3 .4 Расчет основных несущих конструкций

3.4.1 Расчет ригеля

Для ригелей принимаем марку стали ВСт3сп.

[табл.51/31]; [табл.51/31]; [табл.51/31]; [табл.51/31]; [табл.2/31];

.

Ригель разрезной, загруженный равномерно распределенной нагрузкой, которая передается с опорных частей плит покрытия.

Определяем нагрузку действующую на ригель

Таблица 3.8

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2		Расчетная нагрузка, кН/м2
I. Постоянная нагрузка: Ж/Б многопустотная плита, δ=220 мм γ=2500 кг/м3 цементно-песчаный раствор, δ=20 мм, γ=2200 кг/м3 утеплитель δ=150 мм γ=40 кг/м3	5,5 0,44 0,06	1,1 1,3 1,1	6,05 0,572 0,066
Итого	6		6,688

Определение расчетных усилий

Усилия в балке определяем по правилам строительной механики (рис.3.14)

Определение требуемого момента сопротивления

Рис.3.14 Определение расчетных усилий в ригеле

Т ребуемый момент сопротивления с учетом развития упругопластических деформаций:

По сортаменту принимаем Ì 60 Б1

W_x = 2610 cм³ >W_тр = 1872,57 cм³

Геометрические характеристики сечения (рис.3.15):

h = 594,2 мм;

b = 230 мм;

d = 10 мм;

t = 15,4 мм;

А = 131 см²;

_{Ix = 77 430 см}⁴_;

Рис.3.15 Сечение ригеля W_x = 2610 см³

S_x = 1491 см³

Проверка ригеля по первой группе предельных состояний

Прочность по нормальным напряжениям:

σ_x=179МПа<R_y*γ_c=250 МПа

Вывод: прочность нормальных сечений обеспечена.

Прочность по касательным напряжениям:

τ=25,65 МПа < R_s*γ_c=144,3 МПа

Вывод: прочность по касательным напряжениям обеспечена.

П роверка балок по второй группе предельных состояний

Жесткость балок обеспечивается, если выполняется условие: , где [табл.40/31]

Погиб ригеля составляет

(f/B)=0,0034<[f/B]=0,004

Вывод: жесткость балки обеспечена

3.4.2 Расчет колонны

3.4.2.1 Расчет колонны второго этажа

Принимаем материал колонны: сталь марки ВСт3кп [табл. 51/31/].

; ;

Сбор нагрузок на колонну

Таблица 3.9

Вид нагрузки	Нормативное значении, кН/м2	γf,	Расчетное значении, кН/м2
1.Кровля (пароизоляция, стропильная конструкция, шифер)	1	1,1	1,1
2. Утеплитель	0,06	1,1	0,066
3.Железобетонная плита перекрытия	5,5	1,1	6,05
4.Цементно-песчанный раствор	0,44	1,3	0,572
5.Ригель	1,08	1,1	1,188
Итого	8,08		8,976
Полезная нагрузка	4,0	1,2	4,8
Итого			13,776

Расчетная длина колонны в плоскости ригеля:

l_x=l_0x*μ_x=4,2*2=8,4м

Р асчетная длина колонны в плоскости, перпендикулярной плоскости ригеля:

l_y=l_0y*μ_y=2,1*1=2,1м

Рис.3.16 Расчетная схема колонны второго этажа

Определение требуемой площади сечения.

В первом приближении назначаем гибкость , по табл. 72/31 определяем коэффициент продольного изгиба .

Определяем требуемую площадь сечения по формуле:

По полученной требуемой площади по сортаменту подбираем двутавр I 20 К1 (рис.3.17).

h = 194,4 мм;

t_ст = 9,8 мм;

d = 6,3 мм;

А = 51,7 см²;

_{Ix = 3 730 см}⁴_;

_{Рис 3.17 Сечение колонны ix= 8,49 см;}

I_y = 1 310 см⁴

i_y = 5,03 см

О пределяем фактическое значение гибкости колонны в плоскостях Х-Х и У-У:

λ_x=l_x/i_x=3 730/8,49=439,34

λ_y=l_y/i_xy=1 310/5,03=260,44

Проверяем устойчивость колонны по формуле:

σ=173,02 МПа < R_y*γ_c=220*1,1=242 МПа

Вывод: устойчивость колонны обеспечена.

Проверяем равноустойчивость колонны:

Вывод: колонна равноустойчива.

Местная устойчивость полок и стенки колонны прокатного сечения обеспечивается сортаментом.

Окончательно принимаем двутавр I 40 К1, с размерами:

h = 392,6 мм;

t_ст = 16,2 мм;

d = 10,8 мм;

А = 173 см²;

_{Ix = 51 410 см}⁴_;

_{Рис.3.18 Сечение колонны ix= 17,3 см;}

I_y = 17 290 см⁴

i_y = 10 см