- •Введение
- •Объемно-планировочные решения здания.
- •2.Компоновка металлической балочной клетки.
- •2.1.Расчет вспомогательной прокатной стальной балки б2.
- •2.2. Расчет и конструирование составной главной балки б1.
- •Расчет составной главной балки
- •2.3. Расчет и конструирование колонны и ее базы.
- •Сравнение двух вариантов.
- •3. Расчет и конструирование основной несущей конструкции покрытия деревянной арки.
2.2. Расчет и конструирование составной главной балки б1.
Рис 2.2.1. Схема главной балки Б1.
Вариант 1
Рис 2.2.2. Расчетная схема Б1.
Определим силу F с учетом собственного веса балки:
кН
Найдем максимальный изгибающий момент:
кНм
Вычисляем необходимый момент сопротивления:
см3
Подберем из сортамента сечение двутавра:
Окончательное назначение Б1:
Из сортамента прокатной стали выбираем двутавр 80Б1 с W=5043,99 см3, А=203,2 см2 и Р=159,5 кг/м.
Расчет составной главной балки
Определяем высоту балки:
[f/l]=1/200
Определим высоту стенки:
Определяем толщину стенки, мм:
Определяем ширину полки:
Определяем требуемый момент инерции:
Подбор окончательный:
Таблица 2.2.1. Характеристики главной балки.
h, мм |
hw, мм |
tw, мм |
bf, мм |
tf, мм |
520 |
510 |
10 |
200 |
60 |
Проверяем принятое сечение на прочность. Для этого предварительно вычисляем фактические момент инерции и момент сопротивления балки:
, см4
.
Погрешность составляет 4,7%<5%
Вариант 2
Рис 2.2.3. Расчетная схема Б1.
Определим силу F с учетом собственного веса балки:
кН
Найдем максимальный изгибающий момент:
кНм
Вычисляем необходимый момент сопротивления:
см3
Подберем из сортамента сечение двутавра:
Окончательное назначение Б1:
Из сортамента прокатной стали выбираем двутавр 90Б1 с W=6816,99 см3, А=247,1 см2 и Р=194 кг/м.
2.3. Расчет и конструирование колонны и ее базы.
Расчет колонны проведем по одному варианту.
Рис 2.3.1. Расчетная схема колонны К1.
Определим сжимающую силу с учетом собственного веса колонны:
кН
Определим необходимую площадь сечения из условия:
см2
Из сортамента прокатной стали выбираем двутавр 35К3: A=184,1 см2, h=35,3см, b=35см, S=1,3см, t=2см, Р=144кг/м.
Расчет базы колонны
База колонны состоит из опорной плиты, укрепленной на фундаменте из бетона класса В12,5 анкерными болтами.
Принимаем плиту размером 550х550 мм, Apl = 3025см2, а верх фундамента 800х900 мм, Проверим напряжение Rb,loc:
Тогда требуемая площадь плиты будет:
,
что меньше чем принятая площадь, условие выполняется.
Определим толщину плиты. Она должна быть в интервале 20…40 мм. Точное значение определим, рассчитав плиту на изгиб. Плита работает на изгиб от реактивного давления фундамента равного:
.
Рассмотрев плиту, можно выделить два участка: консольный и опертый по контуру
Максимальные изгибающие моменты на этих участках при единичной ширине плиты определяются по формуле:
где – коэффициент, зависящий от отношения сторон участка, для консоли = 0,5; а – меньший размер участка (вылет консоли).
Момент в консольном участке:
.
Момент, на участке опертом с трех сторон (между стенкой (35,3см) и полками (свес полок по 17,5см)). По отношению 17,5/35,3 = 0,49 определяем = 0,06
.
По максимальному значению момента определяем толщину плиты:
Принимаем толщину плиты 37 мм.
При шарнирном сопряжении колонны с фундаментом необходимы анкерные болты диаметром d = 20…30 мм для фиксации проектного положения колонны и закрепления ее в процессе монтажа. Принимаем два анкерных болта диаметром d = 24 мм. Болты устанавливаются в плоскости главных балок с креплением к плите базы, что обеспечивает за счет гибкости плиты шарнирное сопряжение колонны с фундаментом.