Расчет балки из широкополочного двутавра

Шифр задания –678

 

Требуется запроектировать несущие конструкции одноэтажного здания складского назначения. Балки стальные, из широкополочного двутавра. Плиты покрытия – железобетонные ребристые. Наружные стены – кирпичные. Колонны – железобетонные. Количество пролетов здания – 3. Количество шагов колонн – 8.

 

1.Пролет здания L = 11,6 м;

2.Шаг колонн a = 5,9 м;

3.Высота помещения Н_п = 7,8 м;

4.Плотность утеплителя ρ_ут = 175 кг/м^3;

5.Район строительства г. Кострома

 

 

Лист

291000-07501-2010

Содержание

 

1.Компоновка конструктивной схемы здания ……………………………….4

2.Сбор нагрузок. …………………………………………….............................6

3.Расчет балки из широкополочного двутавра………………………………..7

3.1.Расчет прокатной балки на прочность…………………………………….7

3.2Расчет балки на жесткость………………………………………………….9

4.Расчет и конструирование ребристой панели покрытия ………………….10

4.1.Назначение размеров и выбор материалов……………………………… 10

4.2.Расчет панели по 1 группе предельных состояний ……………………..12

4.2.1.Расчет продольного ребра………………………….... ………………..12

4.2.1.1. Расчет прочности ребра по нормальному сечению………………...12

4.2.1.2. Расчет прочности ребра по наклонному сечению………………….14

4.2.2.Расчет полки панели……………………………………………………..16

5.Расчет и конструирование колонны………………………………………...20

5.1.Назначение размеров и выбор материалов……………………………….20

5.2.Расчет колонны на устойчивость………………………………………… 21

5.3.Расчет арматуры колонны…………………………………………………23

Библиографический список……………………………………………………25

 

Лист

291000-07501-2010

2. Компоновка конструктивной схемы здания

 

 

 

 

Лист

291000-08478-2011

2. Сбор нагрузок

Сбор нагрузок производится в табличной форме. Расчетная снеговая нагрузка принята равной 2,4кН/м², т.к. Кострома относится к четвертому снеговому району [1]. Плотность утеплителя по заданию на проектирование – 175кг/м³ (нагрузка 1,75кН/м³). Толщина утеплителя принята 0,15м.

 

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке gf	Расчетная нагрузка, кН/м2
I. Постоянные нагрузки 1) Железобетонная ребристая плита покрытия   2) Пароизоляция (один слой рубероида)   3) Утеплитель 1,75 × 0,15 × 1 × 1 4) Цементная стяжка 22 × 0,02 × 1 × 1 5) Гидроизоляционный ковер 3 × 0,05	2,2   0,05     0,26   0,44   0,15	1,1   1,3     1,3   1,3   1,3	2,42   0,065     0,34   0,572   0,195
Итого постоянные нагрузки	3,1		3,592
II. Временные нагрузки Снеговая нагрузка	1,68		2,4
Итого полная нагрузка	4,78		5,992

 

С учетом коэффициента надежности здания по назначению g_n = 0,95:

Полная нормативная нагрузка g_n = 4,78 × 0,95 = 4,541кН/м²

Полная расчетная нагрузка g = 5,992 × 0,95 = 5,692кН/м²

 

Расчет балки из широкополочного двутавра

Лист

291000-08478-2011

3.1. Расчет прокатной балки на прочность

Интенсивность равномерно распределенной нагрузки на балку:

kH/м

 

 

Максимальный изгибающий момент в балке:

kH×м =56480kH×см

Требуемый момент сопротивления балки:

,

где R_y – расчетное сопротивление стали. Принимаем марку стали С245, определяем по табл.51*[2] R_y = 240МПа = 24 kH/см²;

g_c – коэффициент условий работы конструкции. Принимаем по табл.6*[2] как для сплошных балок g_c = 0.9.

см³.

По таблице сортамента (стр.307 [4]) принимаем двутавр марки 50 Ш2. Момент сопротивления см³,

линейная плотность кг/м = 1,25 kH/м,

статический момент сечения см³,

момент инерции сечения см⁴,

толщина стенки двутавра см.

Равномерно распределенная нагрузка с учетом собственного веса балки:

,

где - коэффициент надежности по нагрузке, принимаем равным 1,05 согласно табл.1 [1] как для стальной конструкции,

- коэффициент надежности по назначению здания, принимаем по прил.7[1] равным 0,95 как для здания складского назначения.

kH/м

Максимальный изгибающий момент с учетом собственного веса балки:

kH×м = 58584 kH×см

 

Лист

291000-08478-2011

Нормальные напряжения в балке не должны превышать предельного значения:

kH/см².

Условие выполняется, следовательно прочность балки по нормальным напряжениям обеспечена.

Поперечная сила с учетом собственного веса балки:

kH,

Прочность балки по касательным напряжениям обеспечена, если выполняется условие:

где R_s – расчетное сопротивление сдвигу (срезу)

kH/см²

 

kH/см².

Условие выполняется, следовательно, прочность балки по касательным напряжениям обеспечена.

 

 

Лист

291000-08478-2011

3.2. Расчет балки на жесткость

Относительный прогиб балки:

,

где - нормативное значение равномерно распределенной нагрузки с учетом собственного веса балки.

где - равномерно распределенная нагрузка без учета веса балки,

kH/м

kH/м = 0,2778 kH/см

- модуль упругости стали – 2,06∙10⁴ kH/см².

Условие выполняется.

Окончательно принимаем для балки двутавр марки 50Ш2.

Расчетная равномерно распределенная нагрузка с учетом собственного веса балки:

kH/м

Расчетная поперечная сила в балке:

kH,

 

 

Лист

291000-08478-2011

4. Расчет и конструирование ребристой панели покрытия