Расчет плиты на монтажные нагрузки

· определим погонную нагрузку от собственного веса плиты q_cb

где γ_f – коэффициент перегрузки по нагрузке для железобетонных конструкций; γ_f = 1,1;

- плотность железобетона; = 25 (кН/м³);

b, l, h – размеры плиты;

d – диаметр пустот;

n – количество отверстий в плите.

Рисунок 4 – Монтажные нагрузки плиты

· Определим момент М_оп

· Определим продольную площадь в верхней части плиты

; (36)

(м²)=6,17 (мм²).

Из расчета получаем, что требуется арматура номинальным диаметром 10 мм, класс А-II [2, приложение VI].

· Определим собственный вес плиты G_пл

; (37)

· Определим усилие, приходящееся на одну петлю N_пл

(38)

· Определим требуемую площадь плиты петли

(39)

(м²) = 58,52 (мм²).

Исходя из этого, номинальный диаметр 8 мм класс A-I.

Расчет металлической балочной клетки

Настилы балочных клеток

· Определим отношение наибольшего пролета настила к его толщине из условия заданного предельного прогиба

(40)

где:

t – толщина настила;

Е₁ – модуль упругости цилиндрической жесткости;

q_n – нормативная нагрузка на настил;
n₀ – заданное отношение пролета настила к его предельному прогибу;

n₀ = 150.

· Найдем нормативную нагрузку на настил q_n

(41)

где:

а – шаг настила; а = 1 (м);

g_n – постоянная нормативная нагрузка; g_n = 7 (кПа);

q_n – временная нормативная нагрузка; q_n = 9 (кПа).

q_n = (7+9)∙1=16 (кН/м).

· Определим модуль упругости цилиндрической жесткости Е₁

(42)

где Е – модуль упругости стали; Е = 2,1∙10⁸ (кН/м²);

µ - коэффициент поперечной деформации; для стали µ= 0,3.

(kH/м²);

Принимаем t настила 10 мм марки С255 ГОСТ 27 772-88.

Выбор марки стали

Рисунок 5 – Расчетные усилия балки

Выбираем марку стали С255 согласно ГОСТу 27 772-88 по [3, таблица 50].

· Расчетное состояние стали по пределу текучести; R_y = 240 (МПа);

· Нормативное сопротивление стали по пределу текучести; R_yn=245 (МПа), при толщине элементов балки 10 мм.

Сбор нагрузок

· Определим нормативную погонную нагрузку q_n

(43)

где - нормативное значение постоянной нагрузки; = 7 (кПа);

g_n – нормативное значение временной нагрузки; g_n = 9 (кПа);

а – шаг балок настила; а = 1 (м).

(кН/м²).

· Определим расчетную погонную нагрузку q

; (44)

где n_q – коэффициент перегрузки по постоянной нагрузке, n_q = 1,1;

n_g – коэффициент перегрузки по временной нагрузке, n_g = 1,2.

= 18,5 (кН/м²).

Определение расчетных усилий от расчетных нагрузок

· Определим изгибающий момент М

(45)

где l – шаг колонн в поперечном направлении; l = 4 (м);

- коэффициент, учитывающий собственный вес конструкции, = 1,04.

Рисунок 6 – Расчетная схема балки настила

· Определим поперечную силу Q

(46)

(кН).

Подбор сечения прокатной балки

Подбор сечения прокатной балки осуществляется в упругой стадии работы. Условие прочности балки при упругой стадии работы имеет вид:

(47)

где - напряжение;

W - момент сопротивления;

- коэффициент условия работы,

; (48)

(м³) = 160 (см³).

Условие прочности балки с учетом упругопластической деформации имеет вид:

(49)

где C_x – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций по сечению; С_х = 1,04÷1,19

(50)

где А_f – площадь сечения пояса;

А_w – площадь сечения стенки.

Выбираем двутавр №20 согласно ГОСТу 8239-72* по [4, приложение 14].

Выпишем расчетные характеристики для данного двутавра согласно [4, приложение 14].

· t - средняя толщина стенки; t = 8,4 (мм);

· h – высота балки; h =200 (мм);

· d – толщина стенки; d = 5,2 (мм);

· b – ширина полки; b = 100 (мм);

· S_x – статический момент площади отсекаемой части сечения; S_x = 104 (см³);

· I_x – момент инерции; I_x = 1840 (см⁴);

· I_у – момент инерции; I_у = 115 (см⁴);

· W_x – момент сопротивления; W_x = 184 (см³)

· А – площадь сечения; А = 26,8 (см²).

(51)

(мм²);

А_f = 2bt; (52)

А_f = 2∙100∙8,4 = 1680 (мм²).

Согласно [3, таблица 66] находим С_х. С_х = 1,04.

(53)

(м³) = 156,67 (см³).

(МПа) ≤ = 240 (МПа).

209,13 ≤ 240 – условие выполняется.

Проверка несущей способности балки

Условие прочности по касательным напряжениям τ

(54)

41,826 ≤ 240 – условие выполняется.

В опорной части балки имеем

; (55)

где h_ст – высота стенки.

h_ст = h – 2t; (56)

h_ст = 200 - 2∙8,4 = 183,2 (мм) = 0,1832 (м).

41,05 ≤ 240 – условие выполняется.

Проверка жесткости балки по второму предельному состоянию

Определим прогиб балки от действия нормативных нагрузок при допущении упругой работы материала.

Прогиб балки от действия нормативных нагрузок определяется при допущении упругой работы материала

(57)

где ≤ согласно [5].

Для однопролетной балки, загруженной равномерно распределенной нагрузкой, имеем

(58)

где q – нормативная нагрузка; q = 16 (кН/м).

f = 0,0035∙4 = 0,014 (м).

0,0035 ≤ 0,004 – условие выполняется.

Расчет сплошной колонны

Выбор материала

Выбираем марку стали С255 согласно ГОСТу 27772-88 по [3, таблица 50].

Механические характеристики:

· Расчетное сопротивление стали по пределу текучести, R_y=240 (МПа);

· Нормативное сопротивление стали по пределу текучести, R_yn=245 (МПа).

Выбираем толщину 12 мм.

Сбор нагрузок

Рисунок 7 – Сбор нагрузок на колонну

· Определим продольную силу N действующую на площадь колонны

N = q∙b∙a+b∙a∙1,05+n∙a∙q_бн∙1,05; (59)

где а – шаг колонны в продольном направлении, а = 15 (м);

b – шаг колонны в поперечном направлении, b = 4 (м);

q – расчетная нагрузка, q = 18,5 (кН/м²);

n – количество балок, n = 15;

q_бн – вес балки настила, q_бн = 21 (кг/м) = 0,21 (кН/м);

q_н – вес настила, определяется по формуле

q_н = 1∙1∙t∙p; (60)

где t – толщина настила, t =10 (мм);

p – линейная плотность стали, р = 78,5 (кН/м³)

q_н = 1∙1∙0,01∙0,785 (кН/м);

N = 18,5∙4∙15+4∙15∙1,05+15∙4∙0,21∙1,05 = 1186,23 (кН).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: