Определение нормативной и расчетной нагрузок

Исходные данные

Шифр заданий: 21;

Размеры площадки в плане – 3 L x 4 B;

Шаг колонн:

В продольном направлении –16м;

В поперечном направлении – 9м;

Отметки:

Верха габаритного помещения, под рабочей площадкой – +5.900м;

Верха фундамента – -0.400м;

Нормативная полезная нагрузка – 22.8кН/м²;

Характер действия – статическая;

Расчетная температура – -45°;

Тип сечения элементов:

Колонны – сквозные;

Балки настила – прокатные;

Вспомогательные балки – прокатные;

Главные балки – составные сварные с изменением сечения по длине;

Материалы конструкций:

Настила – сталь;

Несущих конструкций и связей – сталь (по СНиП II-23-81*);

Условия изготовления конструкций: на ЗМК общего профиля;

Способы соединения металлических конструкций:

Заводские – сварка;

Монтажные – сварка, болты;

Монтажный стык главной балки запроектировать в середине пролета, разработать два варианта стыка - сварной и на высокопрочных болтах;

Класс бетона фундаментов – В25.

Выбор сталей для строительных конструкций

Согласно заданию для конструкций, возводимых в климатическом районе строительства II₂ (расчетная температура t = –45^оС) и работающих при статической нагрузке, принята сталь:

- для элементов настила перекрытий, относящегося к третьей группе, – С345 с расчетным сопротивлением по пределу текучести R_y = 315 МПа (31.5 кН/см²) для листового и фасонного проката толщиной от 10 до 20 мм и R_y = 300 МПа (30 кН/см²) для проката толщиной от 20 до 40 мм;

- для несущих элементов под настил (прокатные балки настила и вспомогательные балки), при отсутствии сварных соединений относящихся к третьей группе, – С345 с расчетным сопротивлением по пределу текучести R_y = 315 МПа (31.5 кН/см²) для листового и фасонного проката толщиной от 10 до 20 мм и R_y = 300 МПа (30 кН/см²) для проката толщиной от 20 до 40 мм;

- для составных сварных балок и их элементов, относящихся ко второй группе, – С345 с расчетным сопротивлением по пределу текучести R_y = 315 МПа (31.5 кН/см²) для листового и фасонного проката толщиной от 10 до 20 мм и R_y = 300 МПа (30 кН/см²) для проката толщиной от 20 до 40 мм;

- для сварных колонн и их элементов, относящихся к третьей группе, – С345 с расчетным сопротивлением по пределу текучести R_y = 315 МПа (31.5 кН/см²) для листового и фасонного проката толщиной от 10 до 20 мм и R_y = 300 МПа (30 кН/см²) для проката толщиной от 20 до 40 мм;

Первый вариант балочной клетки

3.1. Расчет стального настила

Для расчета стального настила, изгибаемого по цилиндрической поверхности, вырезается полоска единичной ширины, работающая на изгиб от момента М _max и растяжение от усилия Н, вызванные поперечной равномерно распределенной нагрузкой q.

Цилиндрическая изгибная жесткость настила при отсутствии поперечных деформаций определяется по формуле:

где:

E ₁ – модуль упругости, МПа;

υ – коэффициент Пуассона.

Толщина стального настила определяется методом интерполяции:

t _н = 10.4мм

Принимаем толщину стального настила t _н = 10мм согласно ГОСТ 19903-74.

Нормативная нагрузка от веса стального листа:

где:

p – объемный вес стального проката, кг/м³.

При нагрузках, не превышающих 50 кН/м², и предельном относительном прогибе прочность шарнирно закрепленного по краям стального настила всегда будет обеспечена и его рассчитывают только на прогиб.

Рис. 1. Первый вариант балочной клетки

где:

n ₀ – коэффициент, учитывающий максимальный прогиб.

Принимаем в осях .

Усилия Н, вызванные поперечной равномерно распределенной нагрузкой q на 1см ширины настила, на которое рассчитываются сварные швы, прикрепляющие настил к балкам, определяется по формуле:

где:

g _{¦ p} = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке для полезной нагрузки.

Настил крепится к балкам угловыми швами, выполненными ручной сваркой электродами типа Э50 по ГОСТ 9467-75*, имеющими расчетное сопротивление металла швов R_{w ¦}= 24.04 кН/см².

Катет углового шва k_f определяется по формуле:

где:

– коэффициент, учитывающий глубину проплавления шва для ручной сварки;

g_wf – коэффициент условий работы шва;

g_с – коэффициент условий работы конструкции, учитывающий возможные отклонения принятой расчетной модели от реальных условий работы элементов конструкций, соединений, а также изменения свойств материала вследствие влияния температуры, влажности, длительности воздействия, его многократной повторяемости и других факторов, не отражаемых непосредственно в расчетах;

l_w = 1,0 см – ширина рассматриваемой пластинки;

– предел прочности металла на срез по металлу шва.

Принимаем конструктивно минимальный катет k_{f, min}= 6 мм в зависимости от максимальной толщины соединяемых элементов.

3.2. Расчет балки настила

Балки настила проектируем из прокатных двутавров по ГОСТ 26020-83 (сортамент).

Расчетная схема балки представлена на рис. 2.

Рис. 2. Расчетная схема балки настила

Определение нормативной и расчетной нагрузок

Нормативная нагрузка на балку при опирании на нее сплошного стального настила принимается равномерно распределенной:

Расчетная нагрузка:

где g _{¦ g} – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки от стального проката.

Дата добавления: 2015-07-15