Завдання на проектування

Запроектувати несучі металеві, залізобетонні та кам'яні конструкції багатоповерхового будинку в'язевої системи з неповним каркасом за наступними даними:

– призначення будинку – цивільний, СС1;

– розміри будинку в плані (в осях) – 63,8×19,8 м;

– крок колон поздовжній – 5,8 м;

– крок колон поперечний – 6,6 м;

– корисне навантаження на перекриття v₀ =5,0кН/м²,

– висота поверху – 3,3 м;

– кількість поверхів – 6;

– матеріал конструкцій:

балки настилу – сталь класу С285;

головна балка – сталь класу С285;

колона – сталь класу С235;

– місце будівництва – м. Тернопіль.

4

Розділ і. Проектування металевих конструкцій.

1. Компонування конструктивної схеми металевого балкового перекриття.

Згідно із завданням на курсову роботу приймаємо несучу конструктивну систему будинку у вигляді неповного каркасу, тобто із зовнішніми несучими цегляними стінами і внутрішнім металевим каркасом . З метою забезпечення жорсткої конструктивної схеми будинку, довжина якого 63,8 м, передбачено пролітну поперечну цегляну стіну товщиною 38 см. Тип металевого перекриття – балкове: клітка нормального типу із залізобетонним монолітним настилом. Балка настилу і головна балка виготовлені із прокатного профілю. Виходячи із розмірів будинку в плані, я вибираю раціональну схему перекриття, тобто відповідне розташування головних балок та балок настилу. Розміри будинку в осях 63,8 х 19,8 м. Поздовжній крок колон становить 5,8 м, а поперечний крок колон – 6,6 м. При розташуванні головних балок в поперечному напрямі будівлі підвищується її загальна жорсткість і тому приймаю розташування головних балок поперек будинку, а другорядних балок вздовж будинку. Таким чином, крок головних балок становитиме 5,8 м, а проліт 6,6 м. Балки настилу розташовую в третинах довжини головних балок, тобто з кроком 2,2 м. Відповідно проліт головної балки в осях становитиме 6,6 м та балки настилу – 5,8 м. Приєднання головної балки до колони проектуємо збоку на опорні столики.

План - схема металевого балкового перекриття наведена на рис.1

2. Розрахунок і конструювання балки настилу.

Балки настилу проектуємо з двотаврів з ухилом внутрішніх граней поличок за ГОСТ 26020-83 з урахуванням пружно-пластичної роботи сталі. З метою зменшення будівельної висоти поверхів приєднання балок настилу до головних балок проектуємо в одному рівні щодо верхніх поясів. З урахуванням обпирання балок настилу на ребро головних балок, її розрахунковий проліт приймаємо орієнтовно на 150 мм меншим, ніж номінальний. Матеріал балок настилу – сталь класу С285.

2.1. Обчислення навантажень на перекриття.

Для цивільного будинку проектуємо підлогу, конструкція якої наведена на рисунку 2.1. Приймаємо товщину монолітної залізобетонної плити настилу t_pl=50 мм. Власну вагу балок настилу приймаємо g_0,sb = 0,16 кН/м² при рекомендованих 0,1…0,2 кН/м². Обчислення навантаження в кН/м² виконуємо в табличній формі (таблиця 1), використовуючи довідкові дані щодо об’ємних мас будівельних матеріалів, виробів і конструкцій. Величину характеристичного навантаження обчислюємо як добуток товщини верстви матеріалу t на його об’ємну масу ρ.

5

Величину розрахункового граничного навантаження обчислюємо як добуток характеристичного навантаження на коефіцієнт надійності за навантаженням γ_fm. Коефіцієнти надійності γ_fm за навантаженням від власної ваги матеріалів прийнята за таблицею 5.1[ Норм 1], а для змінних навантажень на перекриття – згідно пункту 6.7 [Норм 1].

Розрахунок навантажень на перекриття ( кН/м² )

Таблиця 2.1

№ верст-ви	Вид навантажень і їх підрахунок	Характе-ристичне навантажен ня	Коефіцієнт надійності за навантаженням γfm	Розрахунко- ве граничне навантажен-ня
1	2	3	4	5
А. Постійне навантаження
6	паркет дубовий, t = 15 мм, ρ = 800 кг/м3: t×ρ = 0,015×800×(0,01)	0,120	1,1*	0,132
5	вологостійка фанера:одна верства t = 12 мм, ρ = 600 кг/м3: t×ρ = 0,012×600×(0,01)	0,072	1,1	0,079
11	дерев’яна основа підлоги із обрізної дошки t = 25 мм, ρ = 500 кг/м3: t×ρ = 0,025×500×(0,01)	0,125	1,1	0,138
10	дерев’яна лага t ×b = 40×80 мм, крок а = 400 мм, ρ = 500 кг/м3: t×b×1/а×ρ 0,04×0,08×1/0,4×500×(0,01)	0,040	1,1	0,044
9	звукоізоляція суцільною стрічко вою прокладкою шириною b =120 мм із м’якої деревно-волокнистої плити t = 12 мм, кроком а = 0,4 м, ρ = 300 кг/м3: t×b×1/а×ρ 0,012×0,12×1/0,4×300×(0,01)	0,011	1,2	0,013
1	залізобетонна монолітна плита перекриття t = 50 мм, ρ = 2500 кг/м3 t×ρ = 0,05×2500×(0,01)	1,250	1,1	1,375
12	металева балка настилу (орієнтовно)	0,16	1,05	0,168
	Всього постійне (g0, g):	g0= 1,778		g=1,95
	Б. Змінне навантаження – згідно із завданням на проектування в т.ч. квазіпостійне (тривале) 0,6v0	v0 = 5,00 v0l = 3,00	1,2 1,2	v = 6,00 vl = 3,6
	В .Повне навантаження(q0, q): – в т.ч. тривале:	q0 =g0 + v0 = = 6,778 q0l =g0 + v0l = = 4,778	– –	q =g + v = = 7,95 ql =g + vl = = 5,55
6 2.2. Статичний розрахунок балки настилу

Проектуємо приєднання балки настилу до головних балок в одному рівні по верху. З урахуванням обпирання балки настилу на ребра головної балки, її розрахунковий проліт приймаємо орієнтовно на 150 мм меншим, ніж номінальний .Таким чином, розрахунковий проліт балки настилу становить:

L_eƒ = 5,80 –(2 ·80) =5640 мм = 5,64 м

Розрахункова схема балки подана на рис.2.3а.

Характеристичне навантаження на балку настила, при кроці балок настилу а_sb = 2,2 м складає

q = (g₀ + v₀) х а_sb = (1,778 +5,0) х 2,2= 14,91 кН / м;

Розрахункове граничне навантаження на балку настила, при кроці балок настилу а_sb =2,2 м складає

q = (g + v) х а_sb = (1,95 +6,0) х 2,2= 17,49 кН / м.

Обраховуємо розрахункові зусилля за формулами:

- максимальний момент від розрахункового граничного навантаження:

69,54 кНм,

• максимальна поперечна сила

49,32 кН