- •Содержание
- •Введение
- •1. Определение несущей способности изгибаемого железобетонного элемента прямоугольной формы усиленного двусторонним наращиванием сечения
- •Пример расчета усиленного изгибаемого элемента
- •2. Проверка несущей способности внецентренно сжатого железобетонного элемента прямоугольной формы, усиленного двусторонним наращиванием сечения
- •Пример расчета внецентренно сжатого сечения
- •3. Расчет усиления ленточного фундамента
- •Пример расчета усиления ленточного фундамента
- •4. Расчет усиления кирпичного простенка металлическими обоймами
- •Пример расчета усиления кирпичного простенка стальной обоймой
- •5. Расчёт усиления металлической балки способом увеличения сечения
- •Пример расчёта усиления металлической балки способом увеличения сечения
- •Список рекомендуемых источников
- •Приложения
- •Швеллеры стальные горячекатаные Сортамент
- •1. Область применения
- •2. Основные параметры и размеры
- •Уголки стальные равнополочные Сортамент
- •Двутавры стальные Сортамент
- •Полоса стальная
Пример расчёта усиления металлической балки способом увеличения сечения
Данные для расчета: масса усиленного настила:
g = gнс + gпл = 62,8 + (2500∙0,05 + 1800∙0,025) = 232,8 кг/м2 2,33 кН/м2.
Нормативная нагрузка на балку настила:
qн = (20·1,25+2,33)1,0 = 27,33 кН/м = 0,273 кН/см.
Расчетная нагрузка на балку настила:
q = (1,2∙25 + 1,05∙0,628 + 1,3∙1,7)1,0 = 32,87 кН/м.
Расчетный изгибающий момент (пролет балки 6 м; масса балок составит 5% от общей нагрузки):
М = 1,05∙32,87∙62/8 = 155,31 кН∙м = 15531 кН∙см.
Расчет. Усиление балок производится способом увеличения сечения (рис. 5) как наиболее технологичным.
Протяженность среднего участка балки с М М0 (М0 = 76,54 кН∙м на расстоянии 0,92 м от опоры) составляет lм = 6 – 2∙0,92 = 4,16 м. Усиливаемые балки относятся к конструкциям группы 4, и, следовательно, расчет прочности можно производить по критерию РПД. Для усиления верхней зоны предполагаем ввести 2∟505, а нижней зоны — лист 1508 из стали ВСт3пс6 (по ГОСТ 380-88) с Ryr = 240 МПа. Все геометрические характеристики прокатных профилей определяются по приложению 5.
Новое положение центра тяжести:
y
=
=
4,2 см;
yrc = 4,2+15-6+1,4 = 14,62 см; yrp = 11,2 см.
Положение центров тяжести сжатой и растянутой зон для двутавра № 30:
y0
=
= 3,1 см;
y0c = 15+4,2 – 3,1 = 16,1 см; y0r = 15 – 4,2 – 3,1 = 7,7 см.
Определяем площади элементов сечения:
Arc = 9,6 см2; Arp = 12,0 см2; Aoc = 0,5[46,5 – 1,0(9,6 – 12)] = 24,0 см2;
A0p = 0,5[46,5+1,0(9,6 – 12)] = 21,6 см2; o = 7654∙10/472 = 217 МПа;
o =217/255 = 0,85; α = 1; M = 0,95 – 0,1∙0,85 = 0,865;
По формуле (5.3):
[M] = [24,0∙16,1+21,6∙7,7+1,0(9,6∙14,62+12∙11,2)]25,5∙0,865 = 18252 кН∙см.
В сечении балки с макс. изгибающим моментом Q = 0; тогда c = 1; c = 1;
в сечении с Mx = Mo (x = 0,92 м) – Q = 32,87·6/2 – 32,87·0,92 = 68,37 кН;
= 1,5∙68,37∙10/0,65∙30 = 52,59 МПа;
Rso = 0,58∙255 = 134 МПа;
/ Rso = 52,59/134 = 0,39 04; c = 1.
Условие прочности балки по формуле (5.3):
M = 15531 18252∙1∙1 = 18252 кН∙м.
Прочность обеспечена.
Проверка деформативности балок по формуле (5.1):
I = 7080+46,5∙4,22+15∙0,8∙11,22+2(4,8∙14,622) = 11487 см4;
o = 5∙0,2063∙6004/(384∙2,06∙104∙11487) = 1,5 см;
Δ =5(0,05+0,017)1,0∙6004/(384∙2,06∙104∙11487) = 0,5 см.
Принимаем длину элементов усиления lr = 4,16+2∙0,2 = 4,56 м. Определяем сварочные деформации по формуле (5.5). Катет шва принимаем k = 4 мм, сварку ведем сплошным швом. Тогда а = 1; V = 0,04∙0,42 = 0,006; u = 0,7.
Для верхних швов крепления уголков имеем:
o1 = 2(7654∙10/11487)(15+4,2 – 1) = 242,6 МПа;
1 = 242,6/255 = 0,95; n1 = 4,03; y1 = 18,2 см.
Для нижних швов крепления уголка усиления имеем:
o2 = 2(7654∙10/11487)(15+4,2 – 6) = 176 МПа; 2 = 176/250 = 0,7; n2 = 2,2; y2 = 13,2 см.
Для швов крепления листа имеем:
o3 = 2(7654∙10/11487)(15 – 4,2 – 0,8) = 133,3 МПа; 3 =0,52; n3 = 2,59;
= [1∙0,006∙456/(8∙11487)](2∙600 – 456)(4,03∙18,2 + 2,2∙13,2 + 2,59∙10) = 2,84 см.
Окончательно получаем = 1,5 + 0,5 + 2,84 = 4,84 см.
Допустим, задано, что прогиб до 5,0 см не препятствует нормальной эксплуатации конкретного технологического оборудования, тогда можно считать условие (5.4) выполненным.
Следует усиливать сначала нижний пояс балок, а затем верхний.
Варианты заданий
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
рн, кПа, полезная нормативная нагрузка |
6,0 |
7,0 |
9,0 |
12 |
15 |
20 |
25 |
32 |
40 |
14 |
gнс, кПа, нагрузка от настила |
0,628 |
0,707 |
0,785 |
0,864 |
0,942 |
0,628 |
0,707 |
0,785 |
0,864 |
0,942 |
М0, кН×м, момент от первоначальной нагрузки |
33,57 |
44,04 |
52,44 |
71,45 |
75,4 |
114,26 |
145,3 |
183,8 |
227,8 |
85,1 |
Балка настила(№ двутавра) |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
27 |
30 |
33 |
36 |
24 |
Примечания:
1. Вариант выбирается по последней цифре зачетной книжки.
2. Размер ячейки принимается 6×6 м.
3. Шаг второстепенных балок принимается 1 м.
После проверки преподавателем всех задач расчетно-графической работы, их доработки и исправления ошибок она должна быть защищена.
Защита РГР заключается в проверке глубины теоретических знаний студента по расчету и конструированию усиления строительных конструкций и их элементов при реконструкции зданий и сооружений.
