Исходные данные по шифру Шифр 214

1. Размер ячейки балочной клетки: l´ b = 14,0´ 4,6 м;

2. Величина временной нормативной нагрузки: р^н = 24 кН/м²;

3. Отметка верха настила балочной клетки: h₂ = 6,8м;

4. Материал главной балки и колонны: С235;

5. Материал вспомогательной балки и стального настила: С235;

6. Материал фундаментов: бетон класса В 12,5;

7. Тип колонны: сплошное сечение, т.к. h₂ <7,5 м;

8. Тип сопряжения главных балок с колоннами – примыкание сбоку;

9. Строительная высота главной балки: h_стр. = 0.125·l = 1,75 м;

10. Общие размеры рабочей площадки в плане: LхB = 3l x 3b = 42,0х13,8

1. Выбор типа балочной клетки

1. . Расчет плоского стального настила

Для определения расхода материала, в первую очередь, необходимо выполнить подбор сечения стального настила. Рассмотрим для этого полосу шириной 1м, вырезанную из средней части настила (рис. 1, а).

Рис. 1.К расчету листового настила

Прочность настила обеспечивается с большим запасом, поэтому отношение пролета к толщине листа определяем из условия жестокости по формуле

А. Л. Телояна:

где , кН/см²

- предельный относительный прогиб;

кН/м² – нормативная нагрузка на настил;

1.2. Компоновочные варианты балочной клетки

1. Балочная клетка нормального типа

(вариант 1, а=700мм)

b=6400

Шаг балок назначаем из условия кратности. Примем а = 700мм.

20х700=14000

Рис. 2. К расчету балочной клетки нормального типа

а) Подбор толщины настила:

По ГОСТ 82-70* выбираем универсальный лист шириной 700мм толщиной 8мм. Расход стали на настил: кг/м²

б) Подбор сечения балок настила:

Принимаем расчетную схему балок настила с шарнирными опорами.

Погонная нормативная и расчетная нагрузки на 1м балки, согласно грузовой площади:

;

,

где 0,01 – переходный коэффициент от кг в кН;

g_fg, g_fp – коэффициенты надежности по нагрузке: g_fg = 1.05 – для собственного веса металлических конструкций,

g_fp = 1.2 – для временной нагрузки.

кН/м;

кН/м.

Расчетный изгибающий момент будет:

кН×м

Требуемый момент сопротивления сечения балки определяется по предельному состоянию из условия прочности балки с учетом пластических деформаций

,

где R_y = 240 (мПа) – расчетное сопротивление фасонной прокатной стали;

c₁ = 1,1 – коэффициент учета развития пластических деформаций;

γ_с = 1 – коэффициент условий работы.

см³.

В соответствии со значением W^тр из сортамента по ГОСТ 8239-72* выбираем двутавр, для которого W_x ³ W^тр, это двутавр №22, имеющий следующие характеристики:

W_x =232,0 см³, J_x = 2550 см⁴, m₁= 24,0 кг/м.

в) Проверка прочности и жесткости балок настила

Определяем фактическую нагрузку и максимальный момент с учетом собственного веса балки:

кН/м

кН/м

кН×м

Проверка прочности производится по формуле:

,

кН/см² < 23 кН/см²

Процент недонапряжения будет:

= 5,9 % > 5%

Минимальная высота балки определяется из условия жесткости и вычисляется по формуле:

Условие h_min ≤ h выполняется, следовательно проверка жесткости не требуется, так как жесткость будет удовлетворена.

Расход стали от балок настила на 1 м²:

кг/м²

Общий расход стали для 1 варианта в кг/м²:

кг/м²

Количество балок на одну ячейку:

шт.

2.2.2. Балочная клетка нормального типа шаг а = 1000мм.

Шаг балок назначают из условия кратности. Примем а = 1000мм.

b=6400

Р

14х1000=14000

ис. 3 К расчету балочной клетки нормального типа с шагом вспомогательных балок а =1000 мм

а) Подбор толщины настила:

мм => по ГОСТ принимаем

t_н = 12 мм

Выбираем универсальный лист по ГОСТ 82-70* t_н = 12 мм.

Расход стали на 1 м² настила:

кг/м²

б) Подбор сечения балок настила:

Принимают расчетную схему балок настила с шарнирными опорами.

Погонная нормативная и расчетная нагрузки на 1 м балки, согласно грузовой площади будет:

кН/м;

кН/м

Расчетный изгибающий момент будет:

кН×м

Требуемый момент сопротивления сечения балки определяется по предельному состоянию из условия прочности балки:

см³

где R_y = 230 (мПа) – расчетное сопротивление фасонной прокатной стали ВСт3кп2-1;

с₁ = 1,1 – коэффициент учета развития пластических деформаций для прокатной стали по ГОСТ 8239-72*;

γ_с = 1 – коэффициент условий работы.

В соответствии со значением W^тр из сортамента по ГОСТ 8239-72^* выбираем двутавр, для которого W_x ³ W^тр:

Это будет двутавр №24а: J_x = 3800 см⁴, W_x =317см³, m₂= 29,4 кг/м

с) Проверка прочности и жесткости балок настила:

Определяем фактическую нагрузку балок настила и максимальный момент с учетом собственного веса балки:

кН/м

кН/м²

кН·м

Проверку прочности производим по формуле:

кН/м²< R_y×γ_с= 230 кН/м²

Процент недонапряженности:

Находим минимальную высоту балки из условия жесткости:

Условие h_min ≤ h выполняется, следовательно проверка жесткости не требуется.

Расход стали для второго варианта:

кг/м²

Общий расход стали для второго варианта:

кг/м²

Количество балок на одну ячейку: шт.