Изчисляване на носещата способност на каналната лента онлайн. Носеща способност на единична метална греда с равномерно разпределен товар и шарнирно закрепване върху опори

МИНИСТЕРСТВО НА НАУКАТА И ОБРАЗОВАНИЕТО НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ

FGBOU VPO "ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ-UNPK"

АРХИТЕКТУРНО СТРОИТЕЛЕН ИНСТИТУТ

Катедра: "Архитектура"

Дисциплина: „Основи на архитектурата

и строителни конструкции"

Селищна и графична работа

"Изчисляване на дървени, метални, стоманобетонни подове"

Изпълнено:

Студент гр. 41-сл.Хр

А. В. Куликова

Проверено:

П. А. Гвозков

Изчисление на дървен материал

Изберете напречно сечение на дървена греда за припокриване на жилищна сграда. Натоварването на 1m 2 от пода е q n (per) = 1,8 kPa, q n = 2,34 kPa, разстоянието между стените е 5 m. Схемата и планът са показани на фигура 1. Стъпката на гредите е a = 1400 mm.

1. Предварително приемане собствено теглоедин метър от греда q n греди = 0,25 kN / m; f = 1,1

q греди = q n греди * f = 0,25 * 1,1 = 0,275 kN / m;

2.Събиране на товара на работещ метъргреди, като се вземе предвид собственото му тегло:

q n = q n припокриване * l gr + q n греди = 1,8 * 1,4 + 0,275 = 2,77 kN / m;

q = q припокриване * l gr + q греди = 2,34 * 1,2 + 0,275 = 3,083 kN / m.

Като се вземе предвид факторът надеждност за отговорност n = 1 (за жилищна сграда) изчисленото натоварване на линеен метър от гредата е q = 3,083 kN / m.

3.Прогнозна дължина на гредата l 0 = 5000-40-180 / -180 / 2 = 4780mm.

4. Определете максималните стойности на силата на срязване и момента на огъване:

Q = ql 0 /2=3,083*4,78/2=7,37kN;

M = ql 0 2 /8 = 3,083*4,78 2/8 = 8,81kN * m.

5. Приемаме дървесни видове от сибирски кедър; 2 клас; температура и влажност условия на работа - А2, коефициент на работни условия тv= 1,0 (виж таблица 1.5 от SNiP P-25-80); предварително приемаме, че размерите на напречното сечение ще бъдат повече от 13 cm, и определяме проектното съпротивление на огъване R u = 15 MPa = 1,5 kN / cm 2; проектно съпротивление на срязване R sk = 1,6 MPa = 0,16 kN / cm 2 (Таблица 2.4); според табл 2.5 определяме коефициента на преход от борова дървесина, смърч към кедрова дървесина m p = 0,9.

Проектните съпротивления, като се вземе предвид коефициентът m p, са равни на:

R и = 15 * 0,9 = 13,5 MPa = 1,35 kN / cm²

R ck = 1,6 * 0,9 = 1,44 MPa = 0,144 kN / cm²

6. Определете необходимия момент на съпротивление

W x = M / R и = 881 / 1,35 = 652,6 cm 3

7. Вземайки ширината на гредата b = 15 cm, определяме необходимата височина на гредата:

h =

=

= 16,15 см

Приемаме напречното сечение на гредата, като се вземат предвид размерите, препоръчани от асортимента от нарязан дървен материал: b = 15 cm; h = 19 см

8. Проверяваме приетия раздел :

а) определяме действителните стойности: момента на съпротивление, статичния момент на инерция и инерционния момент на гредата:

Ш x = bh 2/6 = 15 * 19 2/6 = 902,5 см 3

S x = 0,5 bhh / 4 = 676,88 cm 3

I x = bh 3/12 = 15 * 19 3/12 = 8573,75 см 4

б) проверяваме якостта за нормални напрежения:

= M / W x = 881 / 902,5 = 0,98

в) проверка на якостта на напрежението на срязване:

= QS x / I x b = 0,039 kN / cm 2

Осигурена е якостта при нормални и срязващи напрежения;

г) проверете отклоненията:

За да проверите деформациите, е необходимо да знаете модула на еластичност на дървото по дължината на зърното: E = 10 OOO MPa = 1000 kN / cm 2; отклонението според конструктивните изисквания се определя от действието на цялото стандартно натоварване, действащо върху гредата, q n = 0; 0277 kN / cm

Определяме отклонението според проектните изисквания:

f = 5q n l 0 4 / 384EI x = 5 * 0,0277 * 478 4 /384*1000*8573,75=2,196 см

крайно отклонение според проектните изисквания

f u = л/ 150 = 500/150 = 3,3 см;

f = 2,196 см< f u =3,3 см - прогиб бал­ки в пределах нормы;

Отклонението за естетически и психологически изисквания определя

от действието на продължително натоварване (постоянно и временно

дълга работа)

q l n = q n подове * l gr -p n l gr + p l n l gr + q n греди =

1,8 * 1,4-1,5 * 1,4 + 0,3 * 1,4 + 0,25 = 1,09 kN / m

f = 5q n l 0 4 / 384EI x = 5 * 0,0109 * 478 4/384 * 1000 * 8573,75 = 0,86 см

Крайното отклонение се определя, като се вземе предвид интерполацията, за бутилка с дължина 5 m

f u = л/ 183 = 500/183 = 2,73 см.

f = 0,86 cm

Заключение: Приемаме греда със сечение 15х19см от сибирски кедър, дърво от втори клас

Изчисляване на метална подова греда.

Според предишното изчисление изчислете подовата греда, изработена от валцувани I-греди. Предполага се, че гредата се поддържа от пиластър и стоманена колона. Събираме натоварването върху гредата от зоната на натоварване с дължина l gr = 1,4 м. Натоварване на квадратен метър припокриване q n припокриване = 11,8 kPa; q припокриване = 15,34 kPa. Собственото тегло на ходов метър на греда грубо се приема за q n на греда = 0,50 kN / m; f = 1,05;

q греди = q n греди f = 1,05 * 0,50 = 0,53 kN / m. Коефициент на надеждност за отговорност

n = 0,95.

Схема на поддържане на гредата върху пиластър и стоманена колона; l ef - изчислена дължина на гредата (разстояние от центъра на опорната зона на гредата на лявата опора до центъра на опорната зона на дясната опора)

1. Определете натоварването, действащо върху ходовия метър на гредата: o стандартно натоварване

q n = q n припокриване * l gr + q n греди = 17,02 kN / m = 0,1702 kN / cm;

стандартно дългосрочно натоварване - пълната стойност на временното натоварване върху припокриването на търговски площи p p = 4,0 kPa,

намалена стойност, която е временно дълготрайно натоварване, p l n = 1,4 kPa:

q l n = q n -p n l gr + p l n l gr = 17,02-4 * 1,4 + 1,4 * 1,4 = 13,38 kN / m = 00,1338 kN / cm;

q = q припокриване * l gr + q греди = 15,34 * 1,4 + 0,53 = 22,01 kN / m;

проектно натоварване, като се вземе предвид коефициента на надеждност за отговорност

n = 0,95

2. Вземете предварителните размери на основната плоча и носещия ръб на гредата и определете нейната изчислена дължина:

l ef = l- 85 - 126 = 4500 - 85 - 126 = 4289 mm = 4,29 m.

3. Инсталирайте проектната схема (фиг.) и определете максималната сила на срязване и максималния момент.

Q = ql ef /2=20,91*4,29/2=44,85kN

M = ql ef 2/8 = 20,91 * 4,29 2/8 = 48,1 kN * m

4. Според таблицата. 50 * SNiP II-23-81 * дефинирайте групата конструкции, към които принадлежи гредата, и задайте стоманата: група конструкции - 2; приемаме стомана S245 от стоманите, допустими за употреба. Проектна устойчивост на стоманата според точката на провлачване (като се вземе предвид, че гредата е изработена от профилен валцуван материал и като предварително е приета дебелината на валцувания до 20 mm) R y = 240 MPa = 24,0 kN / cm 2 (Таблица 2.2). Коефициент на условия на работа y c = 0,9.

5, Определете необходимия момент на съпротивление на гредата W x:

W x = M / R y y c = 48,1 / (24 * 0,9) = 2,23 * 100 = 223 cm 3

6 .. Според асортимента вземаме I-лъч 20 Ш1, който има момент на съпротивление, близък до необходимия. Изписваме характеристиките на I-лъча: W x = 275 cm 3; I X = 826 cm 4; С х = 153 см 3; дебелина на стената

t = 9 mm; височина з= 193 мм; ширина б = 150 мм; масата на 1 m дължина е 30,64 kg / m, което е близко до първоначално приетото - оставяме товара непроменен.

7. Проверете силата на напрежението на срязване :

= QS x / I x b = 44,85 * 153/826 * 0,9 = 2,87 kN / cm 2

R s c = 0,58R y c = 0,58 * 24 * 0,9 = 12,53 kN / cm 2 (R s = 0,58

R y е изчисленото съпротивление на срязване); = 1,12 kN / cm 2< R s y c = 2,87 кН/см 2 ; прочность обеспечена.

Тъй като върху горния колан се поддържат стоманобетонни плочи, които предпазват гредата от изкривяване, ние не изчисляваме общото изкривяване. Също така няма концентрирани сили, следователно няма нужда да се проверяват локалните напрежения.

8. Проверете твърдостта на гредата:

крайно отклонение за естетически и психологически изисквания се определя в зависимост от дължината на елемента чрез интерполация (крайното отклонение за греда с дължина 4,5 m е между стойностите на деформациите за греди с дължина 3 m и 6 m и е равно на: f и = л/ 175 = 429/175 = 2,45 см);

пределно отклонение в съответствие с проектните изисквания f u = л/ 150 = 429/150 = 2,86 см.

Модулът на еластичност на стоманата E = 2,06-10 5 MPa = 2,06 * 10 4 kN / cm 2.

Стойността на отклонение в съответствие с естетическите и психологически изисквания се определя от действието на нормативното дълготрайно натоварване q л n = 0,1338 kN / cm:

f = 5q лн л ef 4 / 384EI x = 5 * 0,1338 * 429 ^ 4 / (384 * 2,06 * 10 ^ 4 * 826) = 1,08 см

отклонението съгласно проектните изисквания се определя от цялото стандартно натоварване q n = 0,1702 kN / cm:

f = 5q n л ef 4 / 384EI x = 5 * 0,1702 * 429 ^ 4 / (384 * 2,06 * 10 ^ 4 * 826) = 0,847 см

f = 1,08 см

Отклоненията на гредата за естетически, психологически и структурни изисквания са в нормалните граници. Отклоненията по технологични изисквания не се вземат предвид, тъй като няма движение на технологичния транспорт към припокриване. Отчитането на отклоненията според физиологичните изисквания е извън обхвата на нашия курс.

Заключение: най-накрая приемаме за производство на греда I-лъч 20 Ш1, който отговаря на изискванията за здравина и твърдост.

Изчисляване на стоманобетонни подове.

Върху стоманобетонния под действа товар qneр = 13,4 na 1m 2 . определете необходимата площ за укрепване. Материалът на гредата е тежък бетон от клас B35, надлъжна работна армировка от клас A-III, сечение виж фиг.

Схема за поддържане на лъча

Решение

1. Събираме товара за 1 метър от гредата:

q припокриване = 11,8 kPa;

натоварване на 1 m от собственото тегло на гредата (специфично тегло на стоманобетон = 25 kN / m 3) g греди = bh

f = 0,35 * 0,6 * 25 * 1,1 = 5,7 kN / m;

натоварване на 1 m от гредата, като се вземе предвид собственото му тегло на дължина

товарна зона л gr = 1,4 м:

q = q припокриване * l gr + q греди = 11,8 * 1,4 + 5,7 = 22,22 kN / m;

като се вземе предвид факторът за надеждност за отговорност

n = 0,95q = 22,22 * 0,95 = 21,11 kN / m

2. Определете изчислената дължина на гредата: л 0 =л- 40-лоп / 2 - лоп / 2 = 4500-40-230 / 2- 170/2 = 4260 мм = 4,26 м.

3, Извършваме статично изчисление (изграждаме проектна схема, определяме диаграмите В , М и намерете максималните стойности на напречните сили и момента

Q = ql 0/2 = 21,11 * 4,26 / 2 = 44,96 kN

M = ql 0 2 /8=21,11*4,26 2/8 = 47,89kN * m.

4. Избираме материали: вземаме тежък бетон, термично обработен по време на втвърдяване при атмосферно налягане, клас на якост на натиск B35, b 2 = 0,9; горещовалцувана армировка от клас A-III. Изписваме характеристиките на якост и деформация на материалите:

Р б = 19,5 МРа; Р bt = 1,30 МРа; E b = 34,5 * 10 3 MPa; R s = 365 МРа;

Р SW = 285 MPa; E s = 20 * 10 4 MPa.

Проектна схема и диаграми

5. Задайте разстоянието от центъра на тежестта на армировката до екстремно опънато бетонно влакно a и определете работната височина на гредата A 0: вземаме a = 5,0 cm; h 0 = h- a = 60-5 = 55 cm.

6. Намерете стойността на коефициента A 0:

A 0 = M / R b b 2 bh 0 2 = 4789 / 1,95 * 0,9 * 35 * 55 2 = 0,03

7. Проверете дали стойността на коефициента A 0 не е по-голяма от граничната стойност A 0R; A 0 = 0,03< А 0R = 0,425.

8.=0.79

9. Намерете необходимата площ на армировка:

A s = M / h 0 R s = 4789 / (0,79 * 55 * 36,5) = 3,02 cm 2

Приемаме 6 пръта с диаметър 8мм.

10. Проверете процента на подсилване на гредата:

= A s * 100 / bh 0 = 30,2 * 100 / (35 * 55) = 0,16%

Процентът на армировка е по-голям от минимума от 0,05%.

11. Определете монтажните фитинги:

А" с= 0,1 A s = 0,302 cm 2 , приемаме 1 пръчка с диаметър 8 мм;

12. Определете диаметъра на напречните пръти:

д sw> 0,25d s = 0,25 * 8 = 2 мм

Приемаме напречни пръти с диаметър 3 A-III, A sw = 0,071 cm 2 (ar-

имитиране на сечението на гредата - виж фиг.)

Укрепване на разрез на греда

13. Изграждаме рамката на гредата:

определяме дължината на носещите секции 1/4 л= 1/4 4500 = 1125 мм;

определяме необходимия наклон на напречните пръти в опорните зони с = h / 2 = 300 mm, което е повече от 150 mm; вземаме стъпката на прътите s = 150 mm;

определяме стъпката на напречните пръти в средата на гредата s = 3/4 h = 450 mm, което е по-малко от 500 mm; правим стъпка от 300 мм; при проектирането на рамката размерите на носещите секции се променят леко, така че да са кратни на приетите стъпки на напречните пръти.

Укрепване на разрез на греда

14. Проверяваме изпълнението на условието:

В Q b, мин. = b 3 (1+ f + n) = R bt b 2 bh 0 = 1,30 * 0,9 * 35 * 55 * 55 = 147420H = 147,42kN,

Проверяваме дали напречната сила на напречната сила, която се възприема от бетона, е по-голяма или по-малка: Q = 44,96 kN

Заключение: Извършваме стоманобетонна подова греда със сечение 350x600mm, подсилваме я според изчислението.

Припокриването в строителството на нискоетажни сгради са:

? Дървени върху дървени или метални греди;

? Монолитен стоманобетон върху метални греди;

? Сглобяеми бетонни подови плочи (тъй като се полагат без изчисление, това няма да се разглежда в бъдеще).

Е елементи на изчисление за припокриване:

? Подова плоча;

? Конзолни носещи греди (имат една опора в стената, за балкони);

? Поддържащи носещи блокове (гредите се опират върху носещи стени с краищата си, припокриват се между подовете и таванското помещение).

За дървени подове като носещи греди се използват греди под формата на дървени греди или трупи. А също и метални греди под формата на валцувани профили, като I-греди, канали, ъгли. Като подова плоча, която се опира на носещите греди, служи подова настилка или обшивка от дъски.

За монолитни стоманобетонни плочи като носещи греди се използват метални греди под формата на валцувани профили, като I-лъч, канал, ъгъл. Монолитна стоманобетонна плоча служи като подова плоча, която се опира върху носещите греди.

Дървен подов гредоред са най-икономичният вариант. Те са лесни за производство и монтаж, имат ниска топлопроводимост в сравнение със стоманени или стоманобетонни греди. Недостатъците на дървените греди са по-ниска механична якост, изискващи големи сечения, ниска огнеустойчивост и устойчивост на увреждане от микроорганизми. Следователно дървените подови греди трябва да бъдат внимателно обработени с антисептици и забавители на огъня.Оптималният обхват за дървени греди е 2,5-4 метра. Най-добрата секция за дървена греда е правоъгълна със съотношение на височина към ширина 1,4: 1. Гредите се вкарват в стената с минимум 12 см и се хидроизолират в кръг, с изключение на края. По-добре е да закрепите гредата с котва, вградена в стената.Когато избирате напречното сечение на подовите греди, вземете предвид натоварването на собственото му тегло, което за гредите на междуетажните подове като правило е 190-220 kg / m? , а натоварването е временно (работно), стойността му се приема равна на 200 kg / m? ... Подовите греди се полагат по къса секция. Препоръчително е да изберете стъпката на инсталиране на дървени греди, равна на стъпката на инсталиране на стелажите на рамката.По-долу са дадени няколко таблици, показващи стойностите на минималните напречни сечения на дървените греди за различни натоварвания и дължини на участък:

Таблица на секциите на дървени подови греди, в зависимост от обхвата и стъпката на монтаж, с натоварване от 400 kg / m?... - препоръчително е да се разчита на това конкретно натоварване

Ако не използвате изолация или не планирате да натоварвате подовете (например припокриване на необитаемо таванско помещение), тогава можете да използвате таблицата за по-ниски стойности на натоварванията на дървените подови греди:

Таблица с минимални сечения на дървени подови греди, в зависимост от обхвата и натоварването, с натоварвания от 150 до 350 kg / m? .

Ако използвате кръгли трупи вместо правоъгълни греди, можете да използвате следната таблица:Минимално допустимият диаметър на кръгли трупи, използвани като подови греди, в зависимост от обхвата, с натоварване от 400 kg на 1 m?

I-Beam Метална подова греда има редица предимства, само с един недостатък - висока цена. Металната I-лъча може да покрие големи участъци със значително натоварване, металната стоманена греда е негорима и устойчива на биологични влияния. Въпреки това, метална греда може да корозира при липса на защитно покритие и при наличие на агресивна среда в стаята.В повечето случаи при аматьорското строителство при изчисляване трябва да се приеме, че металната греда има шарнирни опори (тоест краищата не са неподвижно фиксирани, както в рамкова стоманена конструкция). Натоварването на пода със стоманени I-греди, като се вземе предвид собственото му тегло, трябва да се изчисли като 350 kg / m? без замазка и 500 със замазка кг/м? Препоръчително е да направите стъпка между I-греди, равна на 1 метър. В случай на спестявания е възможно да се увеличи стъпката между металните греди до 1,2 метра.Таблица за избор на броя на метална греда с I-лъч с различна стъпка и дължина на перлите е дадена по-долу:

Стоманобетонни подови греди При изграждането на стоманобетонни греди трябва да се спазват следните правила:

1. Височината на стоманобетонната греда трябва да бъде най-малко 1/20 от дължината на отвора. Разделяме дължината на отвора на 20 и получаваме минималната височина на гредата. Например, при отвор от 4 m, височината на гредата трябва да бъде най-малко 0,2 m.

2. Ширината на гредата се изчислява въз основа на съотношението 5 към 7 (5 - ширина, 7 - височина).

3. Гредата трябва да бъде подсилена с поне 4 пръта армировка d12-14 (може да е по-дебела отдолу) - две отгоре и две отдолу.

4. Бетониране наведнъж, без прекъсвания, така че предварително положената част от разтвора да няма време да захване преди поставянето на нова част. Бетонирането на греди с бетонобъркачка е по-удобно от поръчката на миксер. Миксерът е добър за бързо наливане на големи обеми.

1. Например използвахме 4 профилни тръби със сечение 100x100 мм с дебелина на стената 5 мм като греди за припокриване на помещение с размери 4 на 6 метра. Тогава дължината на обхвата на гредата ще бъде l = 4 m, а разстоянието между гредите е 6/5 = 1,2 м. Според асортимента за тръби с квадратна форма, моментът на съпротивление на такава метална греда ще бъде W z = 54,19 cm 3.

2. Проектното съпротивление на стоманата трябва да се провери при производителя, но ако не е известно точно, тогава може да се вземе възможно най-малкото, т.е. R = 2000 kg / cm 2.

3. Тогава максималният момент на огъване, който може да издържи такава греда:

M = W z R = 54,19 2000 = 108380 kgcm или 1083,8 kgm.

4. При обхват от 4 m максималното разпределено натоварване на линеен метър е:

q = 8M / l 2 = 8 1083,8 / 4 2 = 541,9 kg / m.

5. При разстояние между гредите от 1,2 m (разстояние между осите на гредите), максималното плоско равномерно разпределено натоварване на квадратен метър ще бъде:

q = 541,9 / 1,2 = 451,6 kg / m2(това включва теглото на гредите).

Това е цялото изчисление.

Носеща способност на метална греда с един участък под действието на концентрирани натоварвания и шарнирно закрепване върху опори

Ако дървените трупи се полагат първо върху металните подови греди отгоре и след това припокриването се извършва по дървените трупи, тогава върху такива метални греди ще действа не едно равномерно разпределено натоварване, а няколко концентрирани. Въпреки това, преобразуването на концентрираните товари в еквивалентен равномерно разпределен товар изобщо не е трудно - просто трябва да разделите стойността на равномерно разпределеното натоварване, което вече определихме, на коефициента на преобразуване.

Например, ако положихме трупи върху метални греди на всеки 0,5 метра, тоест само 4 / 0,5 +1 = 9 трупи - концентрирани товари. В този случай екстремните закъснения обикновено не могат да се вземат предвид и тогава размерът на концентрираните сили ще бъде = 7, а коефициентът на преход от концентрирани натоварвания към еквивалентен равномерно разпределен ще бъде γ = 1,142.

Тогава максималното равномерно разпределено натоварване, което дадена метална греда може да издържи, е:

q = 451,6 / 1,142 = 395,4 kg / m2

Разбира се, металните греди могат да бъдат многопролетни или твърдо фиксирани върху една или две опори, т.е. бъде статично неопределен. В такива случаи ще се промени само формулата за определяне на максималния момент на огъване (вижте проектните схеми за статично неопределени греди), но целият алгоритъм за изчисление ще остане същият.