в для згинальних елементів полягає у визначеннівертикального відносного прогину і порівняння його з нормованим.
Відносний прогин однопрогоновоюбалки, навантаженої рівномірно розподіленим навантаженням
За таблицею 19 СНиП 2.01.07-85 *в залежності від прольоту визначаємо нормований прогин. Для прольоту l = 3м
Умова виконується, тоє перетин балки настилу задовольняє вимогам жорсткості.
Розрахунок допоміжноїбалки.
Рис. 4
Тимчасова навантаженнязадана
Навантаження відвласної ваги залізобетонного настилу складе
Навантаження від балокнастилу
де А - крок колон в поздовжньомунапрямку;
В - крок колон впоперечному напрямку;
Р - навантаження від 1 мбалки настилу.
Виділяємо вантажнуплоща на 1 допоміжну балку (рис. 3).
Нормативне значеннянавантаження, що діє на балку настилу
Розрахункове значеннянавантаження, що діє на балку настилу
Де -коефіцієнт надійності за навантаженням для металевих конструкцій (СНиП 2.01.07-85 *).
Максимальний згинальниймомент дорівнює
Максимальна поперечнасила
Необхідний моментопору поперечного перерізу балки дорівнює
За сортаментом прокатнихпрофілів (СТО АСЧМ 20-93) вибираємо двутавр № 50 з наступними геометричнимихарактеристиками
Wx = 1598см 3 ;
Ix = 39727см 4 ;
Sx = 919см 3 ;
Р = 78.5 кг/м; <
/p>
d = 1см;
b = 17см;
h = 50см.
Значення дотичнихнапружень у перерізі згинаного елемента повинні задовольняти умові
Умова виконується,отже опорні перерізи балок настилу задовольняють умові міцності подотичним напруженням.
Розрахунок по 2 групіграничних станів для згинальних елементів полягає у визначеннівертикального відносного прогину і порівняння його з нормованим.
Відносний прогиноднопрогоновою балки, навантаженої рівномірно розподіленим навантаженням
За таблицею 19 СНиП 2.01.07-85 *в залежності від прольоту визначаємо нормований прогин. Для прольоту l = 8м
Умова виконується, тоє перетин балки настилу задовольняє вимогам жорсткості.
Підрахуємо витрата івартість матеріалів при третьому варіанті компонування балочної клітки.
Витрата металу на 1 м 2
Де Р1і Р2- Вага 1 метра профілю балки настилу і допоміжної балки.
Витрата залізобетону 1 м 2 в€™ 0.1м = 0.1 м 3 .
Вартість 1 м 2 настилу: С = 0.0377 т в€™ 10000 р +0.1 м 3 в€™ 1000 = 477 р.
Таким чином найбільшекономічним є 1 варіант компоновки балочної клітки.
2.Розрахунокі конструювання головної балки
Балки настилу спираютьсяна головні балки рівномірно з кроком 2 метри, проліт головних балок становить 18м. Таким чином, на головну балку діятимуть 9 зосереджених сил,приймемо їх як рівномірно розподілене навантаження.
Рис. 5
Навантаження, діючана головну балку буде включати в себе:
В·Кориснунавантаження;
В·Власнийвага настилу;
В·Власнийвага балок настилу;
В·Власнийвага головної балки (1-2% від навантаження на неї).
Навантаження від балокнастилу
Вага головної балки
Нормативне значеннянавантаження, що діє на головну балку
Розрахункове значеннянавантаження, що діє на головну балку
Максимальний згинальниймомент дорівнює
Максимальна поперечнасила
Внутрішні зусилля,виникають в головній балці настільки значні, що використання прокатнихпрофілів виключено. Тому головна балка проектується складовою. Як правило,складові балки проектуються зварними, а їх перетин нагадує перетинпрокатних двотаврів: один вертикальний лист стали утворює стінку двотавра, двагоризонтальних листа утворюють його полки.
2.1 Визначеннярозмірів перетину
Головнабалка проектується змінного по довжині перетину. Визначальним у компонуванніперетину головної балки є підбір розмірів стінки балки - висоти і товщини.Висота головної балки, основну частину якої становить висота стінки,визначається з економічних міркувань, жорсткості балки і допустимоїбудівельної висоті конструкції перекриття. Кожен з перерахованих факторіввизначає оптимальне, мінімальне і максимальне значення висоти балки.Товщина стінки балки також визначається декількома факторами і відповідномає декілька значень - мінімальне і, прийняте з умови роботи головноїбалки на дотичні напруження, і раціональне, прийняте з економічнихміркувань. Мінімальна висота стінки головної балки визначається з умовижорсткості балки з використанням формули, сполучною момент опоруперетину W і момент інерції I
Де y- Відстань від нейтральної осі перерізу до крайнього волокна.
Оскільки визначаєтьсямінімальне значення висоти, використовується мінімальне значення y
де - мінімальнийнеобхідний момент інерції всього перетину головної балки;
W n , min - мінімальнийнеобхідний момент опору всього перерізу головної балки.
Мінімальний моментопору перерізу головної балки визначається з умови міцностізгинальних елементів у відповідності з вимогами п. 5.12 СНиП в€Ґ -23-81 *В«Сталеві конструкціїВ»
Мінімальний моментінерції перерізу головної балки визначається з умови жорсткості відповідноз вимогою забезпечення допустимого відносного прогину балки, який дляголовних балок робочих площадок виробничих будівель при відсутності крановихшляхів становить: (Беленя Е.И.Металеві конструкції, табл. 3.3).
Мінімальне значеннявисоти головної балки
Оптимальна висотастінки балки визначається, виходячи з міркувань мінімізації маси балки.Формула для визначення висоти стінки головної балки при мінімумі маси балкимає наступний вигляд
де К - коефіцієнт,залежний від конструктивного оформлення балки, для зварних балок К = 1.15;
Попередньовизначаємо висоту стінки
- товщинастінки, орієнтовно приймаємо.
де О»w = 150- Умовна гнучкість стінки (Беленя Е.И. Металеві конструкції, табл. 7.2).
Максимальна висотастінки головної балки
Де НРТР- Будівельна висота;
tп-висота перекриття.
Висотабалки повинна вписуватися в задані габарити і бути кратною модулю уніфікації100 мм. Приймаємо висоту балки hw = 180см.
Мінімальнатовщина стінки головної балки визначається з умови її міцності при роботі назріз з використанням формули
Де Rs = 0.58 в€™ Ry = 0.58 в€™ 2750 = 1595кгс/см 2 (СП 53-102-2004 табл. 2);
h- Прийнята висота балки.
Мінімальнутовщину стінки, необхідну для забезпечення місцевої стійкості головної балкибез постановки поздовжнього ребра жорсткості визначимо за формулою
Такимчином, згідно ГОСТ 19903-74 *, приймаємо товщину стінки.
Перевіримоумовну гнучкість стінки головної балки
Данезначення потрапляє в діапазон 3.5 ≤ О»w ≤ 6,що говорить про виконання умови.
Товщинуаркуша полки головної балки приймаємо.
Повнависота головної балки буде дорівнює
.
Ширинуаркуша головної балки визначаємо з необхідного значення площі перерізу полиці.Формулу для визначення площі перерізу однієї полиці отримаємо з формули Штейнера,яка дозволяє визначати моменти інерції складних перерізів відносно осей,не співпадаючих з нейтральною віссю всього перерізу. Через малість значеннямоментом інерції перерізу полиці щодо власної осі можна предебречь,тоді формула для визначення площі перерізу однієї полиці прийме вигляд
Де- Необхідниймомент інерції однієї полиці відносно нейтральної осі балки;
- площаперетину однієї полиці;
h 0 - Відстань між власними осями полиць...
