Міністерство освіти, науки молоді та спорту України

Національний університет “Львівська політехніка”

Кафедра будівельних конструкцій і мостів

Розрахунково-пояснювальна записка

до курсової роботи з дисципліни

“Будівельні конструкції”

Виконав:

Ст. гр. ПЦБ-31

Титанич О.І.

Перевірив:

Шпак М.М.

Львів-2012

Зміст

Розділ І. Проектування металевих конструкцій.

1. Компонування конструктивної схеми металевого балкового перекриття.

2. Розрахунок і конструювання балки настилу.

2.1. Обчислення навантажень на перекриття.

2.2. Статичний розрахунок балки настилу.

2.3. Підбір перерізу балки настилу з умови міцності та з урахуванням пружно- пластичної роботи сталі

2.4. Розрахунок балки настилу за ІІ-ю групою граничних станів: розрахунок прогину.

3. Розрахунок і конструювання головної балки із прокатного профілю марки ГБ-2.

3.1. Обчислення навантаження на головну балку.

3.2. Обчислення розрахункового прольоту.

3.3. Статичний розрахунок головної балки марки ГБ-2.

3.4. Підбір перерізу головної балки з умови міцності за нормальними напруженнями.

3.5. Перевірка міцності головної балки в зоні одночасного впливу моментів і поперечних сил.

3.6. Перевірка головної балки в опорному перерізі, в зоні впливу поперечних сил

3.7. Розрахунок головної балки за другою групою граничних станів: розрахунок прогину.

3.8. Розрахунок і конструювання вузлів головної балки.

3.8.1. Розрахунок і конструювання опорного ребра головної балки.

3.8.2. Розрахунок опорного ребра у випадку обпирання на опорний столик.

3.8.3. Розрахунок зварних швів прикріплення опорного ребра до стінки балки.

3.8.4. Розрахунок і конструювання опорних ребер у випадку обпирання головної балки на монолітну опорну подушку.

3.8.5. Розрахунок і конструювання проміжних ребер жорсткості

3.8.6. Розрахунок болтового з’єднання балок настилу БН-1 з головною

балкою ГБ-2.

4. Розрахунок і конструювання колони І-го поверху.

4.1. Обчислення навантаження від власної ваги конструкції покриття.

4.2. Обчислення снігового навантаження.

4.3. Обчислення навантаження від власної ваги колони.

4.4. Обчислення розрахункового зусилля.

4.5. Підбір перерізу колони з умови стійкості центрово стиснутого стрижня.

4.6. Розрахунок і конструювання опорних вузлів колони.

4.6.1. Розрахунок і конструювання опорного столика колони під головну балку.

4.6.2. Розрахунок зварних швів прикріплення опорного столика до колони.

4.6.3. Розрахунок і конструювання опорного столика колони під балку настилу.

4.7. Розрахунок і конструювання бази колони.

Завдання на проектування

Необхідно запроектувати несучі металеві, залізобетонні та кам’яні конструкції багатоповерхового будинку в’язевої системи з неповним каркасом за наступними даними:

– призначення будинку – цивільний, ІІ класу відповідальності;

– розміри будинку в плані (в осях) – 64,8×27,2 м;

– крок колон поздовжній – 7,2 м;

– крок колон поперечний – 6,8 м;

– кількість поверхів – 6;

– висота поверхів – 4,2;

– стіни зовнішні цегляні товщиною 51 см;

– конструкція підлоги наведена на рис. 2.1;

– корисне навантаження на перекриття v₀ =13,0кН/м²,

– матеріал конструкцій:

балки настилу – сталь класу С255;

головна балка – сталь класу С255;

колона – сталь класу С245;

– місце будівництва – м. Самбір;

– матеріал кам’яних конструкцій – цегла марки М125;

– умовний розрахунковий опір грунту ;

Розділ і. Проектування металевих конструкцій.

1. Компонування конструктивної схеми металевого балкового перекриття.

Приймаємо несучу конструктивну систему будинку у вигляді неповного каркасу, тобто із зовнішніми несучими цегляними стінами і внутрішнім металевим каркасом. З метою забезпечення жорсткої конструктивної схеми будинку, довжина якого 64,8 м. Приймаємо нормальний тип балкової клітки із настилом у вигляді монолітної залізобетонної плити, балок настилу і головних балок. Металеві колони розташовуємо на перетині розбивних осей, головні балки розташовуємо вздовж будинку, перекриваючи проліт 7,2 м., а балки настилу – поперек будинку, перекриваючи менший проліт 6,8 м. Крок балок настилу приймаємо в межах 1,5 – 3,0 м, ділячи головну балку на 3…5 рівних частин по довжині, а саме a_sb=7,2/3=2,4м. Балки настилу і головні балки спираємо на стіни через монолітні опорні подушки МОП-1 і МОП-2, забезпечуючи довжини опорних ділянок відповідно c_sb=250мм для балки настилу і c_mb=380мм – для головної балки. В місцях обпирання головних балок на поперечні стіни передбачено пілястри. Приєднання головної балки до колони проектуємо збоку на опорні столики. Приєднання балок настилу до головних передбачаємо в одному рівні стосовно верхніх поясів.

Монтажний план-схему перекриття наведено на рис. 1.1.

2. Розрахунок і конструювання балки настилу.

Балки настилу проектуємо з двотаврів з ухилом внутрішніх граней поличок за ГОСТ 8239-89 з урахуванням пружно-пластичної роботи сталі. З метою зменшення будівельної висоти поверхів приєднання балок настилу до головних балок проектуємо в одному рівні щодо верхніх поясів. Матеріал балок настилу – сталь класу С255

2.1. Обчислення навантажень на перекриття.

Для цивільного будинку проектуємо підлогу, конструкція якої наведена на рис 2.1. Використовуючи рекомендації таблиці 1 (додаток 1), приймаємо товщину монолітної залізобетонної плити настилу t_pl=220 мм. Власну вагу балок настилу приймаємо g_0,sb = 0,16 кН/м² при рекомендованих 0,1…0,2 кН/м².

Рис. 2.1. Конструкція підлоги із штучного паркету:

1– залізобетонна плита перекриття товщиною 220 мм; 5 – звукоізоляція суцільною стрічковою прокладкою шириною 120 мм із м’якої деревно-волокнистої плити товщиною 12 мм; 10 – дерев’яна лага 40×80 мм, крок 400 мм; 11 – дерев’яна основа підлоги із обрізної дошки товщиною 25 мм; 5 – волого-стійка фанера: одна верства товщиною 12 мм; 6 – паркет дубовий, t = 15 мм;

Обчислення навантаження в кН/м² виконуємо в табличній формі (табл. 2.1), використовуючи довідкові дані щодо об’ємних мас будівельних матеріалів, виробів і конструкцій. Величину характеристичного навантаження обчислюємо як добуток товщини верстви матеріалу t на його об’ємну масу ρ. Величину розрахункового граничного навантаження обчислюємо як добуток характеристичного навантаження на коефіцієнт надійності за навантаженням γ_fm. Коефіцієнти надійності γ_fm за навантаженням від власної ваги матеріалів прийнято за табл. 5.1 ДБН В.1.2-2:2006 “Навантаження і впливи” [1], а для змінних навантажень на перекриття – за п. 6.7 Норм [1].

Обчислення навантаження в кН/м² перекриття

Таблиця 2.1

№ верстви	Вид навантажень і їх підрахунок	Характе-ристичне навантаження	Коефіцієнт надійності за навантаженням γfm	Розрахункове граничне навантаження
	А. Постійне навантаження
6	– паркет дубовий, t = 15 мм, ρ = 800 кг/м3: t×ρ = 0,015×800×(0,01)	0,120	1,1*	0,132
5	– вологостійка фанера: одна верства товщиною t = 12 мм, ρ = 600 кг/м3: t×ρ = 0,012×600×(0,01)	0,072	1,1	0,079
9	– звукоізоляція суцільною стрічковою прокладкою шириною b =120 мм із м’якої деревно-волокнистої плити товщиною t = 12 мм, кроком а = 0,4 м, ρ = 300 кг/м3: t×b×1/а×ρ = 0,012×0,12×1/0,4×300×(0,01)	0,011	1,2	0,013
1	– залізобетонна монолітна плита перекриття товщиною t = 50 мм, ρ = 2500 кг/м3 t×ρ = 0,05×2500×(0,01)	1,250	1,1	1,375
12	– металева балка настилу (орієнтовно)	0,16	1,05	0,168
	Всього постійне (g0, g):	g0 = 1,615	–	g = 1,768
	Б. Змінне навантаження – згідно із завданням на проект-ня: в т.ч. квазіпостійне (тривале) 0,7v0	v0 = 5,0 v0l = 5,0	1,2 1,2	v =6 vl =6
	В .Повне навантаження (q0, q): – в т.ч. тривале:	q0 =g0 + v0 = = 6,615 q0l =g0 + v0l = = 6,615	– –	q =g + v = = 7,768 ql =g + vl = = 7,768