close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

297.110 Проектирование балочных конструкций

код для вставкиСкачать
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра проектирования конструкций, оснований и фундаментов
ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Методические указания
к выполнению курсовой работы по инженерным конструкциям
для студентов специальности 270301 — « Архитектура»
Воронеж 2010
1
УДК 624.07
Составитель Ф.Б. Бойматов
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
Проектирование балочных конструкций [: метод. указания к выполнению курсовой работы для студ. спец. 270301 - «Архитектура» / Воронеж. гос. арх. — строит. ун-т. : сост. : Ф.Б. Бойматов. – Воронеж, 2010. –
44 с.
Приведены основные положения по выполнению курсовой работы для студентов специальности 270301«Архитектура»: даны последовательность выполнения, состав работы,
указания по проектированию балок из разных материалов, требования к оформлению с учетом нормативных документов и методика расчета балок. Даны расчетные характеристики
материалов. Приведены примеры расчета и конструирования балок. Представлены образцы
выполнения рабочих чертежей балочных конструкций.
Предназначены для студентов специальности 270301«Архитектура» всех форм обучения.
Ил. 9. Табл. 18. Библиогр.: 8 назв.
Рецензент – Ю.А. Цеханов, д.т.н., проф. кафедры начертательной
геометрии и графики ВГАСУ
2
Оглавление
Введение…………………………………………………………………………..
1. Состав курсовой работы и последовательность ее выполнения………….
2. Выбор задания на проектирование…………………………………………..
3. Основные положения по расчету балочных конструкций…………………
4. Конструирование и методика расчета железобетонной балки БЖ-1……
5. Конструирование и методика расчета составной стальной балки..
6. Конструирование и методика расчета дощатоклееной балки……………..
7. Определение расхода материала на проектируемые балки…...…………...
8. Компоновка покрытия здания………………………………………………..
9.Оформление графической части……………………………………………..
Библиографический список…………………………………………………….
Приложение 1. Расчетные характеристики ж/б балки………………………..
Приложение 2. Расчетные характеристики стальной
сварной составной балки ……………………………………
Приложение 3. Расчетные характеристики деревянной
дощатоклееной балки …………………………………………
Приложение 4. Районирование территории РФ по весу снегового покрова
и скорости ветра. Расчетные значения веса
снегового покрова ……………………......................................
4
5
5
7
9
15
20
25
27
28
28
29
Приложение 5. Графическая часть курсовой работы…………………………
40
3
33
36
39
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания предназначены для студентов специальности
270301 «Архитектура» , изучающих курс «Инженерные конструкции». Изложены последовательность и особенности выполнения курсовой работы, ее состав, объем и требования к оформлению.
Цель курсовой работы – углубить и закрепить теоретические знания,
полученные в процессе изучения курса «Инженерные конструкции», освоить
методику расчета и требования к конструированию несущих балочных конструкций из разных материалов, приобрести практические навыки в работе с технической, справочной и нормативной литературой, ознакомиться с автоматизированным проектированием инженерных конструкций.
Одним из наиболее часто применяемых элементов конструкций являются
балки. Они встречаются в покрытиях и междуэтажных перекрытиях зданий, в
подкрановых эстакадах, в рабочих площадках промышленных цехов, в мостах и
других сооружениях. Балки могут быть железобетонными, стальными и деревянными.
Балкой называют горизонтально или наклонно расположенный элемент
(стержень), воспринимающий нагрузку и работающий на изгиб.
Балки классифицируются по поперечному сечению:
 железобетонные: прямоугольные, тавровые и двутавровые и др.;
 стальные: двутавровые, швеллерные и коробчатые;
 деревянные: прямоугольные, круглые и коробчатые.
 по способу изготовления:
 железобетонные: сборные и монолитные;
 стальные: прокатные и составные;
 деревянные: цельные и составные.
По расчетной статической схеме делятся, на однопролетные разрезные и
многопролетные неразрезные.
Расчет инженерных конструкций начинается с выбора его расчетной схемы. Расчетной схемой инженерных конструкций называется упрощенная система, позволяющая достаточно точно и просто рассчитать эту конструкцию.
Обычными упрощениями здесь являются замена реальных элементов тонкими
стержнями, возможность не учитывать ряд конструктивных деталей и т. д.
Расчетная схема инженерных конструкций может быть различной.
Настоящие методические указания должны облегчить самостоятельную
работу студентов, при этом обязательна теоретическая проработка особенностей расчета и конструирования балок из железобетона (без предварительного
напряжения), стали и дощато-клееной древесины.
Тема курсовой работы – проектирование основного несущего элемента
(балки) покрытия одноэтажного производственного здания без мостовых и подвесных кранов с несущими колоннами из традиционных материалов.
4
Для сопоставления балок из железобетона, стали и древесины сделан детальный их расчет и конструирование. Выполнение курсовой работы осуществляется на основании индивидуального задания, выбираемого студентом из табл.
2.1. настоящих методических указаний согласно номеру (шифру) зачетной
книжки студента. Шифр зачетной книжки студента указывается на титульном
листе пояснительной записки.
1. СОСТАВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЯ
Курсовая работа состоит из пояснительной записки на листах формата А4
(210х297 мм) с расчетами и графической частью, включающей четыре листа
чертежей формата А3 (297х420 мм).
Лист 1. Схема расположения сборных элементов каркаса, разрез здания
для варианта согласно п. 14 в табл. 2.1.
Лист 2. Железобетонная балка.
Лист 3. Стальная балка.
Лист 4. Дощатоклееная балка.
Курсовая работа выполняется в следующей последовательности (в процентах указана трудоемкость выполнения каждого раздела):
1. Выбор из табл. 2.1 своего варианта задания на проектирование.
2. Компоновка покрытия одноэтажного однопролетного здания, выполнение листа 1 – 10 %.
3. Сбор нагрузок на каждую балку – 5 %.
4. Расчет и проектирование железобетонной балки (лист 2) – 25 %.
5. Расчет и проектирование стальной балки двутаврового сечения (лист 3) – 20 %.
6. Расчет и проектирование дощатоклееной балки прямоугольного сечения одно- или двускатной по заданию преподавателя (лист 4) –
20 %.
7. Оформление пояснительной записки с расчетами и подготовка к
защите курсовой работы – 20 %.
2. ВЫБОР ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
По последней цифре номера зачетной книжки (табл. 2.1) выбираются
геометрические параметры здания (рис. 2.1).
Все остальные данные задания выбираются по сумме двух последних
цифр номера зачетной книжки (табл. 2.1). Если сумма равна 10 или более, то
берется вторая цифра суммы.
Исходные данные приводятся в пояснительной записке в табличной форме с указанием номера зачетной книжки студента в штампе.
5
Рис. 2.1. Схема здания
Таблица 2.1
№
п/п
1
2
3
4
5
6
Наименование, обозначение, размерность
Место
строительства
Длина здания
L, м
Пролет балки
l, м
Шаг балок
b, м
Отметка низа
балок «Н.Б.»,
м
Нормативная
нагрузка от
конструкций
покрытия
Задание на проектирование
Последняя цифра номера зачетной книжки (шифра)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
30
42
51
45
67
54
60
72
90
90
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3
6
3
4,5
4,5
6
6
3
4,5
6
3,5
4,2
3,6
5,5
5,8
6,0
4,8
5,0
4,4
3,6
300
450
250 500
370
200
250
400
350
300
55
60
65
70
75
80
60
65
70
75
22,5
25
27,5
30
35
20
25
30
35
А300
А400
А500
А240
А300
А400
А500
А240
А300
А240
А300
А400
А240
А240
В500
А240
А300
А240
n
g покр

7
8
9
10
Н/м2
Влажность
воздуха внутри помещения
w, %
Класс бе- 20
тона
«В»
для
ж/б
балки
Класс про- А240
дольной
арматуры
Класс по- В500
перечной
арматуры
6
Окончание табл. 2.1
№
п/
п
Наименование, обозначение, размерность
11
Поперечное
сечение ж/б
балки**
Марки стали
для стальной
балки***
Порода древесины для
деревянной
балки****
Вариант для
детальной
проработки
схемы расположения
элементов и
узлов
12
13
14
Сумма последних двух цифр шифра*
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ст.
ж/б
ст.
ж/б
ст.
ж/б
дер.
ст.
дер. дер.
Примечания:
*Места строительства обозначены следующими номерами:
1.Норильск.
2. Кострома. 3. Воронеж.
4. Волгоград.
5. Астрахань. 6. Пермь. 7.Уфа.
8. Псков.
9. Гурьев. 10. Омск.
Если эта сумма двузначная, то взять вторую значащую цифру.
**Поперечное сечение железобетонной балки:
1 – прямоугольное; 2 – тавровое с полкой вверху;
3 – двутавровое.
***Марки стали для стальной балки:
1. С235 2. С245
3. С255
4. С275
5. С285
6. С345 7. С375
8. С235
9. С255
10. С345
****Породы древесины для проектирования деревянной балки:
1. Сосна 2. Ель
3. Пихта 4. Кедр
5. Лиственница
6. Осина 7. Тополь 8. Береза 9. Сосна 10. Пихта.
7
Таблица 2.2
Пример составления задания на проектирование (вариант № 45)
№ п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Наименование, обозначение, размерность
Данные
Место строительства
г.Пермь
Длина здания L, м
54
Пролет балки l, м
11
Шаг балок b, м
6
Отметка низа балок «Н.Б.», м
6
Нормативная нагрузка от конструкций покрытия
200
2
n
g покр , Н/м
Влажность воздуха внутри помещения W, %
80
Класс бетона «В» для ж/б балки
35
Класс продольной арматуры
А300
Класс поперечной арматуры
А240
Поперечное сечение ж/б балки
прямоугольная
Марки стали для стальной балки
С345
Порода древесины для деревянной балки
пихта
Вариант для детальной проработки схемы распосталь
ложения элементов и конструкций
3. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ПО РАСЧЕТУ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Рассчитываются следующие несущие элементы, работающие на поперечный изгиб:
1. Железобетонная балка (или плита) прямоугольного сечения — расчет
прочности по нормальным, наклонным сечениям.
2. Стальная сварная балка составного двутаврового сечения — расчет прочности, устойчивости, прогибов.
3. Деревянная дощато-клееная балка прямоугольного сечения с параллельными поясами или двускатная — расчет прочности, устойчивости, прогибов.
Все указанные конструкции рассчитываются на внутренние усилия М и Q.
вызванные действующей расчетной равномерно распределенной нагрузкой
(Н/м). Расчетная схема балочного элемента – однопролетная с шарнирным опиранием концов.
8
4. КОНСТРУИРОВАНИЕ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ БЖ-1
4.1. Определение размеров поперечного сечения ж/б балки
Для любого сечения (рис. 4.1) высоту принимают как 1/10…1/12 от пролета балки,т.е.
h = (1/10…1/12) l .
(4.1)
Ширина прямоугольного сечения
b = (0,2…0,5) h
кратно 50 мм.
(4.2)
При тавровом или двутавровом сечении балки ширина ребра:
bw = (0,1…0,2) h кратно 10 мм, но не менее 100 мм.
(4.3)
Ширина полки bf = bw + 2·bov, мм.
Свес bov = 100…150 мм. Толщина полок hf принимается 100…300 мм в зависимости от высоты балки и кратно 50 мм.
Рис.4.1. Сечение железобетонных балок:
а) прямоугольное; б) тавровое; в) двутавровое
9
4.2. Определение полных нормативных и расчетных нагрузок
на ж/б балку


н
н
g полн
 g покр
 g свн  S снн  B ,

(4.4)

р
н
g полн
 g покр
  f  g свн   f  S снр  B ,
(4.5)
где g — нормативная нагрузка от собственного веса ж/б балки
н
св
g свн =
Аb   ж / б   n
,
В
(4.6)
где Аb – площадь поперечного сечения балки, м2;
ж/б – плотность тяжелого железобетона; ρж/б = 25,00 кН/м3;
γn – коэффициент надежности по назначению здания γn = 1 [1];
γf – коэффициент надежности по нагрузке γf = 1,1 [1];
В – шаг балки, м.
2
S снн — нормативная снеговая нагрузка (кН/м ), определяется умножением
расчетного значения снеговой нагрузки на коэффициент 0,7.
S снн  0,7  S снр ,
(4.7)
где S снр — расчетная снеговая нагрузка определяется по формуле:
Sрсн= Sq ·µ k,
(4.8)
2
где Sq — расчетное значение веса снегового покрова на 1 м горизонтальной поверхности земли (принимается в зависимости от снегового района [1];
µ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаем равным 1 при i ≤ 25°[1];
К – коэффициент, учитывающий скорость ветра V:
К = 1,2 – 0,1·V,
при i < 12 %,
К = 0,85,
при i = 12 – 20 %,
где i – уклон крыши;
V – скорость ветра в зимний период, определяется [1].
10
4.3. Определение усилий изгибающего момента
и поперечной силы от действующих нагрузок
Усилия максимального изгибающего момента и максимальной поперечной силы от действующих нагрузок определяют по формулам (4.9), расчетная схема ж/б балки и эпюры усилий приведены на рис. 4.2.
M max 
р
g полн
 l р2
8
,
Qmax 
р
g полн
. lр
2
.
(4.9)
Рис. 4.2. Расчетная схема для ж/б балки:
lp – расчетный пролет балки,
lp = l – 2·lопир.;
l – пролет балки (смотри в задании на проектирование);
lопир. – опирание балки lопир.= 150 мм = 0,15 м
11
4.4. Определение расчетных характеристик бетона и арматуры
Расчетные характеристики бетона:
Rb – расчетное сопротивление бетона сжатию, [2];
Rbt– расчетное сопротивление бетона растяжению, [2];
Еb – модуль упругости бетона ,/2/ .
γb2 — коэффициент условий работы бетона; γb2 = 0,9 [2].
Расчетные характеристики арматуры:
Rs – расчетное сопротивление растяжению для продольной арматуры, [2];
Rsс – расчетное сопротивление сжатию для продольной арматуры, [2];
Rsw – расчетное сопротивление растяжению для поперечной арматуры,
[2];
σs,cu – предельное напряжение в арматуре сжатой зоны бетона.
(γb2 < 1, σs,cu = 500 МПа) [2];
Еs – модуль упругости арматуры, МПа.
4.5. Расчет железобетонной балки по I группе предельного состояния
Расчет прочности по нормальному сечению балки
Расчет прочности сечений балки выполняют из условия, что изгибающий
момент от внешних сил должен быть меньше (или равен) несущей способности
элемента (Мсеч)
M ≤ Мсеч,
(4.10)
где M – максимальный изгибающий момент от действия внешних нагрузок;
Мсеч — предельный изгибающий момент, который воспринимает сечение балки.
4.5.1. Расчет прямоугольного сечения железобетонной балки
с одиночной арматурой
а) определяем рабочую (полезную) высоту сечения (hо) hо = h – а (м),
где а – толщина защитного слоя растянутой арматуры, или расстояние от растянутой грани сечения до центра тяжести растянутой арматуры, принимаем 30 ÷ 50 мм;
б) находим αо по формуле
12
0 
M мах
,
bh02 Rb
(4.11)
Зная величину αо , по табл. П.1.5 находим ξ и η.
в) определяем площадь растянутой арматуры для прямоугольного сечения
As 
M мах
,
Rs  h0 
(4.12)
г) определяем площадь растянутой арматуры для таврового и двутаврового сечения (As.)
As     bw  h0  b 'f  bw  h 'f
 RR
b
.
(4.13)
s
4.5.3. Расчет прочности железобетонной балки по наклонному сечению
Необходимость постановки поперечной арматуры проверяется по формуле:
Q  Rb  b  b1  ho
(4.14)
где Q –перечная сила в нормальном сечении элемента;
φb1 – коэффициент принимаемый равным 0,3 [2].
Если условие (4.14) выполняется, то поперечная арматура ставится по
конструктивным соображениям. Если не выполняется, то поперечная арматура
принимается по расчету п. 6.2.34 [2].
Шаг поперечной арматуры S1 (рис. 4.3.) на опорных участках балки равен
l/4 от пролета балки, принимается S1 ≤ 200 мм
. На остальной части пролета, где Q меньше, поперечные стержни устанавливаются реже, с шагом S2 ≤ 3 h/4, и не более 500 мм.
Рис. 4.3. Каркас железобетонной балки
13
Таблица 4.1
Исходные данные для расчета ж/б балок на ЭВМ
Обозначения
Численные
значения
СНиП ПЭВМ
Геометрические характеристики, мм
l0
rl
5700
1. Расчетный пролет l0=l-300
B
Bb
3000
2. Шаг балок или ширина плиты
h
h
600
3. Высота сечения балки
b
b
100
4. Ширина сечения балки
5. Ширина полки для таврового или двутаврового сечеbf
b1
360
ния (прямоугольное bf=0.0)
hf
h1
200
6. Толщина полки балки
a
a
50
7. Защитный слой бетона для растянутой арматуры
a
a
25
8. Защитный слой бетона для сжатой арматуры
2
Равномерно распределенные нагрузки, Н/мм с учетом коэффициента надежности
по значению здания  n / l
9. От собственного веса ж. б. балки,
gс.в.
w1
0,0015
Наименование исходных данных
g св  316000  0,000025  1,1/ 4500
10. От конструкций покрытия или перекрытия
gпокр
w2
0,0003
n
n
 0,0003
g покр  10  g покр
  f   n g покр
S
w3
0,00224
11. Временная нагрузка (снег)
12. Расчетная продольная сила N (растягивающую,
N
n
0
вводить со знаком +, сжимающую -)
Расчетные характеристики бетона, МПа, с учетом коэффициента  b 2
13. Расчетное сопротивление бетона сжатию
Rb
r1
15,3


R b   b 2  19,5  0,9;
14. Расчетное сопротивление растяжению
Rbt
R bt   b 2  1,3  0,9;
r4
1,08
e2
32500
r2
365
r3
365
r5
265
Es
a3
e1
500
200000
у
у
1
у1
у1
1
у2
у2
1
Eb
15. Модуль упругости бетона
Расчетные характеристики арматуры, МПа
16. Расчетное сопротивление растяжению для продольRs
ной арматуры
17. Расчетное сопротивление сжатию для продольной
Rsc
арматуры
18. Расчетное сопротивление растяжению для поперечRsw
ной арматуры
19.Предельное напряжение в арматуре сжатой зоны бетона
 sc,u
20. Модуль упругости арматуры
21.Параметр, определяющий вид бетона 1- тяжелый, 2 –
легкий.
22. Параметр, определяющий учитывать поперечную арматуру в расчете или нет (1-да, 2-нет)
23. Параметр, определяющий признак конструкции по
приведенному сечению:
а) тавровое с полкой в сжатой зоне – 1;
б) прямоугольное – 0
14
5. КОНСТРУИРОВАНИЕ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА
СОСТАВНОЙ СТАЛЬНОЙ СВАРНОЙ БАЛКИ
Стальная сварная балка составного двутаврового сечения (рис. 5.1.) состоит
из трех основных элементов, выполняемых из стального листового проката.
Рис. 5.1. Сечение стальной сварной составной балки:
1 – стенка, 2 – верхняя полка, 3 – нижняя полка,
4 – поясные сварные швы, 5 – поперечные ребра жесткости
5.1. Определение полных нормативных и расчетных нагрузок
на стальную балку

 g

(5.1)
  f  gсвн ,ст   f  Sснр   B ,
(5.2)
н
н
g полн
 g покр
 g свн ст  S снн  B ,
р
gполн
н
покр
где g свн — нормативная нагрузка от собственного веса стальной балки;
g свн ст = 0,04 S снн
(5.3)
п
g покр
— нормативная нагрузка от покрытия;
S снн , S снр — смотри формулы 4.7 и 4.8 в пункте 4.2;
γf – коэффициент надежности γf = 1,05 табл.1 [1];
В – шаг балки, м.
15
5.2. Определение усилий изгибающего момента и поперечной силы
от действующих нагрузок
Усилия максимального изгибающего момента и максимальной поперечной силы от действующих нагрузок определяют по формулам (5.4) и (5.5),
расчетная схема стальной балки и эпюры усилий приведены на рис. 5.2.
Рис. 5.2. Расчетная схема стальной балки:
lp – расчетный пролет балки, м ,
lp = l – 2 lопир.;
l – пролет балки, м,
lопир. – опирание балки;
lопир.= 100 мм = 0,1 м.
M max 
Qmax 
р
g полн
 l p2
8
(5.4)
,
р
g полн
. lр
2
(5.5)
.
5.3. Определение расчетных характеристик материала стальной балки
Ry – расчетное сопротивление пределу текучести на растяжение [3];
Rs — расчетное сопротивление стали на сдвиг равно Rs = 0,58·Ry;
Run — расчетное сопротивление стали на растяжение временному сопротивлению [3];
16
Rwz – расчетное сопротивление сварных соединений по металлу границы
сплавления Rwz = 0,45· Run
Rwf — расчетное сопротивление сварных соединений по металлу шва
Rwf  0,55
Rwun
 wm
где Rwun — нормативное сопротивление металла
шва по табл.4* [3]; Rwun = 490 МПа
 wm — коэффициент надежности по материала шва  wm = 1,25;
γс – коэффициент условий работы γс = 1 табл.6* [3];
γwf – коэффициент условий работы по металлу шва γwf = 1 табл.6* [3];
γwz – коэффициент условий работы по металлу границы сплавления γ wz =
1 табл.6* [3];
βf =0,7 коэффициент, учитывающий вид сварки, диаметр сварочной проволоки и положение шва по металлу шва табл.34* /3/;
βf =1,0 коэффициент, учитывающий вид сварки, диаметр сварочной проволоки и положение шва по металлу границы сплавления табл.34 *
[3];
Ест – модуль упругости стали, Ест = 2,1 ·105 МПа;
ρст – плотность для всех видов сталей принимается равной 7850 кг/м3.
5.4. Определение размеров поперечного сечения стальной балки
Высота балки Н принимается не менее Hmin и близкой к Hopt с округлением до 10 мм Hmin< Н ≤ Hopt. Минимальная высота сечения сварной балки из усH
1
f
1
ловий жесткости при   =   принимается  min  =   , откуда
 30 
l 
 200 
 l 
Hmin = l / 30.
(5.6)
Оптимальная высота балки определяется по формуле:
H opt  k 
W
.
Tw
(5.7)
где Tw – толщина стенки определяется по эмпирической формуле:
Tw = 7 + 3 Hmin /1000.
(5.8)
17
Принимается Tw = 8, 10, 12, 14, 16мм.
К = 1,15 – для сварных балок.
W – требуемый момент сопротивления, определяется из условия прочности изгибаемых элементов:

М max
 Rу   с ,
W
(5.9)
W
M max
.
Rу   с
(5.10)
Определяем требуемый момент инерции сечения балки J, момент инерции стенки Jw, а затем вычисляем площадь сечения поясов Аf и назначаем их
размеры:
J
2 W
.
H
Jw 
(5.11)
Tw  H w3
,
12
(5.12)
где Нw — высота стенки балки,
Нw = Н – 2·Тf
Аf  B f  T f ,
(5.13)
где Тf — толщина полки балки.
Поясные листы (полки балки) проектируются из листовой стали толщиной Тf = 12…40 мм.
Ширина поясных листов Вf принимается не менее 180 мм с учетом условия обеспечения местной устойчивости (Вf ≥ 180 мм):
Bf
Tf
 0,5
Е
.
Ry
(5.14)
Местная и общая устойчивость балки обеспечивается постановкой поперечных ребер жесткости, ширина Вп которых определяется соотношением:
Вп 
Hw
 40 мм ,
30
а толщина
Tп  2  Вп 
Ry
E
Шаг ребра жесткости принимаем А = l/10 от пролета.
18
.
(5.15)
5.5. Определение геометрических характеристик сечения
стальной сварной составной балки
1) Момент инерции балки определяется по формуле
J 
где
Tw  H w3
 2a 2  A f ,
12
(5.16)
Нw-высота стенки балки определяется по формуле
а = ho / 2
ho = H — Tf
Нw = Н- 2Tf
Af = Вf Tf
2) Момент сопротивления балки
W
2 J
.
H
(5.17)
5.6. Проверка по I и II предельному состоянию сварной стальной балки
Проверяем по I предельному состоянию:
1) на прочность

М max
 Rу   с ,
W
(5.18)
на устойчивость

М max
 Rу   с ,
в W
(5.19)
где φв – коэффициент равный 1,85 [3];

2) на касательные напряжения
где
S – статический момент
S  Af
Qmax  S
 Rs   c ,
J  Tw
ho Aw H w


.
2
2 4
(5.20)
(5.21)
Проверяем по II предельному состоянию (на прогиб):
f   f u .
Н
4
5 g полн.  l р 
1 
f 

  fu 
l .
384 Eст  J
200 

19
(5.22)
(5.23)
Таблица.5.1
Исходные данные для расчета составной стальной балки на ЭВМ
Наименование исходных данных
Обозначения
Численные
СНиП ПЭВМ значения
Геометрические характеристики, мм
Расчетный пролет балки lр=l- lоn,
lр
l
5800
lоn=200 мм
2. Шаг балок
B
B
3. Предельный прогиб
f/l
f
2
Равномерно распределенные нагрузки, Н/мм с учетом
коэффициента надежности по назначению здания  n
3000
0,005
4. Постоянная нормативная нагрузка от настила и второстепенных балок,  n  1,0 (I
класс ответственности здания)
g nпокр
gn
0,003
5. То же расчетная g покр  g nпокр   f
gпокр
grr
0,00315
6. Нормативная временная нагрузка (снег)
Sn
vn
0,00320
7. То же расчетная
S
vrr
0,00224
Расчетные характеристики материалов, МПа. Марка стали Вст3пс
8. Расчетное сопротивление стали по предеRу
Rу
230
лу текучести на растяжение
9. Расчетное сопротивление стали на сдвиг
10. Расчетное сопротивление стали на растяжение по временному сопротивлению
Rs
Rs
133,4
Run
Run
360
11. Расчетное сопротивление сварных соединений
Rwz
Rwf
Rwz
Rwf
162
215,6
12. Условий работы
с
ус
1,0
13. Условий работы сварного шва
 wf
 wz
ywf
ywz
1,0
1,0
14. Для сварных соединений
f
z
Beta f
Beta z
0,7
1,0
Коэффициенты
20
6. КОНСТРУИРОВАНИЕ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ДОЩАТОКЛЕЕНОЙ БАЛКИ
6.1. Определение размеров поперечного сечения дощатоклееной балки
Высота поперечного сечения h = l/15 (рис. 6.1.), толщина слоя Тсл. = 16,
19, 26, 33 мм.
Ширина поперечного сечения b = h/5 (рис. 6.1.), рекомендуемая ширина
100, 130, 150, 180, 200, 220 мм.
Рис. 6.1. Сечение дощатоклееной балки
6.2. Определение геометрических характеристик
дощатоклееной балки
Площадь поперечного сечения, м2,
F = b·h
Момент сопротивления, м3,
W
b  h2
.
6
(6.1)
(6.2)
Момент инерции, м ,
b  h3
.
J
12
(6.3)
Статический момент, м3,
S
b  h2
.
8
(6.4)
4
21
6.3. Определение полных нормативных и расчетных нагрузок
на дощатоклееную балку
а) полная нормативная нагрузка определяется по формуле


н
н
g полн
 g покр
 g свн  S снн  B ,
(6.5)
где В – шаг балки, м.
Для деревянной балки нормативная равномерно распределенная нагрузка
от собственного веса балки определяется по формуле:
н
+ S снн )/(1000/·l·kсв – 1),
g свн = ( g покр
(6.6)
н
где g покр
— нормативная постоянная нагрузка от конструкций плиты покрытия и кровли, Н/м2 (дано в задании на проектирование);
S снн , S снр — см. формулы (4.7) и (4.8);
kсв – коэффициент для нагрузки от собственного веса балки, определяемый по [5, табл.6.1] kсв= l 3,6/6 ≤ 7;
l – пролет балки, м.
б) полная расчетная нагрузка определяется по формуле:


р
н
g полн
 g покр
  f  g свн   f  S снр  B ,
(6.7)
где γf – коэффициент надежности по нагрузке γf = 1,1 [1, табл.1]
6.4. Определение усилий изгибающего момента и поперечной силы
от действующих нагрузок
Усилия максимального изгибающего момента и максимальной поперечной силы от действующих нагрузок определяют по формулам 6.8 и 6.9 расчетная схема дощато-клееной балки и эпюры усилий приведены на (рис. 6.2.).
M max 
Qmax 
р
g полн
 l p2
8
р
g полн
lp
2
,
(6.8)
.
(6.9)
22
Рис. 6.2. Расчетная схема деревянной балки:
lp – расчетный пролет балки, м lp = l – 2 lопир.;
l – пролет балки (смотри в задании на проектирование);
lопир. – опирание балки, lопир.= 150 мм = 0,15 м.
6.5. Определение расчетных характеристик материала
деревянной дощато-клееной балки
Ru — расчетное сопротивление древесины при изгибе, табл.3 [4];
Rск — расчетное сопротивление древесины при скалыванию, табл. 3[4];
Ед – модуль упругости древесины Ед = 10000 МПа [4];
6.6. Проверка по I и II предельному состоянию дощато-клееной балки
Проверяем по I предельному состоянию:
1) проверяем сечение по нормальным напряжениям на прочность:
2)

M max Ru  mб

,
W
n
где Ru – расчетное сопротивление изгиба;
γn – коэффициент по назначению здания, равный 1 [1];
mб - коэффициент из табл.7 [4];
23
(6.10)
3) проверяем сечение по устойчивости плоской формы деформирования:

4)
M max
R m
 u б
W  м
n
,
(6.11)
где Мmax – максимальный изгибающий момент;
W – момент сопротивления брутто;
 м - коэффициент продольного изгиба, определяется по формуле
м 
140  b 2 k ф
l0  h
,
(6.12)
где l0 – расстояние между опорными сечениями элемента, м;
l0 = 1; 1,2; 1,5; 3;
b – ширина перечного сечения, м;
h – максимальная высота поперечного сечения, м;
кф – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов,
кф=1 [4];
5) проверяем сечение по касательным напряжениям:

Qmax  S
 Rск
J b
,
(6.13)
где Rск – расчетное сопротивление древесины скалыванию.
Проверяем по II предельному состоянию (на прогиб):
2
f0 
h 
f 
1  C       f u  ,
k 
 l  
(6.14)
где f0 – прогиб балки постоянного сечения высотой h без учета
деформации сдвига, м;
н
5 g полн.  l р
f0 

384
EД  J
4
;
(6.15)
h – наибольшая высота сечения, м;
l – пролет балки, м;
κ — коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения;
С — коэффициент, учитывающий влияние деформации сдвига от поперечной силы, определяется по формуле С = 15,4 + 3,8∙β = 19,2,
где β = 1;
fu 
1
 l — предельный прогиб.
300
24
Таблица 6.1
Исходные данные для расчета деревянной дощато-клееной балки на ЭВМ
Наименование исходных данных
Обозначения
СНиП
Геометрические характеристики, мм
ПЭВМ
Численные
значения
1. Расчетный пролет балки l0=l- lоn, lоn=300 мм
l0
rl
5700
2. Шаг балок
B
hag
3000
3. Длина опирания балки на колонну, lоn
а
ОР
300
у
0
4. Уклон верхнего пояса балки
tg   hср  hопора / 0,5  1
tg 
5. Предельный относительный прогиб (f/l)
f/l
Far
0,003
Равномерно распределенные нагрузки, Н/мм , с учетом коэффициента надежности
по назначению здания  n /1
2
6. Нормативная нагрузка от собственного веса конструкций покрытия
g
n
покр
QP
0,0003
gпокр
QR
0,00033
8. Нормативная временная нагрузка (снег)
Sn
vn
0,00320
9. То же, расчетная
S
vrr
0,00224
7. То же, расчетная g покр  g покр   f ,  f  1,1
n
10. Коэффициент для нагрузки от собственного веса балки
Ксв
SVK
3,6
Расчетные характеристики материала, МПа, с учетом коэффициентов условий работы m и
коэффициента mn
8. Расчетное сопротивление древесины на изгиб и сжатие
вдоль волокон
Rс,н
RI
14,256
9. Расчетное сопротивление древесины на скалывание
вдоль волокон — Rск
Rск
Rsk
1,52
Е
ЕО
10000
10. Модуль упругости древесины Е
25
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА МАТЕРИАЛА
НА ПРОЕКТИРУЕМЫЕ БАЛКИ
7.1.
Определение расхода материала ж/б балки
Объем бетона определим по формуле
Vбетона = Vбалки – Vарматуры,
где Vбалки – объем балки, м3, определим по формуле
Vбалки = b·h·l,
Vарматуры — объем арматуры, м3, определим по формуле
Vарматуры 
где
общ.
mарм
.
 стали
,
(7.1)
(7.2)
(7.3)
ρстали – плотность стали, ρстали = 7850 кг/м3,
общ.
общ.
общ.
общ.
mарм
.  mпрод.  m монтаж.арм.  mпопереч. ,
(7.4)
Масса арматуры определяется по формуле
mарм. = m1п.м. lарм. nарм.,
(7.5)
где m1п.м. – определяется по табл. П.1.7 прил. 1;
lарм = l — 2·15 мм (15 – толщина защитного слоя бетона);
nарм – количество арматуры в ж/б балке.
7.2.
Определение расхода материала стальной балки
Массу стальной балки определим по формуле
mст.б. = mстенки + 2·mполки + mреб. жесткости,
где
mстенки — масса стальной стенки, определим по формуле
mстенки = Vстенки ·ρстали.,
Vстенки — объем стальной стенки, определим по формуле
Vстенки = Hw · Tw ·l,
где Hw – высота стальной стенки;
Tw – толщина стальной стенки;
26
(7.6)
(7.7)
(7.8)
mполки — масса стальной полки, определим по формуле
mполки = Vполки ·ρстали,
(7.9)
где Vполки — объем стальной полки, определим по формуле
Vполки = 2 ·Bf · Тf ·l,
(7.10)
где Bf – ширина поясных листов;
Тf – толщина стальной полки.
mреб. жесткости — масса стальных ребер жесткости, определим
по формуле
mреб. жесткости = Vреб.жест. ·ρстали,
(7.11)
где Vреб.жест — объем стальных ребер жесткости, определим
по формуле
Vреб.жест. = Bn· Tn Hw,
(7.12)
где Tn – толщина ребер жесткости.
7.3.
Определение расхода материала дощато-клееной балки
Объем древесины определим по формуле
V = b·h·l.
(7.13)
КОМПОНОВКА ПОКРЫТИЯ ЗДАНИЯ
В работе проектируется покрытие одноэтажного однопролетного здания.
По данным 2-7 и 14 из табл. 2.1 вычерчивается лист 1, т.е. схема расположения
элементов с маркировкой несущих конструкций (например: КЖ-1 – колонна
железобетонная, БЖ-1 – балка покрытия железобетонная).
Поперечный разрез здания также вычерчивается с маркировкой основных
элементов, указанием осей колонн, пролета, основных высотных отметок. При
этом материал балки поперечника принимается согласно п.14 задания, а колонна может быть выполнена из сборного железобетона с размером сечения от 300
до 500 мм. (КЖ).
Допускается при стальных балках проектировать стальную колонну двутаврового сечения (КС), а при деревянных балках — деревянную стойку (КД).
Железобетонная и стальная балки проектируются с параллельными поясами с уклоном i = 0,025…0,1 в одну сторону для организации водостока. Ук27
лон создается за счет установки второго конца балки несколько выше, чем отметка низа балки, принятая согласно п.5 задания. Деревянная балка может быть
с параллельными поясами либо двускатная с указанными выше уклонами.
9. ОФОРМЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
При выполнении чертежей необходимо руководствоваться ГОСТ 21.00179 СПДС «Основные требования к рабочим чертежам», ГОСТ 21.105-79 СПДС
«Нанесение на чертежах размеров, надписей, технических требований и таблиц», а также общими требованиями ЕСКД и СПДС. Образец оформления чертежей приведен в прил. 6.
На первом листе формата А3 вычерчиваются:
а) схема расположения сборных элементов в масштабе 1:1000 и 1:200 с
маркировкой разбивочных осей, отдельных элементов и узлов, с нанесенными
расстояниями между ними;
б) поперечный разрез (схематично) здания в масштабе 1:100 или 1:200 с
указанием высотных отметок и маркировкой элементов и узлов;
в) таблица сравнения трех вариантов по расходу основных материалов.
На втором, третьем и четвертом листе разрабатываются рабочие чертежи
балок. Эти чертежи предназначены для изготовления разработанной конструкции балок на соответствующих заводах строительных конструкций.
На рабочем чертеже должны быть показаны:
а) расчетная схема балки с разрезом пролета и указанием расчетной нагрузки;
б) чертежи отправочных элементов в масштабах 1:20, 1:50 (для железобетонной
балки разрабатывается армирование);
в) спецификация;
г) примечания о способе соединения и др.
Библиографический список
1.СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия – М: ЦИТП Госстроя России, М. 2003 – 42 с.
2.СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции — М: ЦИТП Госстроя России,
М. 2004 – 52 с.
3.СНиП II-23-81* Стальные конструкции – М: ЦИТП Госстроя СССР, 1991
4.СНиП II-25-80 Деревянные конструкции – М: ЦИТП Госстроя СССР, 1983
5.Проектирование и расчет деревянных конструкций: справочник/ И.М. Гринь, В.В. Фурсов,
Д.М. Бобушкин и др.; под ред. И.М. Гриня. – К: Будивэльнык, 1988. – 240 с.
6.Бондаренко. В.М.Железобетонные и каменные конструкции: учебник для вузов/ В.М. Бондаренко, Д.Г. Суворкин. – М: Высшая школа, 1987
7.Фойбышенко, В.К. Металлические конструкции: учеб. пособие для вузов/ В.К. Фойбышенко. – М: Стройиздат, 1984 – 336 с.
8. Проектирование балочных конструкций [Текст]: метод. указания и задания к выполнению
курсовой работы для студ. спец. 060800/ сост.: Ф.Б. Бойматов; Воронеж. гос. арх.-строит. унт. – Воронеж, 2006. — 47 с.
28
Приложение 1
Расчетные характеристики для ж/б балки
Таблица П.1.1
Расчетные сопротивления бетона
Вид
сопротивления
Бетон
Сжатие осевое
(призменная
прочность)
Rb
Тяжелый и
мелкозернистый
-
Растяжение
осевое Rbt
Тяжелый
-
В1
Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb и Rbt
при классе бетона по прочности на сжатие
В2,5 В3,5
В5
В7,5 В10 В12,5 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45
В1,5
В2
-
-
-
2,1
21,4
2,8
28,6
4,5
45,9
6,0
61,2
7,5
76,5
8,5
86,7
11,5
117
14,5
148
17,0
173
19,5
199
22,0
224
-
-
-
0,26
2,65
0,37
3,77
0,48
4,89
0,57
5,81
0,66
6,73
0,75
7,65
0,90
9,18
1,05
10,7
1,20
12,2
1,30
13,3
1,40
14,3
В50
В55
В60
25,0
255
27,5
280
30,0
306
33,0
336
1,45
14,8
1,55
15,8
1,60
16,3
1,65
16,8
Примечание: над чертой указаны в МПа, под чертой – в кгс/см2.
29
Таблица П.1.2
Модуль упругости бетона
Начальные модули упругости бетона при сжатии и растяжении Еb *10-3 при классе бетона по прочности на сжатие
Бетон
Тяжелый:
естественного твердения
подвергнутый тепловой
обработке при атмосферном
В1
В1,5
-
В2
-
В2,5
2,1
21,4
В3,5
2,8
28,6
В5
4,5
45,9
В7,5
6,0
61,2
В10
7,5
76,5
В12,5
8,5
86,7
В15
11,5
117
В20
14,5
148
В25
17,0
173
В30
19,5
199
В35
22,0
224
В40
25,0
255
В45
27,5
280
В50
30,0
306
-
-
-
-
-
0,26
2,65
0,37
3,77
0,48
4,89
0,57
5,81
0,66
6,73
0,75
7,65
0,90
9,18
1,05
10,7
1,20
12,2
1,30
13,3
1,40
14,3
1,45
14,8
1,55
15,8
мелкозернистый
В55
В60
33,0
336
1,60
16,3
1,65
16,8
Таблица П.1.3
Нормативные и расчетные сопротивления проволочной арматуры (МПа)
Класс
арматуры
Диаметр
арматуры,
мм
В500
3-12
Нормативные сопротивления Rsn и
расчетные сопротивления второй
группы Rs,sef при
растяжении
Расчетные сопротивления для предельных
состояний первой группы
растяжению
сжатию
поперечной Rsw
продольной
Rsc
(в скобках при вяRs
занных каркасах)
500
415
300
415
Таблица П.1.4
Нормативные и расчетные сопротивления стержневой арматуры (МПа)
Класс
арматуры
А240
А300
А400
А500
Нормативные сопротивления Rsn и расчетные
сопротивления второй
группы Rs,sef при
растяжении
Расчетные сопротивления для предельных
состояний первой группы
растяжению
сжатию
Поперечной
Продольной
Rsc
Rsw
Rs
240
300
400
500
215
270
355
435
170
215
285
300
215
270
355
435
Таблица П.1.5
Модуль упругости арматуры
Класс арматуры
А240, А300
А400
А500
В500
Модуль упругости арматуры
Es*10-4, МПа (кгс/см2)
21 (210)
20 (200)
19 (190)
17 (170)
30
Таблица П.1.6
Значения коэффициентов для расчета ж/б балки
ξ
η
αо
ξ
η
αо
ξ
η
αо
0,01
0,995
0,010
0,26
0,87
0,226
0,51
0,745
0,38
0,02
0,99
0,020
0,27
0,865
0,234
0,52
0,74
0,385
0,03
0,985
0,030
0,28
0,86
0,241
0,53
0,735
0,39
0,04
0,98
0,039
0,29
0,855
0,248
0,54
0,73
0,394
0,05
0,975
0,049
0,30
0,85
0,255
0,55
0,725
0,399
0,06
0,97
0,058
0,31
0,845
0,262
0,56
0,72
0,403
0,07
0,965
0,068
0,32
0,84
0,269
0,57
0,715
0,407
0,08
0,96
0,077
0,33
0,835
0,276
0,58
0,71
0,412
0,09
0,955
0,086
0,34
0,83
0,282
0,59
0,705
0,416
0,10
0,95
0,095
0,35
0,825
0,289
0,60
0,7
0,42
0,11
0,945
0,104
0,36
0,82
0,295
0,62
0,69
0,428
0,12
0,94
0,113
0,37
0,815
0,302
0,64
0,68
0,435
0,13
0,935
0,122
0,38
0,81
0,308
0,66
0,67
0,442
0,14
0,93
0,13
0,39
0,805
0,314
0,68
0,66
0,449
0,15
0,925
0,139
0,40
0,80
0,32
0,70
0,65
0,455
0,16
0,92
0,147
0,41
0,795
0,326
0,72
0,64
0,461
0,17
0,915
0,156
0,42
0,79
0,332
0,74
0,63
0,466
0,18
0,91
0,164
0,43
0,785
0,338
0,76
0,62
0,471
0,19
0,905
0,172
0,44
0,78
0,343
0,78
0,61
0,476
0,20
0,9
0,18
0,45
0,775
0,349
0,80
0,6
0,48
0,21
0,895
0,188
0,46
0,77
0,354
0,85
0,575
0,489
0,22
0,89
0,196
0,47
0,765
0,36
0,90
0,55
0,495
0,23
0,885
0,204
0,48
0,76
0,365
0,95
0,525
0,499
0,24
0,88
0,211
0,49
0,755
0,37
1,00
0,5
0,5
0,25
0,875
0,219
0,50
0,75
0,375
-
-
-
31
Таблица П.1.7
Номинальный
диаметр,
мм
Сортамент арматуры
Расчетная площадь поперечного сечения стержневой арматуры и
проволоки, мм2, при числе стержней
Теоретическая
масса
1м, кг
Диаметры для
32
стержневой
арматуры
3
7,1
14,1
21,2
28,3
35,3
42,4
49,5
56,5
63,6
0,055
+
4
12,6
25,1
37,7
50,2
62,8
75
87,9
100,5
113
0,099
+
5
19,6
39,3
58,9
78,5
98,2
117,8
137,5
157,1
176,7
0,154
+
6
28,3
57
85
113
141
170
198
226
254
0,222
+
+
7
38,5
77
115
154
192
231
269
308
346
0,302
+
8
50,3
101
151
201
251
302
352
402
453
0,395
+
+
10
78,5
157
236
314
393
471
550
628
707
0,617
+
12
113,1
226
339
452
565
679
792
905
1018
0,888
+
14
153,9
308
462
616
796
923
1077
1231
1385
1,208
+
16
201,1
402
603
804
1005
1206
1407
1608
1810
1,578
+
18
254,5
509
763
1018
1272
1527
1781
2036
2290
1,998
+
20
314,2
628
942
1056
1571
1885
2199
2513
2827
2,466
+
22
380,1
760
1140
1520
1900
2281
2661
3041
3421
2,984
+
25
490,9
982
1473
1963
2454
2945
3436
3927
4418
3,84
+
28
615,8
1232
1847
2463
3079
3695
4310
4926
5542
4,83
+
32
804,3
1609
2413
3217
1021
4826
5630
6434
7238
6,31
+
36
1017,9
2036
3054
4072
5089
6107
7125
8143
9161
7,99
+
40
1256,6
2513
3770
5027
6283
7540
8796
10053
11310
9,865
+
Примечания: 1. Номинальный диаметр стержней для арматуры периодического профиля соответствует номинальному диаметру
равновеликих по площади поперечного сечения гладких стержней.
2. Знак ”+“ определяет наличие диаметра в сортаменте; диапазоны диаметров для различных классов стержневой арматуры и проволоки приведены в таблице 4.33.
3. Для проволоки класса Вр-I теоретическая масса 1м при диаметрах 3; 4 и 5 мм принимается соответственно равной
0,052; 0,092 и 0,144 кг.
1
2
3
4
5
6
7
32
8
9
проволоки
Приложение 2
Расчетные характеристики для стальной балки
Таблица П.2.1
Расчетное и нормативное сопротивление стали
Марки
стали
ГОСТ
или ТУ
Сталь по
ГОСТ
27772-88
Толщина
проката1,
мм
Нормативное сопротивление, МПа (кгс/мм2, проката
листового широкопофасонного
лосного универсального
Расчетное сопротивление, МПа (кгс/мм2, проката
листового широкополосфасонного
ного универсального
Ryn
Run
Ry
Ru
Ryn
Run
Ry
Ru
от 2 до 20
235(24)
360(37)
235(24)
360(37)
230(2350)
350(3600)
230(2350)
350(3600)
св.20 до 40
225(23)
360(37)
225(23)
360(37)
220(2250)
350(3600)
220(2250)
350(3600)
ВСт.3 кп2
ГОСТ
380-71**
ВСт.3 кп2-1
ТУ 14-13023-80
18 кп
ГОСТ
23570-79
св.40 до 100
215(22)
360(37)
-
-
210(2150)
350(3600)
-
-
ВСтпс 6 (листовой
прокат толщиной
до 20мм, фасонный до 30мм)
ГОСТ
380-71**
от 2 до 20
245(25)
370(38)
245(25)
370(38)
240(2450)
360(3700)
240(2450)
360(3700)
ВСт.3 пс 6-1, 18пс
ТУ 14-13023-80
св.20 до 30
-
-
235(24)
370(38)
-
-
230(2350)
360(3700)
ВСт3сп 5,
ВСт3Гпс5,
ВСт3пс6 (листовой прокат св. 20
до 40 мм, фасонный св. 30 мм)
ГОСТ
380-71**
от 2 до 3.9
255(24)
380(39)
-
-
250(2550)
370(3800)
-
-
св.4 до 10
245(23)
380(39)
255(26)
380(39)
240(2450)
370(3800)
250(2550)
370(3800)
св.10 до 20
245(22)
370(38)
245(25)
370(38)
240(2450)
360(3700)
240(2450)
360(3700)
св.20 до 40
235(24)
370(38)
235(24)
370(38)
230(2350)
360(3700)
230(2350)
360(3700)
ВСт3сп 5-1,
ВСт3Гпс5-1,
18сп,18Гпс, 18Гсп
С235
С245
С255
ТУ 14-13023-80
ГОСТ
23570-79
33
33
34
Продолжение табл. П.2.1
Марки
стали
ВСт3пс6-2
9Г2
ГОСТ
или ТУ
Сталь по
ГОСТ
27772-88
ТУ 14-13023-80
С275
ГОСТ
С345
19281-73*
ГОСТ
19282-73*
Толщина
проката1,
мм
Нормативное сопротивление, МПа (кгс/мм2, проката
листового широкополосфасонного
ного универсального
Расчетное сопротивление, МПа (кгс/мм2, проката
листового широкополосфасонного
ного универсального
Ryn
Run
Ry
Ru
Ryn
Run
Ry
Ru
от 2 до 10
275(28)
380(39)
275(28)
390(40)
270(2750)
370(3800)
270(2750)
380(3900)
св.10 до 20
265(27)
370(38)
275(28)
380(39)
260(2650)
360(3700)
270(2750)
370(3800)
от 2 до 10
345(35)
490(50)
345(35)
490(50)
335(3400)
480(4900)
335(3400)
480(4900)
св.10 до 20
325(33)
470(48)
325(33)
470(48)
315(3200)
460(4700)
315(3200)
460(4700)
св.20 до 40
305(31)
460(47)
305(31)
460(47)
300(3050)
450(4600)
300(3050)
450(4600)
св.40 до 60
285(29)
450(46)
-
-
280(2850)
440(4500)
-
-
св.60 до 80
275(28)
440(45)
-
-
270(2750)
430(4400)
-
-
св.80 до 160
265(27)
430(44)
-
-
260(2650)
420(4300)
-
-
470(48)
345(35)
470(48)
335(3400)
460(4700)
335(3400)
460(4700)
С345Т
09Г2С, 14Г2
(листовой фа-
сонный прокат
толщиной до 20
мм)
15ХСНД (листовой прокат
толщиной до 10
мм, фасонный
до 20мм)
12Г2Сгр.1
ГОСТ
19282-73*
ТУ14-14323-88
09Г2гр.1,
09Г2гр.1.
09Г2Сгр.1,
14Г2гр.1
(фасонный до
20мм)
ТУ 14-13023-80
390
ТУ 1415-146-85
ВСт.Тпс
ГОСТ
14637-79*
ГОСТ
19281-73*
ГОСТ
19282-73*
10ХНДП
С345Д
345(35)
С345К
от 4 до 10
ТУ 14-13023-80
35
Окончание табл. П.2.1
Марки
стали
1
09Г2Сгр.2
12Г2Сгр.2
14Г2гр.1 (фасонный прокат
толщиной св.
20мм)
ГОСТ
или ТУ
2
ТУ 14-13023-80
ТУ 14-14323-88
ТУ 14-13023-80
Сталь по
ГОСТ
27772-88
Толщина
проката1,
мм
3
Нормативное сопротивление, МПа (кгс/мм2, проката
листового широкополосфасонного
ного универсального
Расчетное сопротивление, МПа (кгс/мм2, проката
листового широкополосфасонного
ного универсального
Ryn
Run
Ry
Ru
Ryn
Run
Ry
Ru
4
5
6
7
8
9
10
11
12
С375
от 2 до 10
375(38)
510(52)
375(38)
510(52)
365(3700)
500(5100)
365(3700)
500(5100)
С375Т
св.10 до 20
355(36)
490(50)
355(36)
490(50)
345(3500)
480(4900)
345(3500)
480(4900)
С375Д
св.20 до 40
335(34)
480(49)
335(34)
480(49)
325(3300)
470(4800)
325(3300)
470(4800)
35
36
Приложение 3
Расчетные характеристики для деревянной балки
Таблица П.3.1
Расчетные сопротивления древесины сосны (кроме веймутовой) и ели
№
п/п
Напряженное состояние
и характеристика элементов
Обозначения
Расчетные сопротивления, МПа для сортов древесины
1
2
3
Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон:
1
а) элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах «б»,
«в») высотой до 50см
б) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения
свыше 11 до 50 см
в) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше
13 до 50 см
г) элементы из круглых лесоматериалов без
врезок в расчетном сечении
2
Растяжение вдоль волокон:
а) неклееные элементы
б) клееные элементы
3
Сжатие и смятие по всей площади поперек
волокон
Ru, Rc
14
13
8,5
Rсм
15
14
10
-//-
16
15
11
-//-
-
16
10
Rp
-//-
10
12
7
9
-
Rc90, Rсм.90
1,8
1,8
1,8
Rсм.90
3
3
3
-//-
4
4
4
Rск
-//-
1,8
1,6
1,6
1,5
1,6
1,5
-//-
2,4
2,1
2,1
-//-
2,1
2,1
2,1
Rск90
-//-
1
0,7
0,8
0,7
0,6
0,6
Rр.90
0,35
0,3
0,25
Смятие поперек волокон местное:
4
5
а) в опорных частях конструкций лобовых
врубках и узловых примыканиях элементов
б) под шайбами при углах смятия от 900 до
600
Скалывание вдоль волокон:
а) при изгибе неклееных элементов
б) при изгибе клееных элементов
в) в лобовых врубках для максимального напряжения
г) местное в клеевых соединениях для максимального напряжения
6
Скалывание поперек волокон:
а) в соединениях неклееных элементов
б) в соединениях клееных элементов
7
Растяжение поперек волокон элементов из
клееной древесины
36
Таблица П.3.2
Поправочные коэффициенты к расчетным сопротивлениям древесины других пород
коэффициенты mn
для расчетных сопротивлений
Ru, Rc,
Rc90, Rсм.90
Rск
Rсм, Rр
Древесные породы
Хвойные:
1)
2)
3)
4)
5)
лиственница, кроме европейской и японской
лиственница европейская и японская
кедр сибирский, кроме красноярского
кедр красноярский, сосна веймутова
пихта
Лиственные:
1) Дуб
2) Ясень, клен, граб
3) Акация
4) Береза, бук
5) Вяз, ильм
6) Ольха, липа, осина, тополь
1,2
1
0,9
0,65
0,8
1,2
1
0,9
0,65
0,8
1
1
0,9
0,65
0,8
1,3
1,3
1,5
1,1
1
0,8
2
2
2,2
1,6
1,6
1
1,3
1,6
1,8
1,3
1
0,8
Таблица П.3.3
Плотность древесины различных пород, кгс/м3
При эксплуатации влажности
Породы древесины
до 75%
более 75%
650
500
800
600
700
500
800
600
Хвойные:
лиственница
сосна, ель, кедр, пихта
Лиственные:
Дуб, береза, бук, ясень, клен, граб, акация; вяз,
ильм
Ольха, липа, осина, тополь
37
Таблица П.3.4
Поправочные коэффициенты, учитывающие условия эксплуатации,
характер нагрузок, размеры и погнутость клееных элементов,
концентрацию напряжений у отверстий, обработку древесины антипиренами
Факторы, подлежащие учету
1. Элементы, эксплуатируемые:
а) на открытом воздухе в сухой зоне и внутри помещений с относительной влажностью более 75%
б) на открытом воздухе в нормальной и во влажной зонах, а также в частях зданий и сооружений, соприкасающихся с грунтом или находящихся в грунте
в) при постоянном увлажнении и в воде
при температуре воздуха от +350 до +500
2. Напряжения в элементах от постоянных и длительных
временных нагрузок превышает 80% суммарного напряжения
3. Высота прямоугольного поперечного сечения, см:
50 и менее
60
от 60 до 120
4. Толщина досок в клееных элементах, мм:
19 и менее
25
33
42
5. Гнутые элементы при отношении радиуса кривизны к
толщине элемента в радиальном направлении:
150
200
250
500 и более
6. Ослабление растянутых элементов в расчетном сечении
7. Глубокая пропитка древесины антипиренами под давлением
38
Обозначения
Значения
коэффициентов
mв
0,9
-//-//mт
0,85
0,75
по интерполяции от1 до
0,8
mдл
0,8
mб
-//-//-
1
0,96
по интерполяции от0,96 до0,8
mсл
-//-//-//-
1,1
1,05
1
0,95
mгн
-//-//-//mо
0,8(0,6)
0,9(0,7)
1(0,8)
1
0,8
mа
0,9
Приложение 4
Таблица П.4.1
Районирование территории РФ
по весу снегового покрова и скорости ветра
Наименование города
Снеговой район РФ
Норильск
Кострома
Волгоград
Астрахань
Пермь
Уфа
Псков
Гурьев
Омск
Воронеж
Скорость ветра,
V м/с
5
5
5
5
3
4
5
6
4
5
VI
IV
II
I
V
V
III
I
III
III
Таблица П.4.2
Раcчетные значения веса снегового покрова
Снеговые районы
РФ
Sg, (Н/м2)
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
800
1200
1800
2400
3200
4000
4800
5600
39
Приложение 5
40
40
41
41
42
42
43
43
ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Методические указания
к выполнению курсовой работы по инженерным конструкциям
для студентов специальности 270301 — « Архитектура»
Составитель Бойматов Фахридин Бобожонович
Подписано в печать 08. 04. 09.2010. Формат 60×84 1/16. Уч.-изд. л. 2.0. Усл.-печ. л. 2.1.
Бумага писчая. Тираж 300 экз. Заказ №
_______________________________________________________________________________________________________
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии Воронежского государственного архитектурностроительного университета
394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
44
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
26
Размер файла
2 210 Кб
Теги
конструкции, 297, балочных, 110, проектирование
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа