Министерство образования и науки Украины

Одесская Государственная Академия Строительства и Архитектуры

Кафедра Металлических, Деревянных и Пластмассовых Конструкций

Расчетно-пояснительная записка:

«Проектирование стальной балочной клетки»

(Все формулы расписываем, ставим единицы измерения, зарисовываем схемы со своими размерами, выбираем подходящий вариант для своего случая. Всю работу оформляем по такому же принципу. Нумеруем странички. При подшивке работы вставляем свое задание.)

Выполнил:

Проверила:

Омельченко А.А.

Одесса 2010.

Введение

Исходные данные:

1. Габариты балочной клетки 2х2

2. Пролет главных балок L= м

3. Шаг главных балок l= м

4. Строительную высоту покрытия h_fd= м

5. Временную нормативную нагрузку на покрытие g_n= кН/м²

6. Расчетное сопротивление материала R_y=230 МПа

а) для вспомогательных балок;

б) для главных балок.

1. Устройство балочной клетки.

Схема балочной клетки состоит из главных балок Б1, Б2, Б3, перекрывающих большой пролет L, и вспомогательных балок Б4, Б5, перекрывающих меньший пролет l, равный шагу главных балок. Равномерно распределенная временная нагрузка g_n передается через прочный жесткий настил из железобетонных плит, имеющих толщину t_s.

Вспомогательные балки не располагают в местах соединений главных балок, потому что это вызывает неудобство при их сопряжении. Для этого оси вспомогательных балок должны быть перенесены от концов главных балок на половину шага вспомогательных балок d.

Максимально возможный шаг d_max ограничен величиной

d_max = l/2= м

Это условие дает возможность рассматривать нагрузку, действующую на вспомогательную балку, как равномерно распределенную.

Минимальное количество n_{d, min} шагов d определяется:

n_{d, min} = L/d_max=

Затем n_{d, min} должно быть выражено как ближайшее целое число n_d . Шаг d будет равен:

d = L/n_d= м

2. Расчет вспомогательных балок.

Нормативные величины воздействий на вспомогательную балку определяются заданной нормативной временной нагрузкой g_n и весом железобетонных плит P_n . Эти две нагрузки являются равномерно распределенными

P_n = t_s= кН/м²

где  = удельный вес железобетона (25 кН/м³).

Грузовая площадь вспомогательной балки имеет ширину d и длину l. Нормативная нагрузка на погонный метр участка шириной d равна:

q_nj = (P_n + g_n)d= кН/м

Расчетная погонная нагрузка на вспомогательную балку определяется:

q_j = (P_n_fp + g_n_fg)d= кН/м

здесь _fp – коэффициент надежности по нагрузке (для железобетона равен 1,1);

_fg – коэффициент надежности по нагрузке (для временной нагрузки равен 1,2).

Затем необходимо определить внутренние усилия в вспомогательной балке. Расчетной моделью вспомогательной балки является шарнирно опертая балка.

Максимальный расчетный изгибающий момент:

M_max = ₁q_jl²/8= кНм

Максимальная расчетная поперечная сила:

Q_max = ₁q_jl/2= кН

где ₁ – эмпирический коэффициент для учета веса вспомогательной балки, равный 1,02.

Требуемый момент сопротивления для этих условий:

W_req = M_max/(c₁R_y_c)= см³

где: с₁ – коэффициент для учета развития пластических деформаций в балке, предварительная величина которого 1,1;

R_y – расчетное сопротивление материала для вспомогательной балки;

_c – коэффициент условий работы, в этом случае равен 1,0.

Принимаю двутавр № .

W_x= см³, I_x= см⁴, S^0.5= см³, h= мм, b= мм, t_w (s)= мм, t= мм.

Для учета развития пластических деформаций в месте действия M_мах определяется значение коэффициента с₁=с при касательных напряжениях =0 в середине пролета. А_f – площади полки, А_w – площади стенки.

A_f = b_ft= мм²

A_w = (h - 2t)t_w= мм²

A_f/ A_w= с=с₁=

Действительные значения нормальных и касательных напряжений в балке должны подчиняться условиям предельных состояний:

  _max/(c₁W_x)  R_y_c

  кН/см² < 23 кН/см²

   R_s_c

где R_s = 0.58R_y = 0.58∙23=13.34 кН/см² есть расчетное сопротивление стали срезу.

Проверка жесткости вспомогательной балки заключается в определении относительного прогиба, который должен не превышать расчетного значения по непригодности к нормальной эксплуатации:

=

где 1/n₀ есть нормативный относительный прогиб для балок, воспринимающих постоянную и временную нагрузки. Для пролетов меньше чем 6 м. n₀=200, для пролетов от 6 м. до 24 м. n₀=250.