1.1 Определение нагрузок на перекрытие
Сбор нагрузки на 1м2 перекрытия
Таблица 1.3
|
|
Наименование |
Нормативная нагрузка qn, кПа |
Коэффициент
надежности по нагрузке
|
Расчетная нагрузка q, кПа |
|
1 |
Мозаичный пол t=30 мм ρ=2000 к/м3 |
0,60 |
1,3 |
0,78 |
|
2 |
Цем.песчаная стяжка t=20 мм ρ=1600 к/м3 |
0,32 |
1,3 |
0,416 |
|
3 |
Железобетонная плита ρ=2500 к/м3 1) t=100 мм 2) t=100 мм 3) t=120 мм |
2,50 2,50 3,00 |
1,1 1,1 1,1 |
2,8 2,8 3,3 |
|
4 |
Временная полезная |
20,0 |
1,2 |
24,0 |
|
|
Итого: 1 2 3 |
23,42 23,42 23,92 |
|
27,95 27,95 28,50 |
Для каждой группы выбираем максимальные расчетные длины:
Погонная нагрузка при вычислении по первой группе предельных состояний:
g1= q1×b1= 27,95×1,30=36,33 (кН/м)
g1= q2×b2= 27,95×1,50=41,92 (кН/м)
g1= q3×b3= 27,95×2,00=56,99 (кН/м)
Погонная нагрузка при вычислении по второй группе предельных состояний:
g1=
×b1=
23,42×1,30=30,45 (кН/м)
g1=
×b2=
23,42×1,50=35,13 (кН/м)
g1=
×b3=
23,92×2,00=47,84 (кН/м)
1.1 Выбор оптимальной схемы балочной площадки (на основе результатов расчета для трех вариантов размещения вспомогательных балок)
Согласно СНиП II-23-81* расчет на прочность балок сплошного сечения из стали с пределом текучести до 580МПа, несущих статическую нагрузку, следует выполнять с учетом развития пластических деформаций при соблюдении следующих условий:
1.Расчет на прочность балок переменного сечения с учетом развития пластических деформаций следует выполнять только для одного сечения с наиболее неблагоприятным сочетанием усилий М и Q, в остальных сечениях учитывать развитие пластических деформаций не допускается.
2.Для обеспечения общей устойчивости балок, рассчитываемых с учетом развития пластических деформаций, необходимо, чтобы передача нагрузки осуществлялась через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный металлический настил, волнистую сталь и т.п.), или отношение расчетной длины балки к ширине сжатого пояса b , не превышало значений, определяемых по формулам табл.8* СНиП II-23-81* для балок симметричного двутаврового сечения.
3.При изгибе в одной из главных плоскостей уровень касательных напряжений
(кроме
опорных сечений).
При
с1=
с
При
с1=
1,05βс,
где
с — коэффициент, принимаемый по табл.1.4.(Табл.66 СНиП II-23-81* выборочно);
Таблица 1.4
|
Тип сечения |
Схема сечения |
|
Значения коэффициентов | ||
|
1 |
|
c(cx) |
cy |
n при M=0 | |
|
0,25 |
1,19 |
1,47 |
1,50 | ||
|
0,50 |
1,12 | ||||
|
1,00 |
1,07 | ||||
|
2,00 |
1,04 | ||||
c1 -- коэффициент, принимаемый не менее единицы и не более коэффициента с ;
α — коэффициент, равный 0,7 для двутаврового сечения, изгибаемого в плоскости стенки.
Расчет в опорном сечении:
Максимальный расчетный момент:
(кНм)
(кНм)
Максимальная расчетная поперечная сила:
(кН)
(кН)
(кН)
Принимаем сталь С255. Согласно п.3 СНиП II-23-81* табл.1*, табл.51*, табл.52*
По
табл.6* СНиП II-23-81*
,
Согласно
“Правил учета степени ответственности
зданий и сооружений при проектировании
конструкций” СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки
и воздействия"
.
Расчетный момент сопротивления второстепенной балки:
Принимаем с1 = 1,12
По сортаменту подбираем сечение 3 второстепенных балок: (табл 1.5)
Таблица 1.5
|
N вар-та |
N дв |
Размеры, мм |
A, см2 |
Масса, кг/м |
I, см4 |
S, см3 |
W, см3 | ||||||||
|
h |
b |
tf |
tw |
|
|
|
|
| |||||||
|
1 |
24 |
240 |
115,0 |
9,5 |
5,6 |
34,8 |
27,30 |
3460 |
163 |
289 | |||||
|
2 |
24 |
240 |
115,0 |
9,5 |
5,6 |
34,8 |
27,3 |
3460 |
163 |
289 | |||||
|
3 |
30 |
300 |
135,0 |
10,2 |
6,5 |
46,5 |
36,5 |
7080 |
268 |
472 | |||||
Определяем коэффициент с1 (по табл.66 СНиП II-23-81*): (табл 1.6)
Таблица 1.6
|
N вар-та |
A= (h – 2tf)tw |
Af= tf bf |
Af/ Aw |
c1 |
|
1 |
1237,6 |
1092,5 |
0,883 |
1,082 |
|
2 |
1237,6 |
1092,5 |
0,883 |
1,082 |
|
3 |
1817,4 |
1377 |
0,758 |
1,094 |
Погонная нагрузка при вычислении по первой группе предельных состояний:
Погонная нагрузка при вычислении по второй группе предельных состояний:
Максимальный расчетный момент:
(кНм)
(кНм)
(кНм)
Максимальная расчетная поперечная сила:
(кН)
(кН)
(кН)
Проверим подобранные сечения по нормальным напряжениям:
недонапряжение — 15,7% = (277,9 – 234,3) / 2,78
недонапряжение — 2,8% = (277,9 – 270,0) / 2,78
недонапряжение — 20% = (277,9 – 222,2) / 2,78
Условие прочности по нормальным напряжениям выполняется.
Проверим подобранное сечение по касательным напряжениям:
Условие прочности по касательным напряжениям выполняется.
Проверим второстепенную балку по второй группе предельных состояний (по жесткости):
Где
значение
принято согласно табл 1.7 (Выборочно из
табл.19 СНиП 2.01.07-85.
Таблица 1.7
|
Элементы конструкций: |
Вертикальные предельные прогибы fu |
|
Балки, фермы, ригели, прогоны, плиты, настилы (включая поперечные ребра плит и настилов): А) покрытий перекрытий, открытых для обзора, при пролете l,м | |
|
l=3 |
l/150 |
|
l=6 |
l/200 |
|
l=24 (12) |
l/250 |
|
l≥36(24) в скобках при высоте до 6 метров включительно |
l/300 |
Таблица 1.8
|
N вар-та |
Схема балочного перекрытия |
Наименование конструктивных элементов |
Толщина монолитной плиты |
Количество второстепенных балок |
Расход материала |
Трудоемкость, чел/дн |
Металл/бетон |
Стоимость, у.е. | |||||
|
Сталь, кг |
Ж/б, м3 |
Стальные конструкции |
Монтаж балок |
Устройство плиты |
Итого | ||||||||
|
1 м.п. |
Всего | ||||||||||||
|
3 |
|
I 30 |
120 |
7 |
36,50 |
1022 |
6,48 |
2,0 |
18,1 |
940,2 |
265,7 |
777,6 |
1984 |
|
2 |
|
I 24 |
100 |
9 |
27,30 |
982,8 |
5,4 |
2,0 |
15,1 |
940,2 |
255,5 |
648 |
1808 |
|
1 |
|
I 24 |
100 |
11 |
27,30 |
1201 |
5,4 |
2,4 |
15,1 |
1105 |
312,3 |
648 |
2065 |
Принимаем вариант 2.