Проектирование производственного здания
Расчет и конструирование железобетонных элементов одноэтажного производственного здания. Расчет и компоновка рабочей площадки балочной клетки и крепления базы колонны к фундаменту. Подбор сечения клееной балки, проверка на прочность и прогиб древесины.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 05.05.2016 |
Размер файла | 603,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Введение
- 1. Расчет и конструирование железобетонных элементов одноэтажного производственного здания
- 1.1 Исходные данные
- 1.2 Определение усилий возникающих в балке
- 1.3 Расчет балки по предельным состояниям первой группы
- 1.3.1 Назначение размеров поперечного сечения
- 1.3.2 Расчет балки на действие изгибающего момента от расчетной нагрузки
- 1.3.3 Расчет балки на действие поперечной силы
- 1.3.4 Проверка прочности на наклонной полосе между наклонными трещинами
- 1.3.5 Расчет балки на действие монтажной нагрузки
- 1.3.6 Расчет монтажной петли
- 1.4 Расчет балки по предельным состояниям второй группы
- 1.4.1 Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси балки
- 1.4.2 Расчет прогиба балки
- 1.4.3 Определение мест обрыва стержней растянутой продольной рабочей арматуры
- 1.5 Расчет железобетонной колонны. Подбор сечения колонны
- 1.6 Расчет центрально нагруженного фундамента
- 2. Расчет и конструирование металлических конструкций одноэтажного производственного здания (рабочей площадки балочной клетки)
- 2.1 Исходные данные
- 2.2 Компоновка балочной клетки
- 2.3 Расчёт прокатных балок
- 2.3.1 Расчет балки настила
- 2.3.2 Расчёт вспомогательной балки
- 2.4 Расчет балки сварной составного сечения (главной балки балочной клетки)
- 2.4.1 Определение нагрузки на главную балку, подбор её сечения с проверкой его по несущей способности и жёсткости
- 2.4.2 Расчёт необходимости применения рёбер жёсткости
- 2.4.3 Расчёт поясных швов балки
- 2.4.4 Расчёт поперечных рёбер жёсткости
- 2.4.5 Расчёт опорных рёбер жёсткости
- 2.4.6 Проверка опорной стойки балки на устойчивость относительно оси Z
- 2.4.7 Расчёт сопряжения вспомогательной балки с главной балкой
- 2.5 Определение нагрузок на колонну и подбор сечения стержня колонны сквозного сечения
- 2.5.1 Расчёт относительно материальной оси
- 2.5.2 Расчёт относительно свободной оси
- 2.5.3 Расчёт планок
- 2.6 Расчёт базы колонны с траверсами
- 3. Расчёт клееной балки покрытия на прочность и изгиб
- 3.1 Исходные данные
- 3.2 Подбор сечения клееной балки, проверка на прочность и прогиб
- Приложения к расчёту
- Список используемой литературы
Введение
Выполнение курсовой работы по дисциплине «Строительные конструкции» призвано выработать умение использовать полученные ранее теоретические знания при решении инженерных задач и приобрести навыки конструкторской разработки.
Цель данной курсовой работы -- помочь студенту освоить основные положения расчета и закрепить навыки проектирования железобетонных, металлических и деревянных конструкций для сооружений и зданий.
1. Расчет и конструирование железобетонных элементов одноэтажного производственного здания
1.1 Исходные данные
Таблица 1.1. Исходные данные по [1]
№ п.п. |
Наименование величин |
Обозначение |
Ед.измерения |
Значение |
|
1. |
Пролёт балки |
||||
2. |
Полная расчетная нагрузка |
||||
3. |
Полная нормативнаянагрузка |
||||
4. |
Нормативная постоянная и длительная нагрузка |
||||
5. |
Бетон |
Мелкозернистый, класса |
|||
6. |
Рабочая продольная арматура |
Класса |
|||
7. |
Монтажная и поперечнаяарматура |
Класса |
|||
Коэффициент условий работы бетона ;
Нормативное сопротивление бетона сжатию (призменная прочность) ;
Расчетное сопротивление бетона сжатию ;
Нормативное сопротивление бетона осевому растяжению
Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению ;
Расчетное сопротивление рабочей продольной арматуры ;
Расчетное сопротивление поперечной (хомуты, монтажная) арматуры ;
Модуль упругости арматуры ;
Модуль упругости бетона ;
Коэффициент надёжности по назначению здания или сооружения ;
Коэффициент, учитывающий собственный вес балки .
1.2 Определение усилий возникающих в балке
Расчетная схема балки - балка на двух опорах, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой. Для расчетов балки по предельным состояниям первой и второй групп вычислим изгибающие моменты и поперечную силу:
· от расчетной нагрузки:
;
;
· от полной нормативной нагрузки:
;
· от нормативной постоянной и длительной нагрузок:
.
1.3 Расчет балки по предельным состояниям первой группы
1.3.1 Назначение размеров поперечного сечения
Пусть для первого приближения
и .
Примем ширину балки .
Рабочая высота балки:
.
Здесь - среднее из рекомендуемых значений этого коэффициента для расчета балки.
Примем расстояние от нижней грани бетона до центра тяжести рабочей растянутой арматуры , тогда полная высота балки
.
Примем к расчету ; ; .
1.3.2 Расчет балки на действие изгибающего момента от расчетной нагрузки
Вычислим величину:
.
По табл. 4 приложения 1 [1] для коэффициенты и , что отвечает рекомендуемому при расчете балки пределу и меньше (см. приложение 1, табл. 3 [1]).
Величина
,
т.к. , то сжатая арматура не требуется.
Требуемая площадь растянутой продольной арматуры:
.
Подбираем арматуру (см. приложение 1, табл. 6 [1]) для двух каркасов в составе стержней и стержней с общей площадью . При этом коэффициент армирования
<.
1.3.3 Расчет балки на действие поперечной силы
На приопорном участке длиной при высоте балки шаг хомутов должен быть не более . Назначим шаг хомутов . Примем (см. приложение 1, табл. 6 [1]) диаметр хомута , площадь стержней (два каркаса) .
Усилие в хомутах на приопорном участке на единицу длины равно:
;
,
где для мелкозернистого бетона [3].
Длина проекции опасной наклонной трещины:
,
где - коэффициент влияния вида бетона, для мелкозернистого бетона .
Длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента:
.
Принимаем , т.к. << и <.
Поперечная сила, воспринимаемая хомутами:
.
Поперечная сила, воспринимаемая бетоном:
.
Значение принимаем не меньше значения, полученного по формуле:
.
Условие выполнено, принимаем .
Проверка прочности балки по наклонной трещине.
, т.е. прочность по наклонной трещине обеспечена.
железобетонный балка фундамент древесина
1.3.4 Проверка прочности на наклонной полосе между наклонными трещинами
,
;
.
Условия прочности на действие поперечной силы удовлетворяются.
1.3.5 Расчет балки на действие монтажной нагрузки
Расстояние от монтажной петли до края балки: .
Погонная нагрузка от собственного веса балки с учетом коэффициента динамичности :
, где для мелкозернистого бетона .
Наибольший отрицательный момент:
.
Коэффициент
.
На основании () из табл. 4, приложения 1 [1] имеем, что коэффициенты , .
Требуемая площадь монтажной арматуры:
.
Принимаем 2 стержня , площадь (из. табл. 5, приложения 1 [1]).
1.3.6 Расчет монтажной петли
Требуемая площадь сечения одной петли:
,
принимаем монтажную петлю , (из. табл. 5, приложения 1 [1]).
1.4 Расчет балки по предельным состояниям второй группы
1.4.1 Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси балки
Приведенный диаметр арматуры:
.
Определим ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия всей нормативной нагрузки:
;
;
,
где для мелкозернистого бетона .
.
Таким образом, условия по раскрытию трещин удовлетворены.
1.4.2 Расчет прогиба балки
Площадь приведенного сечения балки:
.
Статический момент относительно нижней грани сечения балки:
.
Расстояние от нижней грани сечения балки до приведенного центра тяжести сечения:
.
Приведенный момент инерции сечения:
.
Момент сопротивления:
.
Коэффициент при вычислении :
; .
Коэффициент при вычислении :
;
.
Коэффициент при вычислении :
;
,
где
при определении и ; при определении .
Для : ;
Для и : .
Кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки:
.
Кривизна от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок:
.
Кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок:
.
Полная кривизна:
.
Прогиб балки:
.
Таким образом, жесткость балки обеспечена.
1.4.3 Определение мест обрыва стержней растянутой продольной рабочей арматуры
Ордината эпюры материалов в середине пролета балки для стержней общей площадью :
Обрываем 2 стержня (рис. 1.1). Остающиеся 2 стержня имеют площадь (табл. 6, приложения 1 [1]).
Ордината эпюры материалов в приопорной части балки:
.
Отрицательный момент эпюры материалов для монтажной арматуры из 2 стержней и площадью :
.
Для построения криволинейной эпюры изгибающих моментов балку разделим на пять равных участков через и определим момент в точках 1…4 (см. рис. 1.5 [1]):
;
.
Поперечные силы у опор
.
Момент в середине пролета . Наибольшая перерезывающая сила .
Построим в масштабе эпюры изгибающих моментов и поперечных сил, отложим на эпюре изгибающих моментов ординаты эпюры материалов (рис. 1.5 [1]) и определим места теоретического обрыва стержней. По эпюре поперечных сил определим значения в месте теоретического обрыва. . Расстояние между точками обрыва стержней, согласно рис. 1.1, составляет приблизительно . Длина выпуска стержней за точку теоретического обрыва:
,
но не менее . Тогда длина обрываемых стержней .
Рис. 1.1. К определению места обрыва продольной арматуры
1.5 Расчет железобетонной колонны. Подбор сечения колонны
Исходные данные [1]: бетон колонны класса ; продольная арматура в колонне класса , коэффициент надежности по назначению ; коэффициент условий работы бетона ; на коэффициент умножаются и . Продольная сила от расчетных нагрузок (задана преподавателем); высота колонны - ; расчетное сопротивление арматуры ; расчетное сопротивление бетона на осевое сжатие .
Рис. 1.2. Расчетная схема и поперечное сечение колонны
Зададимся , и определим площадь поперечного сечения колонны:
.
Требуемая сторона квадратного сечения:
.
Принимаем , .
Расчетная длина колонны:
. .
Отношения ; .
Из приложения 1, табл. 6 [1] имеем ; .
Коэффициент
.
Принимаем 4 стержня диаметром с общей площадью .
Коэффициент армирования .
Сечение подобрано правильно, так как <<.
1.6 Расчет центрально нагруженного фундамента
Фундамент под колонны условно считают центрально-нагруженным, если расчет колонны выполнялся при эксцентриситетах, не превышающих случайных.
В общем случае размеры подошвы фундаментов назначают из условия совместной работы фундамента и грунтового основания.
Исходные данные (по табл. 1.2 [1]): бетон фундамента класса ; арматура нижней сетки класса ; глубина заложения фундамента ; расчетное сопротивление грунта ; расчётное сопротивление бетона осевому растяжению МПа; расчетное сопротивление арматуры растяжению и сжатию МПа; коэффициент условий работы бетона ; коэффициент надёжности по назначению ; коэффициент надежности по нагрузке ; расчетная нагрузка (по указанию преподавателя); высота колонны ; сечение колонны ; усредненная нагрузка от фундамента и грунта на его уступах , объемный вес бетона колонны .
Рис. 1.3. Фундамент под колонну
Расчетная нагрузка на фундамент:
.
Требуемая площадь подошвы фундамента:
.
Требуемая сторона подошвы квадратного в плане фундамента:
,
принимаем .
Давление грунта на единицу площади подошвы фундамента:
,
условие не выполняется. Увеличиваем значение стороны фундамента до . В это случае
.
Условие выполнено.
Рабочая высота фундамента:
.
Принимаем , таким образом, полная минимальная высота фундамента равна .
Полная минимальная высота по условиям заделки колонны в зависимости от размеров её сечения:
.
Для надежного закрепления продольных стержней при жесткой заделке колонны в фундаменте высота должна быть не менее:
.
Принимаем высоту фундамента и три ступени фундамента.
Полезная высота нижней ступени:
.
Назначим (см. рис. 1.7 [1]) высоту нижней ступени м и ; высоту средней ступени и ; высоту верхней ступени и м.
Моменты:
;
;
.
Требуемая площадь рабочей арматуры, приходящаяся на всю ширину подошвы фундамента в одном направлении при рабочей высоте:
, ;
,
;
,
.
Принимаем нестандартную сетку из стержней ячейкой , при общей площади поперечного сечения . Недонапряжение составляет , условие выполнено.
2. Расчет и конструирование металлических конструкций одноэтажного производственного здания (рабочей площадки балочной клетки)
2.1 Исходные данные
Таблица 2.1. Исходные данные по [1]
№ п.п. |
Наименование величин |
Обозначение |
Ед.измерения |
Значение |
|
1. |
Нормативная (полезная)нагрузка |
||||
2. |
Толщина настила |
||||
3. |
Шаг колонны в продольном направлении |
||||
4. |
Шаг колонны в поперечном направлении |
||||
5. |
Тип сечения колонны |
- |
- |
||
6. |
Габарит помещения подперекрытием |
||||
7. |
Высота до верха настиларабочей площадки |
||||
8. |
Коэффициент надёжности по нагрузке для полезнойнагрузки |
- |
|||
9. |
Коэффициент длясобственного веса настила или балок |
- |
|||
10. |
Коэффициент надёжности по условиям работы |
- |
|||
Сталь марки , - расчетное сопротивление стали по пределу текучести; - расчётное сопротивление срезу; - расчётное сопротивление смятия торцевой поверхности;
- модуль упругости стали.
Электроды типа , имеющие ;
Предельный относительный прогиб для балок настила и вспомогательных балок , для главной балки .
2.2 Компоновка балочной клетки
Рабочие площадки располагаются внутри производственного здания и служат для размещения на них стационарного и подвижного оборудования, складов материалов и т.п.
Систему несущих балок, образующих конструкцию рабочей площадки, называют балочной клеткой.
Рис. 2.1. Схема нормальной балочной клетки [5]: L - пролёт главной балки; l - пролёт балки настила; а - шаг балки настила; Н - высота до верха настила; h - габарит помещения под перекрытием.
При проектировании следует два варианта балочной клетки. После статического и конструктивного расчётов настила и балок для двух вариантов производят технико-экономическое сравнение по расходу стали на площади покрытия балочной клетки.
В качестве первого варианта можно рассматривать крепление настила непосредственно к балкам настила при расстоянии между ними (рис. 2.1).
Во втором варианте стальной настил следует располагать по балкам настила при расстоянии между ними , вспомогательные балки при этом нужно располагать с шагом (рис. 2.2). Ему должен быть кратен пролёт главной балки.
Рис. 2.2. Схема усложненной балочной клетки:
1 - главная балка; 2 - вспомогательные балки; 3 - колонна; 4 - настил; 5 - балки настила; а - шаг балок настила; b - пролёт балок настила и шаг вспомогательных балок; l - пролёт вспомогательной балки.
2.3 Расчёт прокатных балок
Листы стального настила крепятся к верхним полкам балок настила или вспомогательных балок при помощи сварки.
Толщину настила определяют исходя из предельного прогиба, однако в курсовой работе она задана (см. табл. 2.1). Относительный прогиб для него не должен превышать .
Расчёт балок настила и вспомогательных балок выполняется так же, как для однопролётных шарнирно опёртых с равномерно распределённой нагрузкой. Шаг вспомогательных балок (при их расположении в одном уровне с главными балками) обычно увязывают с расстоянием между рёбрами жёсткости главной балки.
Подбор сечений балки из прокатных двутавровых профилей производят по расчётному моменту в середине пролёта. Поскольку для рассматриваемых балок соблюдены требования п. 5.18 СНиП II-23- 1* [10], сечения подбирают с учётом пластических деформаций.
Для прокатных двутавров пластический момент сопротивления при изгибе в плоскости стенки в первом приближении принимается , где - момент сопротивления сечения балки. Значение уточняется после назначения номера проката ([5], прил., табл. 1).
Расчёт балки настила или вспомогательной балки сводится к определению необходимого номера прокатного профиля и его проверке на прочность и жёсткость. Прогиб балки не должен превышать пролёта.
Погонная нормативная нагрузка на балку настила или вспомогательную балку при отсутствии балок настила складывается из погонной полезной нормативной нагрузки и погонной нормативной нагрузки от собственного веса настила. Соответственно для усложнённой балочной клетки погонная нормативная нагрузка на вспомогательную балку включает, помимо перечисленных, нормативную нагрузку от собственного веса балок настила.
Расчётную погонную нагрузку определяют путём сложения расчётных погонных нагрузок от собственного веса настила, балок настила и полезной нагрузки.
2.3.1 Расчет балки настила
Шаг балок настила , шаг вспомогательных балок , толщина настила .
Нормативная погонная нагрузка на балку настила:
.
Расчетная погонная нагрузка на балку настила:
.
Расчетный изгибающий момент:
.
Требуемый момент сопротивления с учетом упругопластической работы:
.
Принимаем по ГОСТу (приложение 2, табл. 1 [1]) двутавр № 10, для которого , , , (табл. 6., прилож. 2 [1]).
Проверим прогиб принятой балки настила с учетом её собственного веса.
Нормативная погонная нагрузка:
.
Проверим прочность принятой балки настила с учетом её собственного веса.
Расчетная погонная нагрузка:
.
Расчетный изгибающий момент:
.
.
Принятое сечение балки настила отвечает условиям прочности и жесткости.
2.3.2 Расчёт вспомогательной балки
На вспомогательную балку нагрузка передается в виде сосредоточенных сил, каждая из которых равна удвоенной опорной реакции балки настила. Если число балок настила больше 5 (фактически 6 шт.), нагрузку на вспомогательную балку от балок настила для упрощения расчета считаем равномерно распределенной.
Нормативная нагрузка на вспомогательную балку:
.
Расчетная нагрузка на вспомогательную балку:
.
Расчетный изгибающий момент:
.
Требуемый момент сопротивления:
.
Принимаем по ГОСТу двутавр № 40 (приложение, табл.1), для которого , , , (табл. 6., прилож. 2 [1]).
Проверим прочность принятой балки с учетом собственного веса.
Расчетная погонная нагрузка
.
Расчетный изгибающий момент:
.
.
Проверим прогиб принятой балки. С учетом собственного веса нормативная нагрузка:
.
Принятое сечение вспомогательной балки удовлетворяет условиям прочности и жёсткости.
2.4 Расчет балки сварной составного сечения (главной балки балочной клетки)
Расчет главной балки выполняют как свободно опертой, несущей сосредоточенную нагрузку. При наличии на балке пяти и более сосредоточенных грузов расчет её можно производить на равномерно распределенную нагрузку, эквивалентную по интенсивности сосредоточенным грузам.
Высоту балки определяют исходя из технических и экономических соображений. В первом приближении её можно принять равной пролета. Наиболее целесообразной является оптимальная высота , при которой сечение балки получается наименьшим, что приводит к минимальному расходу металла. Вторым критерием является минимальная высота , которая обеспечивает полное использование металла при прогибах, не превосходящих предельные. Относительный прогиб не должен быть больше пролета.
Во всех случаях высоту балки следует назначать близкой к оптимальной, но не меньше минимальной и не больше заданной строительной высоты с учетом толщины настила.
Толщина стенки балки назначается исходя из обеспечения её работы на срез.
Пояса в сварных балках принимают из одинаковых листов универсальной стали по ГОСТу. При определении размеров сечений поясов следует учитывать необходимость обеспечения их местной устойчивости, в связи с чем отношение свеса пояса к его толщине не должно превышать . В то же время пояса не следует делать слишком узкими и толстыми, так как толстый металл трудно обрабатывать. Для прикрепления его к стенке требуется сварные швы больших толщин, приводящие к значительным сварочным напряжениям. Толщина пояса с учетом высказанных замечаний назначают в пределах от одной до трех толщин стенки. Ширину пояса следует принимать не менее и не более высоты балки из условий обеспечения её общей устойчивости. По конструктивным соображениям ширина полки должна быть не менее .
При назначении окончательных размеров элементов сечения главной балки высоту стенки необходимо принимать в соответствии с ГОСТом на сталь прокатную толстолистную или сталь универсальную, с тем, чтобы не производить при изготовлении лишних операций по резке листа; толщину стенки - в соответствии с указанными ГОСТами, но не менее ; толщину листа пояса - от до .
Проверка принятого сечения главной балки на прочность, устойчивость и жесткость производится в соответствии с п.п. 5.12 -5.23 [10].
Местная устойчивость стенки составных балок обеспечивается одиночными или парными поперечными ребрами жесткости.
При проектировании балки ребра жесткости могут быть поставлены по конструктивным соображениям чаще, чем это требуется исходя из условия устойчивости стенки, а именно в месте примыкания каждой второстепенной балки. Тем самым достигается сопряжение балок с главной при их расположении в одном уровне. Установка ребра жесткости в месте приложения сосредоточенного груза позволяет не учитывать при расчете устойчивости стенки местные напряжения.
Общая устойчивость главной балки может не проверяться, если к её верхнему поясу крепится настил (балочная клетка в одном уровне).
Методика подбора сечения главной балки и проверка принятого сечения на прочность, жесткость и устойчивость приводится в [1, 2, 5, 8].
Сечение составной балки, подобранное по максимальному изгибающему моменту, может быть уменьшено в местах с меньшими моментами. Принимают обычно в сварных балках одно изменение сечения на расстоянии примерно 1/6 пролета балки от опоры. В сварных балках распространено изменение ширины полки, а высота балки при этом сохраняется постоянной.
Уменьшение сечение полки подбирают по моменту, действующему в месте изменения сечения. Ширина полки при этом должна отвечать условиям:
.
В данной работе описанная операция не проводится.
В балках составного сечения необходимо также рассчитывать соединение поясов со стенкой и опорное ребро.
Эти расчеты приводятся в [1, 2, 5, 7, 8].
Детали сопряжения главных балок с вспомогательными и последних с балками настила приведены в [1, 2, 5, 8]. Сопряжение в одном уровне выполняется с помощью болтового соединения на двух или трех болтах.
Количество и диаметр болтов определяется расчетом.
2.4.1 Определение нагрузки на главную балку, подбор её сечения с проверкой его по несущей способности и жёсткости
Расчёт производим на равномерно распределённую нагрузку, эквивалентную по интенсивности сосредоточенным грузам.
Материал балки - сталь , ,
; предельный прогиб ; шаг балок ; пролет ; максимально возможная строительная высота перекрытия - .
Определяем расход металла на перекрытия:
Настил: .
Балка настила:.
Вспомогательная балка: .
Итого: , т.е. .
Нормативная погонная нагрузка на главную балку:
.
Расчётная погонная нагрузка на балку настила:
.
Расчётный изгибающий момент:
.
Расчётная поперечная сила:
.
Находим требуемый момент сопротивления сечения балки первоначально принимая (с учётом упругопластических деформаций):
.
Сечение балки принимаем в виде сварного двутавра. Определим высоту сечения балки.
Минимальная высота балки:
.
Толщину стенки находим, задавшись
,
по приближённой формуле:
,
принимаем в первом приближении .
Оптимальная высота:
.
Обращаясь к сортаменту сталей (ГОСТ 19903-74*), принимаем высоту стенки балки . С учётом толщины полки балки, которую в первом приближении принимаем равной , назначим высоту балки и сопряжение балок в одном уровне.
Из условия работы на срез толщину стенки определим по формуле:
.
Чтобы не принимать продольных рёбер:
.
Сравнивая полученные толщины стенки, принимаем конструктивно, т. к. она отвечает условию прочности на действие перерезывающей силы и не требует укрепления стенки продольными рёбрами жёсткости.
Размеры горизонтальных поясных листов определим исходя из необходимой несущей способности балки.
Требуемый момент инерции сечения балки:
.
Требуемый момент инерции балки, принимая толщину поясов :
;
.
Момент инерции поясных листов:
.
Требуемая площадь сечения поясов балки:
,
Где
Моментом инерции поясов относительно их собственной оси пренебрегаем.
Принимаем по ГОСТ 19903-74* пояса из универсальной стали , для которой отношение находится в пределах , обеспечивающих общую устойчивость.
Вес погонного метра балки:
.
Уточним нагрузки с учётом собственного веса балки.
Расчётная погонная нагрузка:
;
;
.
Уточним ранее принятый коэффициент учёта пластической работы :
;
;
.
По табл. 6 [1] получим .
Проверяем принятую ширину (свес) поясов исходя из их местной устойчивости:
.
Проверяем подобранное сечение по прочности. Момент инерции и момент сопротивления подобранного сечения балки:
;
.
Наибольшее нормальное напряжение в балке:
.
Подобранное сечение балки удовлетворяет проверке прочности и имеет недонапряжение . Проверка прогиба балки делать не нужно, так как принятая высота сечения больше минимальной.
2.4.2 Расчёт необходимости применения рёбер жёсткости
Определим необходимость постановки рёбер жёсткости:
.
Вертикальные парные ребра жесткости необходимы.
В зоне учета пластических деформаций необходима постановка рёбер жесткости под каждой балкой, так как местные напряжения в стенке в этой зоне не допустимы.
Определяем длину зоны использования пластических деформаций в стенке:
.
Принимаем расстановку вертикальных парных ребер жесткости в местах закрепления вспомогательных балок, т.е. с шагом .
Поскольку проверку устойчивости стенки следует производить.
Предположим, что в целях экономии стали будут проведены изменения сечение полки на участке от опоры до пролёта.
Расчётный изгибающий момент в сечениях :
;
.
Требуемый момент сопротивления:
.
Для отсека в месте условного изменения сечения действующее напряжения:
Находим критические напряжения.
Критическое касательное напряжение:
,
где - (отношение большей стороны пластинки к меньшей).
Определяем степень упругости защемления стенки в поясах:
,
для всех балок , кроме подкрановых.
,
,
получено по табл. 7 прил. (Павлов Ю.А., Сазыкин И.А. Металлические конструкции, включая сварку. Задание на курсовой проект № 1. Часть 1 с методическими указаниями для студентов IV курса специальности 290300 (ПГС) / Ю.А Павлов, И.А. Сазыкин - М.: РГОТУПС, 2005. - 64 c.) при .
Проверим местную устойчивость стенки по формуле:
.
Проверка показала, что местная устойчивость стенки обеспечена.
2.4.3 Расчёт поясных швов балки
Рассчитываем поясные швы сварной балки. Швы выполняем двухсторонние, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой .
Определяем толщину шва в сечении у опоры.
По табл. 5.1 [2] определяем для металла сварного шва, а по прил. 4 [2] для металла по границе сплавления.
По табл. 7 прил. 2 [1] определяем и
Рассчитываем опасное сечение шва:
.
Опасным сечением оказалась граница сплавления.
,
Где
.
Принимаем по табл. 8 [1] минимально допустимый при толщине пояса шов , что больше получившегося по расчёту .
2.4.4 Расчёт поперечных рёбер жёсткости
Назначаем размеры промежуточных поперечных рёбер жёсткости.
Ширина ребра:
,
принимаем .
Толщина ребра
,
принимаем .
2.4.5 Расчёт опорных рёбер жёсткости
Производим расчёт опорных рёбер жёсткости. Требуемую площадь опорного ребра находим по смятию торца:
,
где - расчётное сопротивление смятию торцевой поверхности (по прил. 4 [3]).
Принимаем толщину ребра (из расчётов, представленных в гл. 4), тогда .
Окончательно принимаем сечение ребра .
Сечение удовлетворяет условию:
,
т. е. местная устойчивость обеспечена.
2.4.6 Проверка опорной стойки балки на устойчивость относительно оси Z
Проверим опорную стойку балки на устойчивость относительно оси .
Ширина участка стенки, включённой в работу опорной стойки:
;
;
;
;
,
по табл. 5 [1] .
.
Устойчивость опорного ребра обеспечена.
2.4.7 Расчёт сопряжения вспомогательной балки с главной балкой
В случае этажного сопряжения балок расчёт не производят. Расчёт сопряжения балок в одном уровне сводится к определению количества или диаметра болтов, работающих на срез и прикрепляющих балки друг к другу с помощью поперечного ребра жёсткости.
Расчётной силой является опорная реакция балки, увеличенная на вследствие внецентренности передачи усилия на стенку главной балки.
Согласно гл. 4 расчётная погонная нагрузка составила при пролёте балки настила . Следовательно:
.
Целесообразно для сопряжения балок принимать 2 или 3 болта. Возьмём 3 болта нормальной точности по ГОСТ 7798-70 (). Определим диаметр болта:
,
где - количество рабочих срезов болта.
Тогда
.
В соответствии с рекомендациями табл. 9 [1] принимаем болта диаметром .
2.5 Определение нагрузок на колонну и подбор сечения стержня колонны сквозного сечения
Сквозную колонну конструируют из двух швеллеров (двутавров) прокатного профиля, связанных между собой решёткой в виде соединительных планок.
При нагрузках на колонну, превышающих несущую способность двух швеллеров наибольшего по сортаменту номера, колонна может быть запроектирована из двух прокатных двутавров.
В качестве расчётных схем принимают или схему с шарнирным закреплением верхнего и нижнего концов колонны, или схему с жёстким закреплением нижнего конца колонны и шарнирным закреплением её верхнего конца.
При определении расчётной высоты колонны следует учитывать условия закрепления её концов. Геометрическую высоту колонны при опирании балок сверху принимают равной разности между заданной высотой до верха настила рабочей площадки Н и фактически принятой строительной высотой балочной клетки. При примыкании главной балки к колонне сбоку геометрическую высоту колонны принимают равной Н.
Конструкция закрепления базы колонны к фундаменту должна соответствовать принятой расчётной схеме колонны.
Равноустойчивость колонны характеризуется равенством гибкости по обеим осям.
В сквозных колоннах расстояние между осями прокатных элементов определяют, исходя из равноустойчивости колонны в отношении материальной и свободной осей. Материальная ось пересекает стенки швеллеров, а свободная проходит параллельно стенкам и размещается между ними.
Специфика проверки устойчивости относительно свободной оси состоит в том, что здесь необходимо определить приведённую гибкость, учитывающую деформативность ветвей на участке между узлами соединительных элементов (расстояние между планками в свету), а также деформативность самих соединительных элементов.
Гибкость колонн по обеим осям не должна превышать предельную гибкость сжатых элементов.
Шаг соединительных планок определяется из условия гибкости отдельной ветви , которая принимается равной , но не более . Ширину планок назначают примерно равной расстоянию между ветвями колонны в свету , толщину планки - .
При центральном сжатии в стержне колонны отсутствует перерезывающая сила, по которой определяются усилия в соединительных элементах. Поэтому планки рассчитываются на условную поперечную силу, которая может возникнуть вследствие прогиба колонны при потере устойчивости, а также благодаря наличию эксцентриситетов и искривлений.
Длина колонны , материал - сталь , расчетное сопротивление . Присоединение планок осуществляется сваркой электродами . Расчетная нагрузка
.
2.5.1 Расчёт относительно материальной оси
Требуемая площадь сечения, если принять гибкость (, табл. 5, прил. 2 [1]):
.
Требуемый радиус инерции при расчётной длине колонны:
;
.
По сортаменту ГОСТа (прил. табл. 2 [5]) принимаем два швеллера № 33, для которых:
,
радиус инерции .
Рассчитываем гибкость относительно материальной оси :
, (табл. 5,прил. 2 [1]).
Проверим устойчивость колонны относительно материальной оси:
.
Недонапряжение .
2.5.2 Расчёт относительно свободной оси
Определим расстояние между ветвями колонны из условий равноустойчивости колонны в двух плоскостях
.
Требуемая гибкость относительно свободной оси:
,
где - гибкость ветви.
Задавшись гибкостью ветви , но не более предельной гибкости , получим:
; .
Требуемое расстояние между ветвями:
,
здесь коэффициент принят (см. стр. 44 [5]). Для двутавров .
Так как колонна стальная, то полученное расстояние должно быть не менее двойной ширины полок швеллера плюс зазор в , необходимый для последующей качественной окраски. В рассматриваемом случае , принимаем .
Производим проверку устойчивости сечения относительно свободной оси.
Из сортамента (прил. 2 табл. 2 [1]) для швеллера № 33 имеем:
, , , .
Момент инерции сечения относительно свободной оси:
.
Расчётная длина ветви
.
Принимаем расстояние между планками , тогда гибкость ветви
.
Сечение планок , при ширине
.
Радиус инерции сечения:
.
Гибкость стержня:
.
Приведённая гибкость стержня относительно свободной оси:
, .
Проверим устойчивость колонны относительно свободной оси:
.
Устойчивость колонны обеспечена.
2.5.3 Расчёт планок
Поперечная сила, приходящаяся на одну систему планок:
.
Изгибающий момент и поперечная сила в месте прикрепления планки:
,
,
где - расстояние между осями планок,
, .
Принимаем приварку планок к полкам швеллеров угловыми швами с катетом шва .
Определим, какое из сечений угловых швов (по металлу шва или по границе сплавления) имеет решающее значение.
По табл. 5.1 [2] по табл. 7 [1] , тогда
.
Необходима проверка по границе сплавления. Для проверки имеем расчётную площадь шва
.
Момент сопротивления шва:
.
Напряжение в шве от момента и поперечной силы:
;
.
Проверка прочности шва:
.
2.6 Расчёт базы колонны с траверсами
Конструкция крепления базы колонны к фундаменту должна соответствовать принятой расчётной схеме колонны.
Крепление базы колонны к фундаменту выполняют с помощью анкерных болтов. Жёсткое закрепление базы обеспечивается установкой не менее трёх болтов. В шарнирном закреплении достаточно установить два болта.
Диаметр болтов в центрально сжатых колоннах назначают конструктивно. Для шарнирного закрепления диаметр анкерного болта принимают в пределах от до .
Башмак колонны проектируют или с учётом фрезеровки торцов колонны, или без учёта фрезеровки.
В первом случае усилие передаётся непосредственно опорной плите, а соединяющие их швы являются конструктивными.
При этом толщина плиты определяется расчётом на изгиб консоли, нагруженной реактивным давлением бетона и защемлённой по линиям габарита сечения колонны.
Если торец колонны не фрезерован, то передача усилия от колонны к опорной плите происходит через траверсу, представляющую собой вертикальные опорные листы. Усилие от колонны передаётся на траверсу при помощи вертикальных сварных швов и от траверсы через горизонтальные швы на опорную плиту. При этом вертикальные и горизонтальные швы являются расчётными.
Плита работает на изгиб как пластинка на упругом основании, воспринимающая давление от ветвей траверсы и рёбер. Толщину опорной плиты принимают в пределах от до , толщину траверсы - от до .
Следует отметить, что более экономичным по расходу стали является башмак с траверсой.
Рассчитаем базу колонны в виде башмака с траверсами (рис. 13 [5]).
Материал базы сталь ; расчётное сопротивление (при ) (табл. 51* [10]); бетон фундамента класса с расчетной прочностью .
Расчётное давление на плиту с учётом собственного веса колонны:
.
Требуемая площадь плиты базы:
.
Конструируем башмак с траверсой из листов толщиной с выпуском плиты за листы траверсы по .
Тогда ширина плиты:
.
Длина плиты:
.
Принимаем плиту с размерами в плане . Назначив размер фундамента , корректируем коэффициент :
.
Фактическое напряжение под плитой базы:
.
Конструируем башмак с траверсой из листов толщиной . Привариваем их к полкам колонны и плите угловыми швами. Определим изгибающие моменты в плите по трём участкам для определения толщины плиты (рис. 13 [5]).
Участок 1, опёртый на 4 канта:
; (табл. 11, прил. 2 [1]);
.
Участок 2, консольный:
.
Участок 3, опертый на 3 канта.
Отношение сторон:
,
следовательно, плита рассчитывается как консольная балка.
.
Определяем толщину плиты по максимальному моменту:
.
Принимаем по ГОСТ 19903-74* лист толщиной .
Прикрепление траверсы к колонне выполняется полуавтоматической сваркой сварочной проволокой . Толщину траверсы принимаем , высоту - .
Прикрепления рассчитываем по границе сплавления, принимая катет угловых швов .
.
Проверяем допустимую длину шва:
.
Требования к максимальной длине шва выполняются. Крепления траверсы к плите принимается угловыми швами .
Замечание: при вычислении суммарной длины швов с каждой стороны шва учитывалось на непровар.
3. Расчёт клееной балки покрытия на прочность и изгиб
3.1 Исходные данные
Таблица 3.1. Исходные данные по [1]
№ п.п. |
Наименование величин |
Обозначение |
Ед.измерения |
Значение |
|
1. |
Номер расчетной схемыбалки |
- |
- |
||
2. |
Расчетная сосредоточенная вертикальная нагрузка |
||||
3. |
Расчетный пролет балки |
||||
4. |
Переходный коэффициент на породу древесины; |
- |
|||
5. |
Коэффициент условий работы, зависящий от высоты сечения |
- |
|||
6. |
Коэффициент условий работы, зависящий от толщины слоёв досок |
- |
|||
7. |
Коэффициент условийэксплуатации для температурно-влажностного режима |
- |
|||
8. |
Коэффициент надёжности по нагрузке. |
||||
Расчётная схема балки (рис. 3.1) - балка на двух опорах, загруженная распределенной нагрузкой по длине балки. Расчётный пролёт балки ; нагрузка ; предельный прогиб балки пролёта; материал балки - сосна первого сорта; условия эксплуатации - .
Прямым изгибом называется такой вид простого сопротивления, когда внешние силы приложены перпендикулярно продольной оси бруса (балки) и расположены в одной из главных плоскостей в соответствие с конфигурацией поперечного сечения балки.
Рис. 3.1. Расчетная схема двухопорной балки
3.2 Подбор сечения клееной балки, проверка на прочность и прогиб
Определим прочностные характеристики древесины.
Расчётное сопротивление сосны первого сорта (табл. 3, прил. 3 [1]) при изгибе для элемента прямоугольного сечения при высоте до и ширине сечения свыше - . То же по скалыванию вдоль волокон при изгибе клеёных элементов - . Модуль упругости древесины .
Назначим предварительные размеры поперечного сечения балки. Для первого приближения примем высоту сечения балки
,
ширину
.
Поскольку ширину сечения не следует принимать менее [6], назначим высоту сечения клееной балки равной ( фрезерованных досок толщиной ) и ширину равной .
Уточним расчётные сопротивления древесины при изгибе клеёных элементов.
Сопротивление изгибу:
,
где: - переходный коэффициент на породу древесины; - коэффициент, учитывающий высоту клееного элемента, при равен (табл. 4, прил. 3 [1]); - коэффициент, учитывающий толщину склеиваемых досок, который при толщине досок и менее равен (табл. 5, прил. 3 [1]).
Следовательно,
Сопротивление скалыванию вдоль волокон:
.
Максимальные изгибающие моменты при заданной в исходных данных расчётной схеме определяем по формуле:
Уточним высоту балки:
.
Примем к дальнейшему расчёту сечение балки ( фрезерованных досок толщиной ).
Определим геометрические характеристики принятого сечения.
Момент сопротивления:
.
Момент инерции:
.
Статический момент полусечения:
.
Проверим прочность балки по нормальным напряжениям:
,
т.е. недонапряжение составляет .
Расчётная поперечная сила:
.
Проверим прочность балки по касательным напряжениям:
<.
Проверим устойчивость плоской формы изгиба:
<
Здесь
,
где
- для параболической эпюры изгибающих моментов [6].
Проверим прогиб балки по формуле максимального изгиба (табл. 1, прил. 3 [1]):
<,
где:
;
- коэффициент надёжности по нагрузке.
Условия прочности, устойчивости плоской формы и жёсткости удовлетворяются. Принимаем сечение балки .
Приложения к расчёту
Российский государственный открытый технический университет путей сообщения
Кафедра Здания и сооружения на железнодорожном транспорте
Преподаватель: профессор Сазыкин И.А. Разработчик программ - Сычева Н.А.
Шифр студента (три последние цифры) 386
Фамилия студента (латин.) Miroshnikov
Дата 17/03/2013
РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ
прямоугольного сечения по предельным состояниям первой группы.
Принимаем
Расчетный пролет балки м L = 6.50
Расчетная погонная нагрузка кН/м q = 58.00
Расчетная призменная прочность бетона МПа Rb = 10.50
Расчетное сопрот. бетона осевому растяжению МПа Rbt = 0.80
Расчетное сопрот. продол. рабочей арматуры МПа Rs = 365.00
Расчетное сопрот. монтажн.и попереч. арматуры МПа Rsw = 225.00
Модуль упругости арматуры МПа Es = 200000
Модуль упругости бетона МПа Eb = 22000
Коэффициент надежности по назначению gamman = 0.950
Коэффициент надежности по бетону gammam = 0.900
ПОДБОР СЕЧЕНИЯ БАЛКИ.
Максимальный изгибающий момент кНм Mmax = 305.5
Изгибающий момент кНм M4 = M1 = 195.5
Изгибающий момент кНм M3 = M2 = 293.3
Поперечная максимальная сила кН Q = 188.0
Принимаем
Требуемая высота балки м h = 0.65
Требуемая ширина сечения м b = 0.26
ширина сечения м b = 0.30
Рабочая высота сечения (расчетная) м h0 = 0.58
рабочая высота балки м h0 = 0.60
Pасстояние от нижней грани бетона до центра тяжести сеч. м a = 0.1
Полная высота балки (расчетная) м h = 0.63
полная высота балки м h = 0.65
РАСЧЕТ РИГЕЛЯ по предельным состояниям первой группы
1. Подбор сечения рабочей продольной арматуры.
Коэффициент alfam = 0.269
Принимаем
Коэффициент kcu = 0.320
Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона kcur= 0.571
Требуемая площадь продольной рабочей арматуры мм2 As = 1656.99
Принимаем
Количество каркасов Nk = 2
Количество стержней с диаметром Nst1 = 2
Диаметр продольного стержня мм ds1 = 22
Количество рабочих стержней с диаметром Nst2 = 2
Диаметр продольного стержня мм ds2 = 25
Общая площадь арматуры мм2 As1 =1742.00
As1 должна быть больше As, но не более, чем на 5% (As1-As)*100/As= 5.13%
Принимаем
Количество каркасов Nk = 2
Количество стержней с диаметром Nst1 = 2
Диаметр продольного стержня мм ds1 = 22
Количество рабочих стержней с диаметром Nst2 = 2
Диаметр продольного стержня мм ds2 = 25
Общая площадь арматуры мм2 As1 =1742.00
As1 должна быть больше As, но не более, чем на 5% (As1-As)*100/As= 5.13%
2. Расчет балки на действие поперечной силы.
Принимаем
Количество хомутов Nx = 2
Диаметр хомутa мм dsw = 10
Общая площадь мм2 Asw = 157.00
Шаг хомутов мм S = 200.00
Усилие в хомутах в приопорном участке на един. длины qs =176.625
Принимаем коэффициент влияния вида бетона fib = 1.70
Коэффициент, м C0 = 0.91
Коэффициент м C = 1.56
Принимаем коэффициент C0 = 1.00
Поперечная сила, воспринимаемая хомутами кН Qs = 176.625
Поперечная сила, воспринимаемая бетоном кН Qb = 146.880
Проверка прочности балки по наклонной трещине
Q <= Qb+Qs = 323.51
Проверка прочности балки по наклонной полосе
между наклонными трещинами
Коэффициент fib1 = 0.895
Коэффициент fiw = 1.119
Прочность ( 0.3*fib1*fiw*Rb*btr*h0*1000) = 567.82
Q = 188.03<= ( 0.3*fib1*fiw*Rb*btr*h0*1000)
Условие прочности на действие поперечной силы удовлетворяется !
Расчет балки на действие монтажной нагрузки
при подъеме и монтаже.
Принимаем коэффициент К = 18
Расстояние от петли до края балки м a1 = 1.30
погонная нагрузка от собственного веса балки кН/м qcb = 4.9140
Изгибающий отрицательный момент кНм M0 = 4.2
Коэффициент alfam1 = 0.004
Принимаем
Коэффициент kcu1 = 0.100
Требуемая площадь монтажной арматуры мм2 A1sp = 840.00
Принимаем
Kоличество стержней монтажной арматуры Ns = 2
Диаметр стержня мм dsa = 10.00
Oбщая площадь стержней мм2 A1s = 157.00
Расчет монтажной петли.
Требуемая площадь попереч. сечения одной петли мм2 Asn = 70.98
Принимаем
Диаметр монтажной петли мм dsn = 10.00
Oбщая площадь мм2 Asn = 78.50
РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ
прямоугольного сечения по предельным состояниям второй группы.
Принимаем
Расчетный пролет балки м L = 6.5
Полная нормативная нагрузка кН/м qn = 47.00
Нормат. постоян. и длительная нагрузка кН/м qn1 = 41.00
Нормативное сопротив. бетона на растяж. МПа Rbtn = 1.3
Высота сечения балки м h = 0.65
Рабочая высота сечения балки м h0 = 0.60
Ширина сечения балки м b = 0.30
Модуль упругости арматуры МПа Es = 200000
Модуль упругости бетона МПа Eb = 22000
Коэффициент относит. высоты сжимаемой зоны kcu = 0.320
Количество рабочих стержней с диаметром Nst1 = 2
Диаметр продольного стержня арматуры мм ds1 = 22
Количество рабочих стержней с диаметром Nst2 = 2
Диаметр продольного стержня арматуры мм ds2 = 25
Общая площадь продольной арматуры мм2 As1 = 1742.0
Общая площадь продол. монтажн. арматуры мм2 A1s = 157.0
РАСЧЕТ .
изгибающий момент при непродолж. действии нагрузки кНм Mn = 248.2
изгибающий момент при действии длител. нагрузки кНм Mn1 = 216.5
коэффициент армирования mu = 0.009
Приведенный диаметр продольной арматуры мм dnp = 24
Принимаем
коэффициент fil = 1.7500
Ширина раскрытия трещин от непродолж. действия нагрузoк, мм Aarc1 = 0.21137
Ширина раскрытия трещин мм Aarc2 = 0.18439
Ширина раскрытия трещин от продолж. действия всеx нагрузoк, мм Aarc3 = 0.32268
Ширина раскрытия трещин непродолжительная < = 0.4 мм Aars = 0.34967
Расчет прогиба балки.
Площадь приведенного сечения балки мм2 Ared = 210836.4
Статист. момент относительно нижней грани мм3 Sred = 64166818.2
Расстояние от нижн. грани до приведен. центра тяжести, мм y0 = 304.3
Приведенный момент инерции сечения балки мм4 Ired = 8937234852.7
Момент сопротивления приведен. сечения балки мм3 Wpl = 51389717.7
Коэффициент fim1 = 0.2609
Коэффициент ncus1 = 0.9631
Коэффициент fif1 = 0.0088
Кривизна от непродолж. действия всей нагрузки (1/r)1 = 0.000002269
Коэффициент fim2 = 0.2990
Коэффициент ncus2 = 0.9211
Кривизна от непродолж. действия постоян. нагрузки (1/r)2 = 0.000001893
Принимаем
Коэффициент ncus3 = 1.0108
Коэффициент fif2 = 0.0441
Кривизна от продолж. действия постоян. нагрузки (1/r)3 = 0.000002077
Прогиб балки мм f = 10.8
Принимаем
Количество обрываемых стержней Nos = 2
Диаметр обрываемого стержня мм dso = 22.0
Общая площадь мм2 As2 = 982.0
Расчетное сопрот. продол. раб. арматуры МПа Rs = 365.00
Расч. сопрот. монтажн.и попереч.арматуры МПа Rsw = 225.00
Призменная прочность бетона (pасчетная) МПа Rb = 10.5
Расчетная погонная нагрузка кН/м q = 58.00
Площадь поперечного сечения стержней арматуры мм2 Asw = 157.0
Шаг хомутов мм S = 200.0
Момент эпюры материалов в середине пролета балки М = 381.4
Момент эпюры материалов в приопорной части балки Мon = 194.7
Отрицательный момент монтажной арматурой кНм Мma = 21.0
Перерезывающая сила в точке теоретического обрыва кН Qwp = 113.80
Усилие в хомутах в приопорном участке на един. длины qs = 0.177
Расстояние между точками теоретич.обрыва стержней м Lw = 3.9
Длина мм W =110.32
Длина WW = 20*dso мм WW =440.00
Длина обрываемого стержня мм Lobst =4804.0
РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ
Высота колонны м h = 5.20
расчетное сопротивление бетона на сжатие МПа Rb = 10.50
расчетное сопротивление арматуры МПа Rsc= 365.0
Продольная сила от нагрузок кН N = 1500.0
Коэффициент надежности по назначению kcin = 0.950
Коэффициент условий работы kcic = 0.900
РАСЧЕТ .
коэффициент, учитывающий гибкость и характер армир. колонны fi = 0.800
коэффициент армирования mu = 0.0150
Расчетная длина колонны м l0 = 6.24
Продольная сила от постоянных и длительных нагрузок кН Nl = 1200.0
Требуемая площадь сечения колонны м2 Atp = 0.12
сторона квадратного сечения (требуемая) м htp = 0.35
сторона квадратного сечения м h = 0.35
Площадь сечения колонны м2 Ab = 0.123
Площадь сечения арматуры мм2 As = 1837
Отношение Nl/N = 0.80
Отношение l0/h = 17.80
Коэффициент из табл. [ ] fib = 0.690
Коэффициент из табл. [ ] fir = 0.780
Коэффициент fi = 0.784
Требуемая площадь продольной арматуры мм2 Astp = 1481.30
Kоличество стержней шт n = 4
диаметр стержня мм d = 22
Oбщая площадь стержней мм2 As = 1520.0
коэффициент армирования mu = 0.0124
Сечение подобрано правильно
Российский государственный открытый технический университет путей сообщения
РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ФУНДАМЕНТА.
Принимаем:
Глубина заложения фундамента м H1 = 1.8
Расчетное сопротивление грунта МПa R0 = 0.42
Расчетное сопрот. бетона осевому растяжению МПа Rbt = 0.67
Расчетное сопротивление арматуры МПа Rs = 225.00
Расчетная нагрузка на фундамент кН Nf = 1547.0
Коэффициент условий работы бетона gammab = 0.90
Коэффициент надежности по назначению gamman = 0.95
Высота колонны м Hk = 5.2
Размеры сечения колонны hk=bk м bk = 0.35
Коэффициент надежности по нагрузке gamma = 1.15
Диаметр продольной арматуры в колонне мм d = 22.0
Объемный вес бетона колонны кН/м3 gammam1 = 25.0
Усредненная нагрузка на уступах кН/м3 gammam2 = 20.0
РАСЧЕТЫ ФУНДАМЕНТА.
Нормативная нагрузка на фундамент с учетом собст. веса колонны кН Nn = 1346.29
Требуемая площадь подошвы фундамента м2 Atp = 3.33
Расчетная сторона подошвы фундамента м a = 1.83
Принимаем размеры сторон подошвы фундамента, м :
a = 2.60
b = 2.60
Площадь подошвы фундамента м2 A = 6.76
Давление грунта на един. площ. подошвы фундам. кН/м2 P = 217.40
Рабочая высота фундамента м h0 = 0.86
Толщина защитного слоя бетона м Z = 0.070
Полная миним. необходимая высота фундамента м hmin = 0.93
Принимаем полную высоту фундамента, м H = 1.00
количество ступеней n = 3
Полезная высота нижней ступени м h01 = 0.09
Высота нижней ступени м h1 = 0.40
м a1 = 1.85
Высота средней ступени м h2 = 0.30
м a2 = 1.10
Высота верхней ступени м h3 = 0.30
м hk = 0.35
Армирование фундамента по его подошве.
Изгибающий момент кНм M1 = 357.7
Изгибающий момент кНм M2 = 159.0
Изгибающий момент кНм M3 = 39.7
Треб. площадь сеч. раб. арматуры на ширину подошвы фундамента мм2 As1 =1494.36
Треб. площадь сеч. раб. арматуры на ширину подошвы фундамента мм2 As2 =970.14
Треб. площадь сеч. раб. арматуры на ширину подошвы фундамента мм2 As3 =421.75
Принимаем :
диаметр сетки мм dc = 14.0
шаг сетки мм S = 275.0
площадь арматуры в одном направлении мм2 As = 1539.0
ЛАБОРАТОРНАЯРАБОТА.
...Подобные документы
Компоновка рабочей площадки. Подбор сечения второстепенных и вспомогательных балок. Компоновка и подбор сечения главной балки. Проверка местной устойчивости элементов балки и расчет поясных швов. Расчет и конструирование центрально-сжатых колонн.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 21.09.2013Нормальный и усложненный тип балочных клеток в рабочих площадках: компоновка балочной клетки и выбор стали, расчет железобетонного настила и его балок, проверка прочности принятого сечения и жесткости клети. Расчет базы и колонны на устойчивость.
курсовая работа [860,0 K], добавлен 08.02.2010Расчет стального настила. Компоновка балочной клетки и выбор варианта для детальной разработки. Подбор сечения главной балки, изменение ее сечения по длине. Проверка общей устойчивости балки. Конструирование и расчет планок, базы и оголовка колонны.
курсовая работа [410,6 K], добавлен 28.04.2011Выбор стали основных конструкций. Расчет балок настила и вспомогательных балок. Определение нормативных и расчетных нагрузок. Компоновка сечения главной балки. Проверка нормальных напряжений. Проверка местной устойчивости элементов балки и расчет балки.
курсовая работа [292,8 K], добавлен 15.01.2015Расчет и конструирование стальных несущих конструкций балочной клетки рабочей площадки и колонн, поддерживающих междуэтажные перекрытия и покрытие. Подбор сечения и проверка прочности балки. Расчет сварных швов. Проверка общей устойчивости здания.
курсовая работа [856,2 K], добавлен 15.05.2014Расчет и конструирование балочной клетки: компоновка и выбор варианта, определение крепления настила. Подбор и проверка сечения главной балки, изменение сечения поясов. Расчет параметров и конструирование колонны, ее базы и оголовки, расчетной длины.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.08.2013Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Правила расчета схемы поперечной рамы. Определение общих усилий в стержнях фермы. Расчет ступенчатой колонны производственного здания. Расчет и конструирование подкрановой балки, подбор сечения балки.
курсовая работа [565,7 K], добавлен 13.04.2015Расчетная схема, нагрузки и усилия, подбор сечения балки настила, проверка ее прочности и жесткости. Расчет геометрических характеристик поперечного сечения. Расчет планок колонны. Проверка общей и местной устойчивости главной балки, ее крепления к стене.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.12.2013Проверка прочности, общей устойчивости и прогиба сварной балки. Изменение сечения главной балки по длине. Расчет балочной клетки нормального типа. Проверка и обеспечение местной устойчивости балки. Подбор и расчет сечения колонны. Расчет ребер жесткости.
курсовая работа [700,4 K], добавлен 28.06.2015Компоновка балочной клетки и выбор стали. Расчет железобетонного настила. Проектирование монтажного стыка главной балки. Расчет соединения пояса со стенкой. Подбор сечения сквозной колонны. Определение высоты траверсы. Конструирование базы колонны.
курсовая работа [663,6 K], добавлен 08.12.2013Расчет балочной клетки нормального типа, опирающуюся на центрально-сжатые колонны. Сбор нагрузок на покрытие производственного здания. Расчет второстепенной балки. Проверка деформативности балок. Конструирование оголовка колонны и фермы покрытия.
курсовая работа [145,3 K], добавлен 04.06.2013Компоновка балочной клетки. Подбор сечения балок настила. Определение массы балок настила. Проверка прочности и жесткости подобранного сечения. Расчетная схема, нагрузки, усилия. Подбор сечения центрально-сжатой колонны. Расчет поясных швов главной балки.
курсовая работа [912,0 K], добавлен 06.05.2012Компоновка и выбор схемы балочной клетки. Подбор сечения балок, расчет стального листового настила. Расчетная схема, нагрузки и усилия главной балки, соединение поясных листов со стенкой. Расчет и конструирование колонны, компоновка и подбор сечения.
курсовая работа [343,9 K], добавлен 08.07.2012Компоновка и второстепенная балка перекрытия: подбор сечения, проверка прочности. Подбор сечения балки в виде сварного двутавра. Расчет сварных швов, прикрепляющих пояса к стене. Проверка местной устойчивости элементов колонны, размеры опорной плиты.
курсовая работа [328,0 K], добавлен 04.10.2014Суть компоновки балочных конструкций. Характеристика балочной клетки нормального и усложненного типа. Подбор, изменение сечения балки по длине, проверка прочности, устойчивости, прогиба. Конструирование промежуточных ребер жесткости, расчет поясных швов.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 22.01.2010Разработка проекта и выполнение компоновки балочной клетки рабочей площадки, располагаемой в отапливаем здании II уровня ответственности. Выбор схемы балочной клетки, расчет сечения, проверка жесткости и устойчивости балки. Расчет стыков и сечения колон.
курсовая работа [307,7 K], добавлен 18.06.2011Расчет несущего настила балочной клетки. Расчет балочных клеток. Компоновка нормального типа балочной клетки. Учет развития пластических деформаций. Расчет балки настила и вспомогательной балки. Подбор сечения главной балки. Изменение сечения балки.
курсовая работа [336,5 K], добавлен 08.01.2016Компоновка балочной клетки, определение погонной нагрузки, максимальных внутренних усилий, подбор сечения балки железобетонного настила. Расчет колонны сплошного сечения, анализ нагрузки, действующей на колонну. Проверка напряжений и прочности траверсы.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 03.01.2017Этапы проектирования стальных конструкций балочной клетки, выбор схемы и расчет балок. Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки. Конструирование опорной части и укрупнительного стыка балки. Подбор сечения сплошной колонны балочной площадки.
курсовая работа [560,9 K], добавлен 21.06.2009Конструктивная схема балочной клетки. Основные положения по расчету конструкций. Составление вариантов балочной клетки. Порядок расчета балок настила, вспомогательных балок. Компоновка и подбор сечения балки и ее проверка. Конструкция и расчет колонны.
курсовая работа [916,0 K], добавлен 11.10.2008