см⁴;

b = 149мм;

t = 8мм;

tw = 5,5мм;

h = 298мм;

Sx = 237,5см³.

 

По известной толщине полки двутавра (размер t), уточняем Ry (Ry = 240Мпа) и проводим проверку прочности по формуле:

 

, с₁=1.097;

 

 

= 22,82кН/см² < 24 кН/см²,

22,82кН/см² < 24 кН/см² недогруз 5%

 

проверка прочности выполняется.

 

Проверку деформативности балок производим от действия нормативных нагрузок и при равномерно распределенной нагрузке используем формулу:

где B – пролет балки, равный B = 5м;

gн = (pн + qн)•a = 28,968кН/м.пог;

Е = 2,06*10⁵МПа;

|/B| - нормируемый относительный прогиб балки, принимаем |/B| = 1/200 = 0.005.

0.00362 < 0.005,

проверка деформативности выполняется.

 

Проверка общей устойчивости балок производится по формуле:

,

где Mmax = Мрасч;

Wx – принятый момент сопротивления балки;

= 0.95 при проверке устойчивости;

b – коэффициент, определяемый по указаниям [3], приложение 7.

При проверке условно заменяем монолитную железобетонную плиту сборной, имеющей ширину 1500 – 3000мм.

Для определения находим по [2], формула (174) значения:

где h – высота сечения балки;

– коэффициент, определяем по формуле:

1) для l_ef=l, =1,6 + 0.08·:

2) для l_ef= , = 2,25 + 0.07·;

см⁴

и

отсюда

 

1) для l_ef=l

 

=5,29

т.к <40 то ₁=1,6+0,08·5,29=2,023

=1,14·₁=2,83

 

 

т.к 10.85 то b=1=0.61

240·0.95 , 410,37>228мПа

Проверка на общую устойчивость не выполняется.

2) для l_ef=

=2,04

 

т.к <40 то , = 2,25 + 0.07·=2,39

 

=1,14·₁=2,72

 

 

т.к 1>0.85 то b=1

240·0.95 , 250,325>228мПа

Проверка на общую устойчивость не выполняется.

 

 

Проверка касательных напряжений на опоре.

 

, где мПа,

мПа

Проверка касательных напряжений на опоре выполняется.

Главные балки.