- •Металлические конструкции, включая сварку
- •Содержание
- •Введение
- •Нормативные ссылки
- •1Исходные данные для контрольных примеров
- •2Компоновочная схема балочной клетки
- •2.1 А) этажное; б) в одном уровне; в) пониженное Рисунок 1 – Виды сопряжения балок Компоновка балочной клетки
- •2.1.1Пример 1. Первый вариант. Нормальный тип балочной клетки.
- •2.1.2Пример 2. Второй вариант. Усложненный тип балочной клетки.
- •2.2Расчет вспомогательных балок и балок настила
- •2.2.1 Пример 3. Расчет балок
- •3Расчет и конструирование главной балки
- •3.1Расчетная схема. Расчетные нагрузки и усилия
- •3.2Определение высоты главной балки
- •3.2.1 Пример 4. Определить нагрузки и расчетные усилия в главной балке, подобрать высоту.
- •3.3Подбор сечения главной балки
- •3.3.1Пример 5. Подбор сечения главной балки
- •3.4Изменение сечения главной балки
- •3.4.1Пример 6
- •3.5Проверка общей устойчивости балки
- •3.5.1Пример 7. Проверить общую устойчивость балки
- •3.6Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки
- •3.6.1Пример 8. Расставить ребра жесткости и проверить местную устойчивость стенки
- •3.7Проверка прочности поясных швов
- •3.7.1Пример 10. Расчет поясных швов главной балки
- •3.8Конструирование и расчет опорной части балки
- •3.8.1Пример 11. Сконструировать и рассчитать опорную часть балки, рассмотренной в примере 6.
- •3.9Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки
- •3.9.1Пример 12. Спроектировать стык на высокопрочных болтах главной балки, рассмотренной в предыдущих примерах
- •4Расчет и конструирование колонны
- •4.1Расчетная схема. Расчетное усилие
- •4.2Подбор сечения колонны
- •4.3Расчет планок сквозной колонны
- •4.3.1Пример 13. Подобрать сечение стержня сплошной колонны
- •4.3.2Пример 14. Подобрать сечение стержня сквозной колонны балочной площадки
- •4.4Конструкция и расчет оголовка колонны
- •4.4.1Пример 15. Сконструировать и рассчитать оголовок сплошной колонны примера 13.
- •4.5Конструкция и расчет базы колонны
- •4.5.1Пример 16. Сконструировать и рассчитать базу сплошной колонны из примера 14
- •4.5.2Пример 17. Сконструировать и рассчитать оголовок сквозной колонны примера 14.
- •4.5.3Пример 18. Сконструировать и рассчитать базу сквозной колонны из примера 14.
- •5Графическое оформление работы
- •Список литературы
- •Приложение а (обязательное) Основные буквенные обозначения
- •Приложение б (обязательное) Справочные данные
- •Металлические конструкции, включая сварку
- •350072, Краснодар, ул. Московская, 2-а
2.1.2Пример 2. Второй вариант. Усложненный тип балочной клетки.
Принимаем шаг вспомогательных балок, а значит и пролет балок настила м. Задаемся расстоянием между балками настила 1000 м, тогда толщина настила, определяемая по формуле (2.1) будет:
мм.
Окончательно принимаем мм, поскольку пролет настила меньше шага балок настила на ширину полки балки.
Схема компоновки второго варианта показана на рисунке 3. Схема сопряжения балок может быть принята по рисунку 1в.
2.2Расчет вспомогательных балок и балок настила
Рисунок 3 – Схема
балочной клетки
(усложненный вариант)
После компоновки вариантов выполняется расчет балок по каждому из вариантов в такой последовательности:
- определение нормативных нагрузок;
- определение расчетных нагрузок с учетом коэффициентов надежности по нагрузке: для временной нагрузки γf,p = 1,2; для собственного веса стальных конструкций γf,g = 1,05. Собственный вес балок настила и вспомогательных может быть принят в размере 1-2 % от нагрузки на них;
- расчет балок настила и вспомогательных на прочность и проверка их прогибов по формулам:
; .
Предельный относительный прогиб для балок настила и вспомогательных принимается .
2.2.1 Пример 3. Расчет балок
Расчетные формулы и результаты расчетов представлены в таблице 2.1, условные обозначения – в приложении А.
После расчета балок варианты сравниваются по расходу стали, как показано в таблице 2.1.
В рассмотренном примере более экономичным по расходу стали является второй вариант. При выборе окончательного варианта следует принимать во внимание также возможную высоту главной балки, зависящую от строительной высоты перекрытия, трудоемкость монтажа, зависящую от количества элементов, сложность узлов сопряжения балок настила с главной балкой и другие факторы.
Окончательно принимаем первый вариант компоновки, так как по расходу стали он лишь на 4 % уступает второму, но проще и менее трудоемок. Кроме того, первый вариант расширяет свободу при выборе главной балки.
Таблица 2.1 – Расчет балок настила и сравнение вариантов
Расчетные величины и формулы |
Результаты расчета |
|||
вариант 1 |
вариант 2 |
|||
балка настила |
вспомогательная балка |
|||
Толщина настила, см |
1,0 |
1,0 |
||
Нормативная нагрузка от веса настила , кН/м2 |
1·1·0,01·78,5 = 0,78 |
|
||
, кН/м |
1,02(0,78+24)1 = 25,3 |
1,02(0,78+24)1 = 25,3 |
1,02(0,78+24)3,2 = 80,88 |
|
кН/м |
1,02(0,78·1,05+24·1,2)1 = 30,2 |
|
|
|
, кН·м |
|
|
|
|
, см3 |
|
|
|
|
Сечение |
I № 30 |
I № 20 |
I № 50 |
|
, см3 |
472 |
184 |
1589 |
|
, см4 |
7080 |
1840 |
39727 |
|
Масса 1 п.м, кг/м |
36,5 |
21 |
78,5 |
|
|
|
|
|
|
Расход стали, кг/м2 |
78,5+36,5/1 = 115,0 |
|