Сбор нагрузок на покрытие производственного здания

 

 

№ п/п	Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
	Постоянная
	Ограждающие элементы
	Защитный слой из гравия,
	втопленного в битумную	0,21	1,3	0,273
	мастику, t=10мм
	Гидроизоляционный ковер
	из 4 слоев рубероида	0,2	1,3	0,26
	Цементно-песчанная стяжка
	t=40мм	0,72	1,3	0,936
	Утеплитель,t=200мм	0,2	1,2	0,24
	Пароизоляция из одного
	слоя рубероида	0,05	1,3	0,07
	Несущие элементы
	Стальной профилированный
	настил, t=0,9 мм	0,1	1,05	0,105
	Прогоны прокатные
	пролетом 6 м	0,08	1,05	0,09
	Фермы пролетом 30 м	0,35	1,05	0,3675
	Связи по покрытию	0,08	1,05	0,084
	Итого постоянная, q	1,99		2,422
	Временная (снеговая) нагрузка
	на покрытие, р	1,68	0,7	2,4
	Всего: p+q	3,67		4,822

Сбор нагрузок на балочную клетку рабочей площадки

 

№ п/п	Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
	Постоянная
	Пол бетонный, t=30 мм	0,54	1,3	0,702
	Монолитная ж/б плита, t=140 мм	3,5	1,1	3,96
	Собственный вес второстепенных
	Балок	0,2	1,05	0,21
	Итого постоянная, q
	4,24		4,872
	Временная (технологическая), р		1,2
	Всего: p+q	24,24		28,872

Расчет второстепенной балки

 

 

За основу принимаем балочную клетку нормального типа, опирающуюся на центрально-сжатые колонны. Неизменяемость клетки в плоскости главных балок обеспечивается за счет жесткого примыкания колонны к фундаменту в этой плоскости. В плоскости, перпендикулярной главным балкам, неизменяемость клетки обеспечивается постановкой связей по колоннам. Шаг вспомогательных балок принимаем 2,5 м. Схема вспомогательных балок принимается в виде однопролетных шарнирно-опертых балок.

 

		qр,н=(g+p)р,н*а
			qр.н.=(q+p) р . а=28,872*2,5=72,18 кН/м qн.н.=(q+p) н . а=24,24.2,5= 60,6 кН/м a=2.5 Максимальный изгибающий момент: M max =ql2/8=72.18.62/8=324.81 кН.м   Опорные реакции: Q=RA= RB= ql/2=72.18.6/2=216.54 кН Максимальная поперечная сила: Q max = ql/2=63,01.6/2=189,03 кН

 

 

 

 

		ql2/8
	ql/2

 

Выбираем стальС255:

R_y=24.5 кН/м²,

g_с=1

см³

 

Зная W_тр, подбираем по сортаменту прокатных двутавров балок, ближайший номер профиля с избытком, W _x > W _тр и выписываем из сортамента для него геометрические характеристики:

Двутавр 45Б2:

W_х = 1486,8 см³;

W_y = 187,1см³;

I_x =33453см⁴;

S_x= 839,6 cм³;

I_y = 1871,3 см;

i_x = 18,59см;

i_y = 4,4 см;

h = 450 мм;

b =200 мм;

t = 14 мм;

s = 9 мм;

А = 96,76 см²;

Проверка на прочность

Af/Aw=5600мм²/3798мм² =1,5

С1=1,055

кН/см²

Проверка выполняется.

Проверка на устойчивость

Общая устойчивость балок двутаврого сечения определяется по формуле:

Для балок двутаврового сечения с двумя осями симметрии коэффициент φ_b вычисляется по формуле (по пункту 5.15 и приложению 7 СНиП II-23-81*):

,

где ψ принимается по таблице 77 и 78* СНиП II-23-81*):, в зависимости от характера нагрузки и параметра α, который вычисляется по формуле:

ψ= 1,6+0,08α, 0,1≤ α ≤40

,

где l_ef – расчетная длина балки,

J_t – момент инерции сечения при кручении,

J _y – момент инерции сечения относительно оси y.

h – расстояние между осями поясов;

8,0029

 

ψ= 1,6+0,08^.8,003=2,24024;

,

Так как φ₁ ≤0,85, принимаем φ_в= φ_1;

Общая устойчивость балки не выполняется.

 

Проверка на деформативность

, где -нормируемый относительный вертикальный прогиб балки(п. 10.7, табл. 19 п.2 СНиП 2.01.07-85*)

 

Проверка выполняется.

 

 

Расчет главной балки

Выбираем сталь С245: R_y=240кН/см²

F=2Q^вт.б._max k₁,

F=2*216.54*1.05=454.734кН

q^р.н.= 1,05∙∑ р^.l =1,05∙28,872^.6 = 181.893 кН/м

q^н.н.= 1,05∙∑ н^.l =1,05∙24,24^.6 = 152.712 кН/м

Максимальный изгибающий момент:

M _max^p = ql²/8== 181.893^.15²/8 = 5115.74 кН^.м

M _max^н = ql²/8=152.712^.15²/8 =4295.03 кН^.м

M ₁ = ql²/8=181.893^.5²/8 = 568.42 кН^.м

Опорные реакции:

R_A= R_B= ql/2=181.893^.15/2=1364.1975 кН

Максимальная поперечная сила:

Q _max = ql/2=181.893^.15/2=1364.1975 кН

Q ₁ = ql/2=181.893^.5/2=454.7325 кН

Компоновка сечения главной балки

 

h

 

 

b_f

 

>1,3м

λ_w = h_ef/t_w

t_w- толщина стенки определяется по формуле:

мм

 

λ_w = 1,3/0,012=108

 

21316см³

см

 

 

Из условия обеспечения требуемой жесткости:

см

 

Принимаем h=130см

 

Минимально допустимая толщина стенки из условия прочности на срез:

кН/см²

см

1,178cм = 11,8 мм

Т.к. мм, то согласно сортаменту, принимаем толщину стенки мм.

Для определения значений необходимо найти требуемую площадь пояса по формуле:

где требуемый момент инерции, определяемый по формуле:

1385540см⁴

а момент инерции стенки сечения, определяемый по формуле:

см⁴

 

 

см²

Ширину пояса выбираем из условия:

см

Принимаем 32,5 см.

см

и назначаем с учетом сортамента на листовую сталь, при этом должно выполняться условие:

, ,

. Условие выполняется.

 

Вычисляем окончательные значения:

см, см, см, см, см

Aw=1.2*(130-8.6)=145.68

A=Aw + 2∙Af =145.68+2∙130 =405.68 см²

,

см⁴

см³

см³

 

Проверка на прочность.

Проверка прочности по нормальным напряжениям:

кН/см²

Проверка не выполняется.

 

Корректируем сечение:

Принимаем см

см

 

cм = 8,5 мм

мм.

1918440 см⁴

 

см⁴

см²

см

см

, ,

. Условие выполняется.

 

Вычисляем окончательные значения:

см, см, см, см, см

A=Aw + 2∙Af =1∙176+2∙90 =356 см²

,

см⁴

см³

см³

Проверка:

кН/см²

Проверка выполняется.

 

Проверка выполняется.

 

 

Проверка стенки на совместное воздействие σ и τ:

 

;

кН/см²

 

;

кН/см²

5.8<27.6

Проверка выполняется.

 

Проверка на жесткость

,где

 

Проверка выполняется.