Чертежи балочных перекрытий рабочей площади с пояснениями

ПЗ Витик А.А.doc

Исходные данные для проектирования
Шаг колонн в продольном направлении А м
Шаг колонн в поперечном направлении Б м
Отметка верха настилам
Строительная высота перекрытия м
Временная равномерно распределенная нагрузка кНм2
Тепловой режим в котором находится рабочая площадка
Класс бетона фундамента
Решетка безраскосная
Выбор варианта компоновки балочной площадки
1 Балочная площадка нормального типа
Рисунок 1 – Балочная площадка нормального типа
Так как временная нагрузка равна 30 кНсм2 то задаюсь толщиной настила tн=10мм.
Шаг балок настила определяется по условию прогиба листа. По графику на рис.7.6. 1 нахожу максимальное отношение пролета листа к его толщине при допустимом прогибе l150.
тогда максимальный шаг балок настила будет равен:
Определим количество отсеков при максимальном шаге:
Окончательно принимаем шаг балок настила равным:
2 Балочная площадка усложненного типа
Рисунок 2 – Балочная площадка усложненного типа.
Аналогично балочной площадке нормального типа нахожу:
Шаг вспомогательных балок будет равен:
3 Расчет балки настила первого варианта компоновки
Рисунок 3 – Расчетная схема балки настила
Нормативная нагрузка на балку равна:
Расчетная нагрузка на балку равна:
Из таблицы 50* 2 принимаю сталь класса С245 ГОСТ 27772-88 из таблицы 51* 2 нахожу Ry=24 кНсм2.
Из условия прочности по нормальным напряжениям требуемый момент сопротивления сечения балки равен:
По требуемому моменту сопротивления из сортамента ГОСТ 8239-89 выбираю двутавр №33 Wx=597см3 ρлин=422 кгм b=140мм tw=70мм Jx=9840 см4 Sx=339 см3.
Проверяю прочность выбранного сечения по касательным напряжениям:
согласно таблице 1* 2 ;
Проверяю жесткость балки настила.
Максимальный прогиб в середине пролёта:
Относительный прогиб:
Принятое сечение балки настила удовлетворяет требованиям по прочности и жесткости.
4 Расчет балки настила второго варианта компоновки
Рисунок 4 – Расчетная схема балки настила
По требуемому моменту сопротивления из сортамента ГОСТ 8239-89 выбираю двутавр №14 Wx=617 см3 ρлин=137 кгм b=73 мм tw=49мм Jx=572 см4 Sx=468 см3.
5 Расчет вспомогательной балки второго варианта компоновки
Рисунок 5 – Расчетная схема вспомогательной балки
По требуемому моменту сопротивления из сортамента ГОСТ 8239-89 выбираю двутавр №50 Wx=1589 см3 ρлин=785 кгм b=170 мм tw=10мм Jx=39727см4 Sx=919 см3.
Принятое сечение балки настила удовлетворяет требованиям по прочности и жесткости.
Определяю необходимость проверки общей устойчивости вспомогательной балки:
Наибольшее значения при которых не требуется расчет на устойчивость определяется по формуле 37 2.
С учетом возможности развития пластических деформаций
Фактическая (расчетная) длина вспомогательной балки
Так как проверка устойчивости не нужна.
Принятое сечение удовлетворяет требованиям прочности и устойчивости.
6 Определение расхода материала на оба варианта компоновки
По расходу металла первый вариант компоновки выгоднее.
Расчет главной балки
1 Сбор нагрузок на балку и определение внутренних усилий
Рисунок 6 – Расчетная схема главной балки
Расчетная нагрузка на балку
Подбор сечения главной балки
Сечение главной балки принимаю составным в виде сварного двутавра из трёх листов. Из таблицы 50* 2 принимаю сталь для второй группы конструкций класса С235 ГОСТ 27772-88 из таблицы 51* 2 находим Ry=23 кНсм2.
Требуемый момент сопротивления
Назначаю высоту балки исходя из следующих условий:
Так как hстр>hopt способ сопряжения балок принимаю поэтажный окончательно принимаю высоту сечения балки h=1540+40=1580мм. Принимаю первоначально тогда .
Назначаю толщину стенки из условия работы на срез
Из условия отсутствия продольных ребер жесткости
где =; =-площадь полки
Проверяю местную устойчивость сжатого пояса главной балки.
Из условия обеспечения устойчивости положения и удобства выполнения поясных швов ; .
Из условия опережения потери устойчивости стенки по отношению к полке
Определяю фактические геометрические характеристики скомпонованного сечения:
Коэффициент С-определяем по т.66 СНиП. С=1118
Проверяем устойчивость стенки балки с учетом развития пластических деформаций по формуле 78 СНиП:
Рисунок 7 – Принятое сечение главной балки
2 Проверка прочности сечения главной балки по нормальным напряжениям
Напряжения в сечении с учетом развития пластических деформаций:
3 Изменение сечения главной балки по длине
Рисунок 8 – Изменение сечения главной балки по длине
Соединение полок осуществляется стыковым сварным швом без физического контроля сварного шва но с выводом шва на планки.
Расчетное сопротивление стыкового шва Rwy=085·Ry=085·23=1955 кНсм2.
Максимальный изгибающий момент который может быть воспринят уменьшенным сечением в зоне шва:
Принимаем bf1=20 см.
Изгибающий момент в произвольном сечении на расстоянии Х от опоры
4 Проверка прочности балки по касательным и приведенным напряжениям
Для оценки прочности стенки по приведенным напряжениям необходимо выполнить расстановку поперечных ребер жесткости. Определяем протяженность зоны использования пластических деформаций в сечении балки:
Расстояние x0 от левой (или правой) опоры до начала зоны пластических деформаций равно:
Внутри этой области ребра жесткости ставятся под каждой балкой то есть локальная нагрузка исключается. Так как под ближайшей к месту изменения сечения балкой настила есть ребро жесткости проверку прочности стенки выполняю без учета действия локальных напряжений.
Рисунок 9 – К расчету стенки главной балки
Проверка прочности участка стенки примыкающего к верхнему поясу производится по приведенным напряжениям:
5 Проверка общей устойчивости главной балки
Предварительно определяю необходимость проверки общей устойчивости в двух сечениях главной балки: в середине пролёта и на опоре.
В середине пролёта должно выполниться условие:
Наибольшее значение при котором не требуется расчет на устойчивость определяется по формуле 37 2.
На опоре должно выполниться условие:
Наибольшее значение при котором не требуется расчет на устойчивость определяется по формуле 37 2 .
6 Проверка местной устойчивости стенки главной балки
Проверка местной устойчивости осуществляю для отсека с местом изменения сечения. Для обеспечения местной устойчивости стенки главной балки должно выполниться условие (79) 2:
где- принимается по таблице 6* СНиП
где -расстояние между ребрами
где определяется по таблице 25 СНиП.
7 Расчёт поясных сварных швов
Соединение полок балок со стенкой выполняется с помощью двухсторонних угловых сварных швов автоматической сваркой в положении «в лодочку».
Выбираю сварочные материалы. Марка сварной проволоки Св-08А таб.55*. Сварка под флюсом.
По таблице 56 ; по таблице 3 ; по таблице 51* нахожу ;
Расчетным сечением является по металлу границы сплавления
Окончательно принимаю
8 Расчёт и конструирование укрупнительного стыка главной балки на высокопрочных болтах с контролируемым усилием натяжения
Первоначально принимаю болты из стали марки 40Х «селект» диаметром 24 мм по таблице 61* 2 нахожу по таблице 62* нахожу .
Способ обработки поверхностей в стыке –стальными щетками без консервации способ регулирования натяжения болтов – по углу поворота гайки по таблице 36* нахожу ; .
Расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта определяется по формуле 3 2: .
Расчётное усилие которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов стянутых одним высокопрочным болтом определяю по формуле 131* 2 принимая =2мм
Определю усилия действующие в расчетном сечении:
Распределяющий изгибающий момент в сечении между полками и стенками.
Количество высокопрочных болтов определяется по формуле 132* 2:
Определяю размеры накладок:
Рисунок 10 – Сечение главной балки по стыку
Стыковку пояса балки осуществляю одной верхней накладкой и двумя нижними накладками.
Размещаю болты в соответствии с рекомендациями таблицы 39 2 как показано на рисунке 11.
Проверяю ослабление поясов отверстиями по краю стыка.
Площадь ослабленного сечения пояса:
Следовательно добавляем два болта и в первом поперечном ряду будет два болта.
Проверяем ослабление накладок отверстиями в середине стыка в соответствии с пунктом 11.14 2:
Рисунок 11 – Монтажный стык поясов главной балки на высокопрочных болтах
Рисунок 12 – Монтажный стык стенок главной балки на высокопрочных болтах
Принимаю шаг горизонтальных рядов болтов 97мм. С каждой стороны накладки болты размещаю в два вертикальных ряда.
9Расчёт опорного узла главной балки
Рисунок 13 – Опорный узел главной балки
Из условия работы на смятие торца диафрагмы согласно пункту 7.12 2:
Из таблицы 52* 1 нахожу
Рисунок 14 – Условная опорная стойка
Проверяем устойчивость условной опорной стойки в сечение которой включена диафрагма и участок стенки протяженностью S:
Длиной стойки будем считать высоту сечения стенки главной балки.
Коэффициент продольного изгиба находится по таблице 72 2
Провожу расчет соединения главной балки и опорного ребра на срез.
Выбираю сварочные материалы для шва между опорным ребром и стенкой главной балки. Сварка полуавтоматическая. Положение шва при сварке – вертикальное. Марка сварной проволоки Св-10НМА.
; по таблице 51* 2 нахожу ;
По таблице 34* 2 нахожу .
Расчет буду производить по металлу границы сплавления
10 Расчёт узла сопряжения балки настила с главной балкой
Проверяю прочность опорного участка стенки балки настила:
Поверяю устойчивость условной опорной стойки в сечение которой включается участок стенки протяженностью
Устойчивость проверяется по формуле:
Рисунок 15 – К расчету узла сопряжения балки настила с главной балкой
1 Подбор сечения и проверка устойчивости стержня центрально сжатой колонны.
Сталь С245. Из таблицы 51* 2 нахожу для толщин от 2 до20 Ry=24кНсм2.
Максимальное продольное усилие:
Рисунок 16 – Принятое сечение колонны
Геометрическая длина колонны равна:
Задаюсь начальной гибкостью (из таблицы 72 2).
Требуемая площадь сечения:
По данной площади заданное сечение из двух швеллеров не подходит поэтому принимаем сечение из двух неравнобоких уголков согласно рисунку 16.
По сортаменту ГОСТ 8510-86 подбираю неравнополочный уголок
L160x100x14. Расстояние между уголками в свету 140 мм.
Тогда фактическая площадь равна:
Определяю расстояние между планками.
Условная поперечная сила определяется по формуле 23* 1:
Для выбора формулы для расчета λef задаюсь размерами планок.
Рисунок 17 – К расчету безраскосной решетки
Проверка устойчивости колонны.
Проверку прочности планок на изгиб и срез
Катет шва прикрепляющего планку к ветви
Принимаем катет 6 мм.
2 Конструирование и расчет оголовка колонны.
Рисунок 21 – К расчету оголовка колонны
Размеры опорных ребер определяю из условия их работы на смятие.
Высота оголовка определяется длиной сварных швов опорных ребер к диафрагме оголовка колонны.
3 Конструирование и расчет базы центрально сжатой колонны.
Бетон фундамента принимаем В-10 с расчетным сопротивлением
Расчетная нагрузка на плиту базы
Размеры плиты в плане определяется из условия отсутствия смятия бетона фундамента на который передает нагрузку плита базы.
Принимаем площадь плиты и размеры в плане
Толщина плиты определяется из условия ее работы на изгиб консольного участка.
Средне давление под плитой базы:
Принимаем толщину плиты 36 мм так как необходимо строгать.
Определение высоты траверсы
Список использованных источников
Металлические конструкции. Общий курс: Под общ. ред. Е.И. Беленя – М.: Стройиздат 1986. – 560 с. ил.
СНиП II-23-81*. Стальные конструкции Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП 2003. – 90с.
Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы конструкцийПод ред. В.В. Горева. – М.: Высш. шк. 2001. – 551 с.: ил.

КП Витик (МЕ).dwg

ГОУ ОГУ АСФ 290300.4 1 04.19 КМ
Балочное перекрытие рабочей площадки
Кафедра строительных конструкций
Спецификация металла
Примечания: 1. Отверстия под болты d=27 мм 2. Примечания по сварке смотри лист 1 КМ 3. Поперечные диафрагмы в колонне расположенны над 4-й и 6-й планками
Схема расположения элементов
Спецификация на отправочную марку
Ведомость отправочных элементов схемы
ведомость отправочных элементов схемы
ГОУ ОГУ АСФ 270105 4406 02 МК
ГОУ ОГУ АСФ 270105 4406 02 КМД
Примечания: 1. Катеты поясных сварных швов 6 мм; 2. Катет сварного шва
крепяшего опорное ребро к стенке главной балки
равен 6 мм; 3. Все остальные катеты сварных швов - 6 мм 4. Способ обработки поверхностей укрупнительного стыка - газопламенный 5. Поясные сварные швы варить с выводом на планки 6.Отверстия под болты d=26мм 7.Марка сварочной проволоки СВ-08А