6. Проектирование и расчет перекрытий

В проектируемом здании необходимо сконструировать и рассчитать три этажа перекрытий, на которых будут располагаться служебные помещения административного, инженерно-техничес­кого персонала организаций и учреждений; бытовые помещения (гардеробные, душевые, умывальные, уборные) промышленных предприятий. Согласно СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия», нормативное значение нагрузки для таких типов помещений составляет 2,0 кПа (200 кгс/см²)

В качестве перекрытий будут использоваться монолитные железобетонные плиты, выполненные в опалубке из стального профилированного листа, который также выполняет функции внешней арматуры.

Для повышения коррозионной стойкости стальной профнастил покрывается слоем цинка путем горячего или холодного цинкования.

Соединение между собой листов профилированного настила осуществляют с помощью специальных комбинированных заклепок, позволяющих производить их постановку с одной стороны листов.

К несущим элементам (поддерживающим балкам) листы крепят самонарезающими винтами, путем пристрелки дюбелями.

Так как профилированный настил работает и в качестве внешней арматуры, необходимо обеспечить совместную работу бетона с настилом. Для этого в каждом гофре листа устанавливают специальные анкеры из арматурной стали диаметром 10…16 мм, приваренные к профнастила с шагом 250…500 мм по длине гофра и обеспечивающие достаточное сцепление бетона плиты с профнастилом.

В этом случае конструкция работает две стадии: на первой стадии профнастил выполняет функцию опалубки, воспринимая нагрузку от бетона; на второй стадии, после набора прочности бетоном, профнастил благодаря анкерам включа­ется в совместную работу с железобетонной плитой и конструкция воспринимает усилия от полезной нагрузки. Приведенную толщину бетона в плите назначают равной 60…100 мм.

Профилированный лист опирают на второстепенные балки (прогоны) которые располагают в плане с шагом 6,0 м. Учиты­вая, что профнастил имеет в длину 6 м и более, он работает по многопролетной схеме.

Исходя из нормативной нагрузки Р=200 кг/м², принимаем профнастил Н114-600-1,0, который при работе по двухпролетной схеме воспринимает нагрузки до 345 кг/м².

6.1.Определение нагрузок на ригель перекрытия

Грузовая площадь составляет 3 х 18 м,

7. Расчет колонны

Колонна промышленного здания будет выполнена из прокатного профиля – широкополочного двутавра (см. рис. 7.1).

Максимальные усилия, возникающие в колонне:

M_max=6,4 тм

N_max=13,55 т

Расчет будет производиться в следующей последовательности:

1 . Задаемся начальным

Рис. 7.1 Сечение двутавра

2. Определяем примерно высоту сечения колонны:

3. Вычисляем обычный эксцентриситет:

4. По графику определяем :

5. Находим требуемую площадь сечения:

6. По сортаменту подбираем сечение ближайшее большее и выписываем все характеристики:

Двутавр 20Ш1:

7. Определяем отношение площадей полки к стенке:

8. Проводим проверку общей устойчивости относительно Ох:

8.1. Условная гибкость стенки: , предельная условная гибкость стенки:

8.2.

8.3. Определяем относительный эксцентриситет:

8.4. Определяем коэффициент влияния формы:

8.5. Находим относительный приведенный эксцентриситет: далее найдем η:

- для z>1

8.6. Нахождение относительного приведенного эксцентриситета:

8.7. Определение коэффициента внецентренного сжатия:

См. график

8.8. Выполнение проверки прочности стержня при внецентренном сжатии:

Прочность колонны не обеспечена. Принимаем следующий профиль и повторяем проверку:

Двутавр 26Ш1:

7. Определяем отношение площадей полки к стенке:

8. Проводим проверку общей устойчивости относительно Ох:

8.1. Условная гибкость стенки: , предельная условная гибкость стенки:

8.2.

8.3. Определяем относительный эксцентриситет:

8.4. Определяем коэффициент влияния формы η:

- для z>1

8.5. Нахождение относительного приведенного эксцентриситета:

8.6. Определение коэффициента внецентренного сжатия:

См. график

8.7. Выполнение проверки прочности стержня при внецентренном сжатии:

9. Подсчет степени использования материала:

- материал расходуется неэкономно

10. Проверка общей устойчивости относительно оси Oy (из плоскости действия момента).

10.1. Вычисляем обычный эксцентриситет:

10.2. Определяем относительный эксцентриситет:

10.3. Условная гибкость стенки:

10.4. Определение коэффициента внецентренного сжатия:

См. график

10.5. Определяем коэффициент С, учитывающий влияние момента М_х на изгибно-крутильную форму потери устойчивости.

,

где

β=1

10.6. Выполнение проверки прочности стержня при внецентренном сжатии:

11. Проверка по несущей способности стержня из плоскости фермы:

11.1 Проверка прочности ствола колонны при динамической нагрузке. Работа стали в упругой зоне:

11.2 Проверка прочности ствола колонны при статической нагрузке. Работа стали с учетом развития пластических деформаций по сечению:

,

где

Прочность и устойчивость колонны обеспечена.