Расчётно-графическая работа по металлическим конструкциям «Балочная клетка»
Выполнил: студент ИСА-3-5
Цуриков А. В.
Проверил: Бажин Г. М.
Москва 2014
Исходные данные:
1. Шаг колонн в продольном направлении 
2. Шаг колонн в поперечном направлении 
3. Отметка верха настила 
4. Строительная высота перекрытия 3м
5. Временная равномерно–распределенная нагрузка 
27 кН/м2
6. Материал конструкций:
-настила, балок настила, колонн и вспомогательных балок – сталь С235
-главных балок – сталь С245
-фундаментов – бетон класса В15
8. Допустимый относительный прогиб настила: 1/150
9. Тип сечения колонны: сплошная
1 вариант балочной клетки
Принимаем шаг балок настила а=100см (делим пролет главной балки на 18 равных промежутков)
Материал настила и балок настила:
Сталь класса С235 
Определяем толщину настила
21 
q 30кН/м2 
=10-12мм, =12мм
Вес квадратного метра настила
Нормативная погонная нагрузка на балку настила
=27942 кН/см
Расчетная погонная нагрузка на балку настила
Максимальный изгибающий момент в балке настила
Требуемый момент сопротивления сечения балки настила
Принимаем двутавр № 35Б2 по СТО АСЧМ 20-93 
, 
, Sx=434 см3 g = 49,6кг/м, b=145мм, s=7 мм
Проверка жесткости балки:
Вес квадратного метра балочной клетки равен
2 вариант балочной клетки
Принимаем шаг балок настила а=112,5 см (делим пролет главной балки на 16 равных промежутков)
Настил принимаем таким же, как в первом варианте
Нормативная погонная нагрузка на балку настила
=3143 кН/см
Расчетная погонная нагрузка на балку настила
Максимальный изгибающий момент в балке настила
Требуемый момент сопротивления сечения балки настила
Принимаем двутавр № 35Б2 по СТО АСЧМ 20-93 , , Sx=434 см3 g = 49,6кг/м, b=145мм, s=7 мм
Проверка жесткости балки:
Вес квадратного метра балочной клетки равен
3 вариант балочной клетки
Настил принимается таким же, как и в первом варианте, расстояние между балками настила 
. Пролет балки настила 
, нормативная и расчетная нагрузки на нее равны:
=2794.2 кН/см
Расчетный изгибающий момент и требуемый момент сопротивления балки:
Требуемый момент сопротивления сечения балки настила
Принимаем двутавр № 35Б2 по СТО АСЧМ 20-93 , , Sx=434 см3 g = 49,6кг/м, b=145мм, s=7 мм
Проверка жесткости балки:
Вес квадратного метра балочной клетки равен
Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и прогиба. Нагрузку на вспомогательную балку от балок настила считаем равномерно распределенной, так как число балок настила больше пяти. Определяем нормативную и расчетную нагрузку на нее:
=13318кН/см
Определяем расчетный изгибающий момент и требуемый момент сопротивления:
Принимаем двутавр № 70Б0 по СТО АСЧМ 20-93 
, 
, Sx=1913,1 см3 g = 120,1кг/м, b=230мм, s=11,8 мм
Проверка жесткости балки:
Проверяем общую устойчивость вспомогательных балок в сечении с наибольшими нормальными напряжениями – в середине пролета. Их сжатый пояс от поперечных смещений балками настила, которые вместе с приваренным к ним настилом образуют жесткий диск, и за расчетный пролет следует принимать расстояние между балками настила 
. Так как 
и 
; в сечении 
, следовательно, 
и 
.
Определим соотношение 
, при котором можно не проверять устойчивость:
Принятое сечение удовлетворяет требованиям прочности, устойчивости и прогиба.
Расход материала:
94,2+49,6/1+120,1/4,5=170,48 кг/м2.
По расходу металла I вариант балочной клетки (нормального типа) выгоднее II варианта (нормального типа) и III варианта (с усложненного типа балочной клетки).
Центрально сжатая колонна
Подобрать сплошную колонну, выполненную из прокатного двутавра высотой 6 м. Внизу и вверху колонна закреплена шарнирно. Расчётное продольное усилие N= 6*18*143,8/4= 3882,6.
Материал – сталь С245 R0=24 кН/м, γС=1.
Требуемая площадь сечения колонны:
Условная гибкость:
Схема
| l |
| μ=1 |
Предварительно задаёмся гибкостью:
Λ=60…100, примем λ=100
По справочнику Мельникова принимаем φ=0,56
Вычисляем площадь:
см2
Находим требуемый радиус инерции:
Ix=iy=lx/λ=600/100=6 см
Из СТО АСЧМ 20-93 выбираем двутавр №40К4 А=295,39 см2, Ix=17,72 см, iy=10,25 см
Определяем гибкость:
=> φ=0,744391
Проверка:
