25940

Расчет деревянных, металлических, железобетонных перекрытий

Контрольная

Архитектура, проектирование и строительство

Орел 2011 Расчет деревянного перекрытия Подобрать сечение деревянной балки для перекрытия жилого дома.Предварительно принимаем собственный вес одного метра балки qnбалки=025кН м;f=1.1 qбалки= qnбалки f=0.Собираем нагрузку на погонный метр балки с учетом её собственного веса: qn=qnперекрытияlгр qnбалки=18140275=277кН м; q= qперекрытияlгр qбалки=234120275=3083кН м.

Русский

2013-08-17

1.07 MB

35 чел.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ФГБОУ ВПО «ГОСУНИВЕРСИТЕТ-УНПК»

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра: «Архитектура»

Дисциплина: «Основы архитектуры

и строительные конструкции»

Расчетно-графическая работа

«Расчет деревянных, металлических, железобетонных перекрытий»

Выполнила:

Студентка гр. 41-АД

Куликова А. В.

Проверил:

Гвозков П. А.

Орел 2011

Расчет деревянного перекрытия

Подобрать сечение деревянной балки для перекрытия жилого дома. Нагрузка на 1м2 перекрытия qn(пер)=1,8кПа, qn =2,34кПа, .Расстояние между стенами 5м. Схема и план приведены на рисунке 1.Шаг балок а=1400мм.

Решение.

1.Предварительно принимаем собственный вес одного метра балки qnбалки=0,25кН/м;f=1.1

qбалки= qnбалки *f=0.25*1.1=0.275кН/м;

2.Собираем нагрузку на погонный метр балки с учетом её собственного веса:

qn=qnперекрытия*lгр+ qnбалки=1,8*1,4+0,275=2,77кН/м;

q= qперекрытия*lгр+ qбалки=2,34*1,2+0,275=3,083кН/м.

С учетом коэффициента надежности по ответственности n=1(для жилого дома) расчетная нагрузка на погонный метр балки равна q=3,083кН/м.

3.Расчетная длина балки l0=5000-40-180/-180/2=4780мм.

4.Определяем максимальные значения поперечной силы и изгибающего момента:

Q=ql0/2=3,083*4.78/2=7,37кН;

M= ql02/8=3,083*4.782/8=8,81кН*м.

5.Принимаем породу древесины кедр сибирский; сорт 2-й; температурно-влажностные условия эксплуатации – А2, коэффициент условия работы тв= 1,0 (см. табл. 1.5 СНиП П-25-80); предварительно принимаем, что размеры сечения будут более 13 см, и определяем расчетное сопротивление изгибу Rи= 15 МПа = 1,5 кН/см2; расчетное сопротивление скалыванию Rск= 1,6 МПа =  0,16 кН/см2 (табл. 2.4); по табл. 2.5 определяем переходной коэффициент от древесины сосны, ели к древесине кедра mп = 0,9.

Расчетные сопротивления с учетом коэффициента mп равны:

Rи=15*0.9=13.5МПа=1,35кН/см²

Rск=1,6*0,9=1,44МПа=0,144кН/см²

6.Определяем требуемый момент сопротивления

Wx=M/Rи=881/1,35=652,6см3

7.Приняв ширину балки b=15 см, определяем требуемую высоту балки:

h===16,15см

Принимаем сечение балки с учетом размеров, рекомендуемых сортаментом пиломатериалов : b=15 см; h = 19см 

8. Производим проверку принятого сечения:

 а) определяем фактические значения: момента сопротивления, статического момента инерции и момента инерции балки:

Wx=bh2/6=15*192/6=902,5см3

Sx=0.5bhh/4=676,88cм3

Ix=bh3/12=15*193/12=8573,75см4

б)проверяем прочность по нормальным напряжениям:

=M/Wx=881/902,5=0,98<Rи=1,35кН/см2

в)проверяв прочность по касательным напряжениям:

=QSx/Ixb=0.039кН/см2<Rck=0.16кН/см2

Прочность по нормальным и касательным напряжениям обеспечена;

г)проверяем прогибы:

Для проверки прогибов необходимо знать модуль упругости древесины вдоль волокон: Е= 10 ООО МПа = 1000 кН/см2; прогиб по конструктивным требованиям определяется от действия всей нормативной нагрузки, действующей на балку, qn = 0;0277кН/см

Определяем прогиб по конструктивным требованиям:

f=5qnl04/384EIx=5*0.0277*4784/384*1000*8573,75=2.196см

предельный прогиб по конструктивным требованиям

fu= l/150 = 500/150 = 3,3 см;

f=2.196см < fu =3,3 см — прогиб балки в пределах нормы;

Прогиб по эстетико-психологическим требованиям определяет-

ся от действия длительной нагрузки (постоянной и временной

длительной натрузки)

qln=qnперекрытия*lгр-pnlгр+plnlгр+ qnбалки=

=1,8*1,4-1,5*1,4+0,3*1,4+0,25=1,09кН/м

f=5qnl04/384EIx=5*0.0109*4784/384*1000*8573,75=0,86см

Предельный прогиб определяем с учетом интерполяции, для длины бадки 5 м

fu = l/183 = 500/183 = 2,73 см.

f= 0,86 см <fu= 2,73см — прогиб балки в пределах нормы.

Вывод: Принимаем балку сечением 15х19см из кедра сибирского, древесина второго сорта

Расчет металлической балки перекрытия.

По данным предыдущего расчета рассчитать балку перекрытия, выполненную из прокатного двутавра. Принято, что балка опирается на пилястру и стальную колонну. Нагрузку на балку собираем с грузовой площади длиной lгр = 1,4 м.Нагрузка на квадратный метр перекрытия qnперекрытия=11,8 кПа; qперекрытия = 15,34 кПа. Собственный вес погонного метра балки ориентировочно принимаем qnбалки = 0,50 кН/м; f = 1,05;

qбалки= qnбалкиf=1.05*0.50=0.53кН/м.Коэффициент надежности по ответственности

n =0,95.

Схема опирания балки на пилястру и стальную колонну; lef  — расчетная длина балки (расстояние от центра площадки опирания балки на левой опоре до центра площадки опирания на правой опоре)

Решение.

1. Определяем нагрузку, действующую на погонный метр балки: о нормативная нагрузка

qn=qnперекрытия*lгр+ qnбалки = 17,02 кН/м = 0,1702 кН/см;

нормативная длительная нагрузка — полное значение временной нагрузки на перекрытие торговых залов рп = 4,0 кПа,

пониженное значение, являющееся временной длительной нагрузкой, рln= 1,4 кПа:

qln=qn-pnlгр+plnlгр = 17,02-4*1,4+1,4*1,4=13,38 кН/м =  00,1338 кН/см;

расчетная нагрузка

q=qперекрытия*lгр+ qбалки = 15,34*1,4+0,53 = 22,01 кН/м;

расчетная нагрузка с учетом коэффициента надежности по ответственности 

n = 0,95

q=20,91кН/м.

2.Принимаем предварительно размеры опорной пластины и опорного ребра балки и определяем ее расчетную длину:

lef=l- 85 - 126 = 4500 - 85 - 126 = 4289 мм = 4,29 м.

3.Устанавливаем расчетную схему (рис.) и определяем максимальную поперечную силу и максимальный момент.

Q=qlef/2=20,91*4.29/2=44,85кН

M= qlef2/8=20,91*4,292/8=48,1кН*м

4.По табл. 50* СНиП II-23-81* определяем группу конструкций, к которой принадлежит балка, и задаемся сталью: группа конструкций — 2; принимаем из допустимых к применению сталей сталь С245. Расчетное сопротивление стали по пределу текучести (с учетом, что балка выполняется из фасонного проката и приняв предварительно толщину проката до 20 мм) Rу = 240 МПа = 24,0 кН/см2 (табл. 2.2). Коэффициент условия работы ус = 0,9.

5,Определяем требуемый момент сопротивления балки Wx:

Wx=M/Ryyc=48,1/(24*0,9)=2,23*100=223см3

6..По сортаменту принимаем двутавр 20 Ш1, который имеет момент сопротивления близкий к требуемому. Выписываем характеристики двутавра: Wx = 275 см3; IХ = 826 см4; Sx = 153 см3; толщина стенки

 t= 9 мм; высота h =193 мм; ширина b= 150 мм ; масса 1 м длины 30,64кг/м, что близко к первоначально принятой, — оставляем нагрузки без изменения.

7.Проверяем прочность на действие касательных напряжений :

=QSx/Ixb=44,85*153/826*0,9=2,87кН/см2

Rs c = 0.58Ryc = 0,58 * 24 *0,9 = 12,53 кН/см2 (Rs = 0,58

Ry-расчетное сопротивление сдвигу);  = 1.12 кН/см2 < Rsyc= 2,87 кН/см2; прочность обеспечена.

Taк как на верхний пояс опираются железобетонные плиты, которые удерживают балку от потери устойчивости, расчет общей потерн устойчивости не производим. Также отсутствуют сосредоточенные силы, следовательно, проверку местных напряжений проводить не надо.

8. Проверяем жесткость балки:

предельный прогиб по эстетико-психологическим требованиям определяется в зависимости от длины элемента по интерполяции (предельный прогиб для балки длиной 4,5 м находится между значениями прогибов для балок длиной 3 м и 6 м и равен : fи=l/175=429/175 = 2,45 см);

    предельный прогиб в соответствии с конструктивными требованиями fu= l/150 = 429/150 = 2,86 см.

Модуль упругости стали Е=2,06-105 МПа = 2,06*104 кН/см2.

Значение прогиба в соответствии с эстетико-психологическими требованиями определяется от действия нормативной длительной нагрузки qln = 0,1338 кН/см:

f=5qlnlef4/384EIx=5*0,1338*429^4/(384*2,06*10^4*826)=1,08см

прогиб по конструктивным требованиям определяется от всей нормативной нагрузки qn = 0,1702 кН/см:

f=5qnlef4/384EIx=5*0,1702*429^4/(384*2.06*10^4*826)=0,847см

f=1.08см<fu=2.86см;

Прогибы балки по эстетико-психологическим и конструктивным требованиям находятся в пределах нормы. Прогибы по технологическим требованиям не рассматриваются, так как по перекрытию пет движения технологического транспорта. Рассмотрение прогибов по физиологическим требованиям выходит за рамки нашего курса.

Вывод: окончательно принимаем для изготовления балки двутавр 20 Ш1,отвечающий требованиям прочности и жесткости.

Расчет железобетонного перекрытия.

На железобетонную перекрытие действует нагрузка qneр=13,4 нa    1м2. определить требуемую площадь арматуры. Материал балки тяжелый бетон класса В35 ,продольная рабочая арматура класса A-III, сечение см рис.

  Используя данные рассчитать железобетонную балку перекрытия, расположенную в осях 1-2. Балка опирается на пилястру и кирпичную колонну. Схема опирания балки приведена на рис. Сечение балки прямоугольное 350*600мм.

Схема опирания балки

           

                 

Решение

1.Собираем нагрузку на 1 погонный метр балки:

 нагрузка на 1м2 перекрытия

qперекрытия= 11,8кПа;

 нагрузка на 1 м от собственного веса балки (удельный вес  железобетона = 25 кН/м3) gбалки =bhf=0.35*0.6*25*1.1=5.7кН/м;

нагрузка на 1 м балки с учетом ее собственного веса при длине

грузовой площади lгр = 1,4м:

q= qперекрытия*lгр+ qбалки=11,8*1,4+5,7=22,22кН/м;

с учетом коэффициента надежности по ответственности

 n=0.95q=22,22*0,95=21,11кН/м

2.Определяем расчетную длину балки: l0=l- 40-lоп/2 - lоп /2 =4500-40-230/2- 170/2=4260мм=4,26 м.

3,Проводим статический расчет (строим расчетную схему, определяем эпюры Q, М и находим максимальные значения по перечных сил и момент

Q=ql0/2=21,11*4,26/2=44,96кН

M= ql02/8=21,11*4.262/8=47,89кН*м.

4.Задаемся материалами: принимаем бетон тяжелый, при твердении подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении, класс прочности на сжатие В35, уb2=0,9; арматура стержневая горячекатаная класса А-III. Выписываем прочностные и деформационные характеристики материалов:

Rb= 19,5 МПа; Rbt= 1,30 МПа; Eb = 34,5*103 МПа; Rs = 365 МПа;

RSW = 285 МПа; Es=20*104 МПа.

Расчетная схема и эпюры

 

5.Задаемся расстоянием от центра тяжести арматуры до крайнего растянутого волокна бетона а и определяем рабочую высоту балки А0: принимаем a = 5,0 см; h0 = h- a = 60-5 = 55 см.

6.Находим значение коэффициента A0:

A0=M/Rbb2bh02=4789/1.95*0.9*35*552=0,03

7.Проверяем, чтобы значение коэффициента А0 было не больше граничного значения А0R; А0=0,03 < А0R = 0,425.

8.=0.79

  9. Находим требуемую площадь арматуры:

  As=M/h0Rs=4789/(0.79*55*36.5)=3,02см2

  Принимаем 6 стержней диаметром 8мм.

10.Проверяем процент армирования балки:

=As*100/bh0=30,2*100/(35*55)=0,16%

Процент армирования больше минимального, равного 0,05%.

11.Определяем монтажную арматуру:

A's = 0,1 As  = 0,302см2, принимаем 1 стержень диаметром 8мм;

 12.Определяем диаметр поперечных стержней:

dsw > 0,25ds =0.25*8=2мм

Принимаем поперечные стержни диаметром 3 A-III,Asw=0,071см2 (ар-

мирование сечения балки — см. рис.)

Армирование сечения балки

          

13. Конструируем каркас балки:

определяем длину приопорных участков 1/4 l = 1/4 • 4500 =1125 мм;

определяем требуемый шаг поперечных стержней на приопорных участках s = h/2=300мм, что больше 150 мм; принимаем шаг стержней s = 150 мм;

определяем шаг поперечных стержней в середине балки s = 3/4h =450мм, что меньше 500 мм; принимаем шаг 300 мм; при конструировании каркаса размеры приопорных участков незначительно изменяем, чтобы они были кратны принятым шагам поперечных стержней.

Армирование сечения балки

14. Проверяем выполнение условия:

QQb,min=b3(1+f+n)=Rbtb2bh0=1,30*0,9*35*55*55=147420Н=147.42кН,

Проверяем, больше или меньше поперечная сила поперечного усилия, которое воспринимается бетоном: Q =44,96 кН<Qb=147,42кН,бетон способен воспринять полностью поперечную силу.

Вывод: Выполняем железобетонную балку перекрытия сечение 350х600мм, армируем согласно расчету.                                                                                                                                                                                                                      


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36931. Дослідження нормального розподілу 16.96 KB
  Створюємо таблицю зі стовпчиками задача а задача б задача в та рядками вага пакунку та ймовірність. Задача а Задача б Задача в Вага пакунку Менше 48 Більше 51 У межах від 48 до 51 кг. Ймовірність Задача а Для підрахунку ймовірності РХ 48 події що навмання взятий пакет важить менше 48 кг. Задача б Для підрахуваня ймовірності РХ 51 події що навмання взятий пакет важить більше 51 кг використаємо співвідношення РХ 51=1РХ 51.
36932. Амплітудний модулятор 211.5 KB
  Мета: Дослідження методики настроювання амплітудного модулятора Дослідження модуляційної характеристики амплітудного модулятора Дослідження режимів роботи амплітудного модулятора 1. Методика настроювання амплітудного модулятора на біполярному транзисторі: Для цього складемо схему: Після чого настроїмо резонансний контур на частоту несучого коливання. Закріпимо здобуті навички і налагодимо амплітудний модулятор на частоту модулю чого коливання 150кГц розрахуємо необхідні дані: Статична модуляційна характеристика: E Uвих 02...
36933. Неповністю визначені функції 424.25 KB
  Зберіть схему підключіть входи DCB до джерела логічних сигналів а вихід до логічного пробника. Намалюйте часові діаграми сигналів на виходах всіх логічних елементів схеми для всіх можливих комбінацій вхідних сигналів. Розробіть схему що формує на виході сигнал F із вхідних сигналів А В С як показано на рисунку. При перевірці її роботи для формування вхідних сигналів використайте: а джерела логічних сигналів; б генератор слів.
36934. Розробка засобів програмованого (тестового) контролю навчальних досягнень учнів з трудового навчання 29.76 KB
  Мета роботи: Вивчення дидактичних основ вибору питань для тестової перевірки навчальних досягнень учнів з трудового навчання. Оволодіти методикою проведення тестової перевірка знань умінь та навичок учнів за допомогою нових інформаційних технологій. Система тестування як форма контролю та оцінювання навчальних досягнень учнів з трудового навчання.
36935. ВИЗНАЧЕННЯ СТАЛОЇ В ЗАКОНІ СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА 127 KB
  Основні теоретичні відомості Якщо на тіло падає потік світла то частина цього потоку буде відбиватися від його поверхні а друга частина потоку що проникає в тіло буде поглинатися частинками тіла і перетворюватися в інші форми енергії в кінцевому рахунку в теплоту. Відношення відбитого потоку Фвідб до падаючого потоку Ф називається коефіцієнтом відбивання або поглинаючою здатністю тіла тобто а = Фвід6 Ф а відношення потоку що поглинається тілом до падаючого потоку називається коефіцієнтом поглинання або поглинаючою здатністю...
36936. Удаленная работа з FTP-сервером 225 KB
  FTPсервер представляет из себя своеобразную библиотеку файлов. Для перекачки файлов между FTPсерверами и компьютером пользователя используется протокол FTP File Trnsfer Protocol протокол передачи файлов. С помощью FTPсервера можно выкачивать на свой компьютер файлы выложенные на многочисленных FTPсерверах.
36937. ПОВІРКА МОСТА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ МО-62 ТА ПРЯМЕ ВИМІРЮВАННЯ ОПОРУ РЕЗИСТОРА 259.5 KB
  Крім того міст дозволяє: а визначити характер і місце ушкодження повітряних ліній або кабелю; б повіряти вимірювальні прилади й пристрої до термометрів опору за винятком деяких меж виміру; в підганяти опір сполучних ліній приладів що працюють із термометрами опору по 2 і 3провідній схемі включення; г вимірювати опори ізоляції в межах від 1 до 100 Мом; д використовувати плече зрівняння моста в якості магазину опорів; е використовувати внутрішній гальванометр у зовнішніх електричних ланцюгах. Резистори намотані бифилярно...
36938. Пошук інформації в Internet 99.5 KB
  Як трактуються слова Незалежно від того яка форма слова стоїть в запиті пошук враховує всі форми за правилами російської мови. Наприклад якщо задано запит “идти†те в результаті пошуку будуть знайдені посилання на документи що містять слова идет†шел†шла†тощо . Якщо в запиті слово набране з великої букви будуть знайдені тільки слова з великої літери у противному випадку будуть знайдені як слова з великої так і з маленької літери. Між словами можна поставити знак †або кому †щоб знайти документи що містять...
36939. Обмін даними з додатками 702 KB
  Щоб прочитати цей файл в Mthcd необхідно: В меню Insert Вставка виберіть команду Сomponent Компонент зявиться діалогове вікно Сomponent Wizrd рис. Рис. Зявиться діалогове вікно File Options рис. Рис.