Нагрузка на главную балку

Содержание

Балку проектируем переменного по длине сечения и рассчитываем без учёта развития пластических деформаций. Главная балка воспринимает нагрузку от балок настила, расположенных с шагом 1408 мм. При таком частом расположении этих балок можно считать, что главная балка нагружена равномерно распределённой нагрузкой.

Вес настила и балок настила:

где – собственный вес настила, ;

– линейная плотность балок настила, ;

– шаг балок настила, .

Вес главной балки принимаем в пределах (1..2)% от нагрузки на балку:

где – шаг колонн в поперечном направлении, .

Нормативная нагрузка на главную балку:

Расчётная нагрузка на главную балку:

Компоновка сечения главной балки.

Максимальный расчётный изгибающий момент в середине пролёта:

Максимальная поперечная сила на опоре:

Требуемый момент сопротивления сечения главной балки в упругой стадии работы:

где – расчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 20 до 40 мм (т. 2.3 [1]).

Определяем ориентировочную высоту главной балки:

При расчёте по эмпирической формуле толщина стенки главной балки:

Толщина стенки главной балки из условий среза:

где – расчётное сопротивление стали срезу, .

Толщина стенки главной балки из условия местной устойчивости:

Принимаем толщину стенки главной балки по ГОСТ 82-70* (т. 7.14 [1]).

Определяем оптимальную высоту главной балки при :

где – коэффициент, зависящий от соотношения конструктивных коэффициентов поясов и стенки балки.

Минимальная высота главной балки:

где – величина, характеризующая допустимый прогиб, при длине главной балки по т. 1.5 [1] интерполяцией определяем ;

– расчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине свыше 20 до 40 мм (т. 2.3 [1]).

Принимаем высоту главной балки .

Принимаем толщину полки главной балки (т. 7.14 [1]), тогда высота стенки:

Высота по осям поясов:

Требуемый момент инерции сечения главной балки:

Требуемый момент инерции стенки главной балки:

Требуемый момент инерции полки главной балки:

Определяем требуемую площадь полки главной балки:

Определяем требуемую ширину полки главной балки:

Ширина полки главной балки принимается в пределах , но не менее 180 мм.

Принимаем ширину полки главной балки из универсальной широкополосной стали по ГОСТ 82-70 * (т. 7.14 [1]).

Из условия свариваемости отношение толщины полки к толщине стенки не должно превышать 3:

Проверяем принятую ширину (свес) поясов , исходя из обеспечения их местной устойчивости:

Рис. 2.2 Сечение главной балки

Уточняем нагрузку на главную балку с учётом собственного веса главной балки.

Площадь поперечного сечения главной балки:

Вес главной балки:

Нормативная нагрузка на главную балку:

Расчётная нагрузка на главную балку:

Максимальный расчётный изгибающий момент в середине пролёта:

Максимальная поперечная сила на опоре:

Проверяем толщину стенки главной балки из условия среза:

где – расчётное сопротивление стали срезу, .

Проверяем условие, при соблюдении которого не требуется постановка продольных ребер в стенке:

Расчётные геометрические характеристики сечения главной балки.

Момент инерции сечения главной балки:

Момент сопротивления сечения главной балки:

Дата добавления: 2016-10-22 ; просмотров: 882 | Нарушение авторских прав

Требуется собрать нагрузки на монолитную балку перекрытия жилого дома (балка по оси «2» в осях «Б-В» на рис.1). Размеры сечения балки: h = 0,5 м, b = 0,4 м. Конструкцию пола принять по рисунку в Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания.

Решение

Данный тип здания относится ко II классу ответственности. Коэффициент надежности по ответственности γн = 1,0.

Состав пола и значения постоянных нагрузок примем из примера 1.1.

Нагрузки, действующие на балку, принимаются линейно распределенными (кН/м). Для этого равномерно распределенные нагрузки на перекрытие умножаются на ширину грузового участка, равному для средних балок шагу рам. В нашем примере см. рис. 1 ширина грузового участка составляет В = 6,6 м. Остается умножить постоянную нагрузку, вычисленную в примере 1.1, на данную величину и записать в таблицу 1:

q1 = 5,89*В = 5,89*6,6 = 38,87 кН/м;

q1p = 6,63*В = 6,63*6,6 = 43,76 кН/м.

Таблица 1

Сбор нагрузок на балку перекрытия

Вид нагрузки

Норм. кН/м

Коэф. γt

Расч. кН/м

Постоянная нагрузка

1. Ж.б. плита + пол

2. Собственный вес балки

Всего:

Временная нагрузка

1. Полезная нагрузка:

кратковременная ν1

длительная р1

2. Перегородки (длительная) р2

Вычислим нагрузку от собственного веса балки.

Объемный вес железобетона равен 2500 кг/м3 (25 кН/м3). При высоте балки h = 0,5 м и ее ширине b = 0,4 м нормативное значение нагрузки от собственного веса составляет

q2 = 25*h*b*γн =25*0,5*0,4*1,0 =5,0 кН/м.

Коэффициент надежности по нагрузке γt = 1,1, тогда расчетное значение составит:

q2р = q2*γt =5*1,1 =5,5 кН/м.

Суммарная нормативная постоянная нагрузка составляет

q = q1 + q2 = 38,87 + 5,0 = 43,87 кН/м;

qр = q1р + q2р = 43,76 + 5,5 = 49,26 кН/м.

Понижающие коэффициенты φ1, φ2, φ3 или φ4, при расчете балок нормативные значения нагрузок, допускается снижать в зависимости от грузовой площади А, м2, рассчитываемого элемента умножением на коэффициент сочетания φ. При грузовой площади А = 6,6*7,2 = 47,52 м2 и при А = 47,52 м2 > А1 = 9,0 м2 для помещений коэффициент сочетания φ1 определяется по формуле:

φ1 = 0,4 + 0,6/ √(А/А1) = 0,4 + 0,6/√(47,52/9,0) = 0,66.

Полное (кратковременное) нормативное значение нагрузки от людей и мебели для квартир жилых зданий составляет 1,5 кПа (1,5 кН/м2). Учитывая коэффициент надежности по ответственности здания γн = 1,0 и коэффициент сочетания φ1 = 0,66, итоговая нормативная кратковременная полезная нагрузка составляет:

ν1 = 1,5*В*γн*φ1 = 1,5*6,6*1,0*0,66 = 6,53 кН/м.

При нормативном значении временной нагрузки менее 2,0 кПа коэффициент надежности по нагрузке γt принимается равным γt = 1,3. Тогда расчетное значение составляет:

ν1р = ν1*γt = 6,53*1,3 = 8,49 кН/м.

Длительную полезную нагрузку получаем путем умножения ее полного значения на коэффициент 0,35 т.е:

р1 = 0,35*ν1 = 0,35*6,53 = 2,29 кН/м;

р1р = р1*γt = 2,29*1,3 = 2,98 кН/м.

Нормативное значение равномерно распределенной нагрузки от перегородок составляет не менее 0,5 кН/м2. Приводим ее к линейно распределенной нагрузке на балку путем умножения на ширину грузового участка В=6,6 м:

р2 = 0,5*В*γн = 0,5*6,6*1,0 = 3,3 кН/м.

Расчетное значение нагрузки тогда:

р2р = р2*γt = 3,3*1,3 = 4,29 кН/м.

I сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и балки) + полезная (кратковременная).

При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициент Ψl, Ψt вводить не следует.

q1 = q + ν1 = 43,87 + 6,53 = 50,4 кН/м;

q1р = qр + ν1р = 49,26 + 8,49 = 57,75 кН/м.

II сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и балки) + полезная (кратковременная) + нагрузка от перегородок (длительная).

Для основных сочетаний коэффициент сочетаний длительных нагрузок Ψ1 принимается: для первой (по степени влияния) длительной нагрузки — 1,0, для остальных — 0,95. Коэффициент Ψ2 для кратковременных нагрузок принимается: для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки — 1,0, для второй — 0,9, для остальных — 0,7.

Поскольку во II сочетании присутствует одна кратковременная и одна длительная нагрузка, то коэффициент Ψl и Ψt = 1,0.

qII = q + ν1 + р2 = 43,87 + 6,53 + 3,3 = 53,7 кН/м;

qIIр = qр+ ν1р + р2р = 49,26 + 8,49 + 4,29 = 62,04 кН/м.

Определение нагрузки на главную балку

Нагрузка на главную балку складывается из полезной нагрузки и от собственной массы настила, вспомогательных и главных балок. Нормативная равномерно-распределенная нагрузка на главную балку определяем как: