Расщёт металлического каркаса производственного здания

1.Расчет балочных конструкций

Основными элементами перекрытий зданий являются стержни двутаврового сечения ,работающие на изгиб ,называемые балкой.

1.1Констуктиыные решения балочных перекрытий

Перекрытия представляют собой систему пересекающихся балок, называемые балочной клеткой. Балочные  клетки состоят из системы главных балок, перекрывающих большой пролет и вспомогательных второстепенных балок, перекрывающих меньший пролет. В данной работе большой пролет -6 метров, а меньший – 6 метров .

Схема балочного перекрытия –балочной клетки показана на рис.1

[pic 1]

Рис.1 Схема балочной клетки

1. Грузовая площадь вспомогательной балки
2. Грузовая площадь главной балки
3. Грузовая площадь колонны

1.2 Определение нагрузок на балки

Нагрузка на перекрытие принята равномерно распределенной .На рис. 1 цифрами указаны грузовые площади для определения нагрузок соответственно для главных и вспомогательных балок перекрытия  и колонн.

Временная нагрузка =11,0 кн/м[pic 2][pic 3]

Постоянная нагрузка   Р=0,54 кн/м[pic 4]

Нормативная нагрузка =0,54+11,0=11,54 кН/м[pic 5][pic 6]

 Расчетная нагрузка на перекрытие ,составляет  =0,54*1,05+11*1,2=13,76кН/м[pic 7][pic 8]

1.3 Конструирование и подбор сечения вспомогательной балки

В соответствии с рис.1 погонная равномерно распределенная нагрузка на вспомогательную балку составляет  =*а=13,76*0,6=8,25 кн/м[pic 9][pic 10]

Здесь а=0,6м  является шагом вспомогательных балок.

[pic 11]

   Расчетная схема вспомогательной балки  рис.2

===24,75 кН;===38 кН *м[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17]

Требуемый момент сопротивления равен===165,2см[pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

Для вспомогательных балок принимаем прокатный двутавр  № 20  по ГОСТ 8239-89 из стали  С235  с  Rу =23 кН/см,так как балки перекрытий относятся к 3 группе конструкций (табл.50  )[pic 22][pic 23]

По сортаменту   [pic 24]

W=184 ;Jх=1840 ;Ix=8,28 см ;S=104; I y=115; Wy=26,20; Ву=2,32;[pic 25][pic 26][pic 27][pic 28]

Фактическое напряж.===20,65=23кн/см[pic 29][pic 30][pic 31][pic 32][pic 33]

Проверка жёсткости (прогиба) балки. Нормируемый прогиб принимаем по СНиП;.Прогиб проверяется на действие нормативной нагрузки.[pic 34][pic 35]

==6,87 кн/м = 0,06 кн/см[pic 36][pic 37]

Относительный прогиб   ====[pic 38][pic 39][pic 40][pic 41][pic 42]

Жесткость обеспечена

1.4 Конструирование и подбор сечения главной балки

Грузовая площадь для расчета главной балки показана на рис.1 цифрой 2.Погонная равномерно распределенная нагрузка на главную балку равна произведению расчетной нагрузки на 1 квадратный метр на пролет второстепенной балки

=*lв.б=13,76*6=83кH/м[pic 43][pic 44]

[pic 45]

Рис.3 Расчетная схема главной балки

Максимальные значения изгибающего момента и поперечной силы равны:

===249кН;===374кН *м[pic 46][pic 47][pic 48][pic 49][pic 50][pic 51]

Главные балки сварные относятся ко первой группе ответственности .По таблице 50 принимаем сталь С255.При толщинах прокатного листа от 4 до 20 мм расчетное сопротивление по пределу текучести по табл.51*R у= 24,5 кН/см[pic 52][pic 53]

Требуемый момент сопротивления сечения равен:

===1526см, где h=:)l  кратно 100[pic 54][pic 55][pic 56][pic 57][pic 58][pic 59]

Оптимальная высота балки =0,8 см; [pic 60]

h=k*=1,15*см[pic 61][pic 62]

Принимаем  h=60=0,8 см[pic 63][pic 64]

Проверяем условие hотп/=60/0,8=75Размеры сечения балок в обозначениях СНиП  изображении на рис.4.[pic 65][pic 66][pic 67]

[pic 68]

При гибкости стенки 100  сечение оптимально при закреплении стенки сварной балки поперечными ребрами  жесткости .[pic 69]

Находим требуемый момент инерции   =Wтр*h/2;=+[pic 70][pic 71][pic 72][pic 73]