Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Новосибирский государственный университет архитектуры, дизайна

и искусств»

Кафедра строительного производства

Курсовая работа по теме:

СТОЕЧНО-БАЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

КОНСТРУКЦИИ

Выполнил:

Проверил: Шафрай С. Д.

Новосибирск 2018

1. Расчет второстепенной балки

Подбор сечения второстепенной балки

План расположения металлических балок в перекрытии приведен на рисунке 1.

Рис. 1. План второстепенных (1) и главных (2) балок в балочной клетке. Схема, иллюстрирующая расположение грузовых площадей, необходимых для сбора нагрузок: А1 – грузовая площадь для второстепенной балки; А2 – грузовая площадь на один погонный метр (1пм) второстепенной балки

Т а б л и ц а 1

Сбор нагрузок на второстепенные балки

№	Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кгс/м2	γf	Расчетная нагрузка, кгс/м2
1	Асфальт t = 3см, γ = 2200кг/ м3	66	1,3	85,8
2	Монолитная железобетонная плита перекрытия t = 10см, γ = 2500кг/м3	250	1,2	300
3	Собственный вес второстепенных балок	20	1,05	21
4	Полезная нагрузка	1100	1,2	1320
	Итого

В соответствии с таблицей 1 суммарная нормативная нагрузка на второстепенные балки составит

кгс/м²,

а суммарная расчетная нагрузка будет равна

кгс/м².

Каждой балке соответствует участок перекрытия (грузовая площадь), с которого она воспринимает нагрузку. Ширина этого участка равна шагу балок

(а = 2,16 м, рис.1). Преобразуем нагрузку с указанного участка перекрытия в равномерно распределенную по длине балки (в погонную нагрузку). Определяем погонную нормативную нагрузку на второстепенную балку:

,

и погонную расчетную нагрузку:

.

Расчетная схема второстепенной балки и эпюры внутренних усилий показаны на рисунке 2.

Рис.2. Расчетная схема второстепенной балки и эпюры внутренних усилий

Наибольший изгибающий момент .

Наибольше значение поперечной силы .

Опорная реакция второстепенной балки R₁= 11 190 кгс.

В соответствии с таблицей 50* [1] принимаем второстепенные балки из стали С245 по ГОСТ 27772-88* (предполагая, что толщина проката менее 10мм) с расчетным сопротивлением по пределу текучести R_y = 2450кгс/см² и с расчетным сопротивлением срезу R_s = 0,58R_y = 1421кгс/см². Для балок технологической площадки коэффициент условий работы γ_c = 1 (таблица 6* [1]).

Момент сопротивления изгибу, требуемый для обеспечения прочности балки при ее работе в упругой стадии, согласно п.5.12 [1]: .

Сечение балки выбираем в виде горячекатаного двутавра №36 по ГОСТ 8239-72* (рис. 3), у которого момент сопротивления изгибу W_x = 743см³ больше, чем W_тр = 685,1см³. Остальные геометрические характеристики сечения: S_x = 423см³ – статический момент сдвигаемой части сечения относительно оси х; I_x = 13 380см⁴ – момент инерции сечения относительно оси х;

А = 61,9см² – площадь поперечного сечения; t_w = 7,5 мм – толщина стенки двутавра; толщина полки – 12,3мм (максимальная толщина проката в сечении).

рис. 3. Сечение второстепенной балки

Проверки для второстепенной балки

Проверяем прочность балки на срез согласно п.5.12 [1] по касательным напряжениям:

.

Прочность балки на срез обеспечена.

Принимаем конструктивное решение, обеспечивающее при опирании монолитной железобетонной плиты на верхний пояс балки надежную связь по всей длине балки между этим поясом и железобетонной плитой в горизонтальной плоскости. Такое закрепление можно создать, например, путем установки закладных деталей в монолитной плите с шагом не более значений, указанных в таблице 8* [1], с приваркой этих деталей к верхнему поясу балки. При принятии в проекте указанного конструктивного решения (или другого, также создающего непрерывное закрепление сжатого пояса балки в горизонтальной плоскости) общая устойчивость второстепенных балок будет обеспечена (п. 5.16* [1]) и выполнять проверку по п.5.15 [1] не требуется.

Проверку второстепенной балки на жесткость при изгибе проводим по формуле для относительного прогиба балки:

,

где – предельно допустимый относительный прогиб балки в соответствии с таблицей 19 [2];

– модуль упругости стали.

.

Жесткость балки достаточна.