"Научный аспект №1-2019" - Технические науки

Поэтапное проектирование главной балки перекрытия

Алтухов Фёдор Вячеславович – студент-магистрант Юго-Западного государственного университета.

Галаева Диана Хусейновна – студент-магистрант Юго-Западного государственного университета.

Аннотация: В данной работе авторами рассмотрено проектирование главной балки перекрытия. Рассмотрены этапы включающее подробный разбор и расчеты.

Ключевые слова: Проектирование, балка, расчетная схема, сечение, отрыв, нагрузки.

Первым делом рассмотрим расчетную схему главной балки.

Расчетную схему главной балки принимаем в виде неразрезной балки на шарнирных опорах. Расчетные пролеты назначаем равными расстояниям между осями опор (координационными осями), а для крайнего пролета – расстоянию от оси колонны до середины площадки опирания на стену длиной 380 мм:

converted_file_05d6cf28_html_c7a858af

Таблица 1. Нагрузки на главную балку.

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, кН

converted_file_05d6cf28_html_f38e4951

Расчетная

Нагрузка

при converted_file_05d6cf28_html_de94ed66,

кН

converted_file_05d6cf28_html_3c475eea

Расчетная

Нагрузка

при converted_file_05d6cf28_html_3c475eea,

кН

1. Постоянная

 

 

 

 

 

Нагрузка от плиты

53,90

-

40,63

-

60,0

Вес второстепенной балки

7,2

0,95

6,84

1,1

7,52

Собственный вес главной балки

7,8

0,95

7,41

1,1

8,15

Итого постоянная G

68,90

-

54,88

-

75,67

2. Временная q

В том числе длительная q1

96,74

40,08

-

-

91,90

38,70

-

-

110,56

46,44

Сечение главной балки 0,3х0,6 м. Принимая удельный вес железобетона converted_file_05d6cf28_html_cc05cdfb и учитывая, что вес верхней части балки высотой 0,08 м включен в постоянную нагрузку плиты, определяем нагрузку от собственного веса главной балки. Для участка балки длиной converted_file_05d6cf28_html_c711a10a нормативная нагрузка от собственного веса равна:

converted_file_05d6cf28_html_e0b7bb11

Нагрузки на балку приведены в таблице 4. Нагрузки от плиты умножены на грузовую площадь converted_file_05d6cf28_html_37180006

Статический расчет балки

Ординаты опорных изгибающих моментов в балке определим
о следующей формуле:

converted_file_05d6cf28_html_9c4a8403,

-где converted_file_05d6cf28_html_b2e12c2e — коэффициент для определения величины опорных моментов. Результаты расчета балки как упругой системы на действие
нагрузок при converted_file_05d6cf28_html_87199bc1> 1 приведены в таблице 5.

Таблица 2. Результаты расчета балки на действие нагрузок при converted_file_05d6cf28_html_87199bc1> 1 (G0=97,27 кН/м; Р0=169,92 кН/м).

Вид нагрузки и ее положение

Изгибающие моменты (кНм) в сечениях

11

12

В

21

П (все пролеты)

138,302

85,3252

-163,822

44,3667

В1 (1, 3 пролеты)

288,735

244,450

-143,09

-131,161

В2 (2 и 4 пролеты)

-47,1367

-95,3965

-143,089

208,675

П+В1

427,037

329,775

-306,912

-86,7945

П+В2

 

91,1652

-10,0712

-306,912

253,042

Ординаты огибающей

converted_file_05d6cf28_html_8c1a1052

-

-10,0712

-489,029

-86,7945

converted_file_05d6cf28_html_fbf567f1

427,037

329,775

-

253,042

Границу возможного уменьшения моментов в процессе перераспределения определяем из условия обеспечения трещиностойкости сечений. Предельно допустимая ширина непродолжительного раскрытия трещин при действии всей нагрузкиconverted_file_05d6cf28_html_c60ad093, а ширина продолжительного раскрытия трещин при постоянных и длительных нагрузках converted_file_05d6cf28_html_f9541765.

Таблица 3. Результаты расчета балки на действие нагрузок при converted_file_05d6cf28_html_269e119= 1 (G0=85,41 кН/м; Р0=134,52 кН/м).

Вид нагрузки и ее положение

Изгибающие моменты (кНм) в сечениях

11

12

В

21

П (все пролеты)

121,439

74,9216

-143,848

38,9572

В1 (1, 3 пролеты)

228,582

193,523

-113,279

-103,836

В2 (2 и 4 пролеты)

-37,3166

-75,5222

-113,279

165,201

П+В1

350,021

268,444

-257,127

-64,8788

П+В2

84,1224

-0,60057

-257,127

204,158

Ординаты огибающей

converted_file_05d6cf28_html_8c1a1052

-

-0,60057

-401,303

-64,8788

converted_file_05d6cf28_html_fbf567f1

350,021

268,444

-

204,158

Таблица 4. Результаты расчета балки на действие нагрузок при converted_file_05d6cf28_html_269e119= 1 (G0=85,41 кН/м; Р1=57 кН/м).

Вид нагрузки и ее положение

Изгибающие моменты (кНм) в сечениях

В

П (все пролеты)

-143,848

В1 (1, 3 пролеты)

-47,9997

В2 (2 и 4 пролеты)

-47,9997

П+В1

-191,847

П+В2

-191,847

Ординаты огибающей

converted_file_05d6cf28_html_8c1a1052

-252,939

converted_file_05d6cf28_html_fbf567f1

-

Таблица 5. Перераспределение моментов в главной балке.

Сочетание

нагрузок

 

Эпюра моментов

Изгибающие моменты (кНм) в сечениях

 

11

12

В

21

22

С

31

П+В1

В упругой системе

427,03

329,775

-306,91

-86,79

-61,21

-230,18

339,21

Дополнительная

-11,8

-23,61

-35,41

-44,12

-52,83

-61,54

-61,54

Перераспределенная

415,23

306,165

-342,32

-130,91

-114,04

-291,72

277,67

П+В2

В упругой системе

91,165

-10,071

-306,91

253,0

278,6

-230,18

-0,6231

Дополнительная

-11,8

-23,61

-35,41

-44,12

-52,83

-61,54

-61,54

Перераспределенная

79,365

-33,681

-342,32

208,88

225,77

-291,72

-62,163

Ординаты огибающей после перераспре-

деления

converted_file_05d6cf28_html_8c1a1052

-

-33,6786

-342,32

-130,91

-114,04

-291,72

-82,764

converted_file_05d6cf28_html_fbf567f1

415,23

306,165

-

208,9

225,77

-

360,06

Поперечные силы вычисляем по участкам для каждого сочетания нагрузок как тангенс угла наклона эпюры моментов после перераспределения.

Таблица 6. Поперечные силы в балке.

Сочетание нагрузок

Поперечные силы (кН) на участках

А-11

11-12

12-В

В-21

П+В1

215,15

-54,53

-324,24

105,71

П+В2

41,12

-56,52

-154,32

275,6

Ординаты огибающей

215,15

-56,52

-324,24

275,6

Список литературы

  1. Проектирование железобетонных конструкций многоэтажных промышленных зданий: учеб. пособие / С.И. Меркулов, А.М. Крыгина; Курск. гос. техн. ун-т. Курск, 2007, 206с.: ил. 82, табл. 40, прилож.10.
  2. Проектирование железобетонных конструкций: Справоч. пособие / А.Б. Голышев, В.Я. Бачинский, В.П. Полищук и др.; Под ред. А.Б. Голышева. – К. : Будiвельник, 1985. – 496с.
  3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры ( к СНиП 2.03.01-84*). – М.: Госстрой, 1989. 192 с.
  4. Байков В. Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учебник для вузов. – 5-е изд. – М.: Стройиздат, 1991. 767 с.