Проект железобетонной двускатной балки

Статический расчет двускатной балки покрытия. Выбор бетона и арматуры. Определение кривизны и прогиба балки. Расчет прочности по нормальным и наклонным сечениям, по образованию наклонных трещин. Выбор крана для монтажа. Оптимальный угол наклона стрелы.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Задание:

Спроектировать железобетонную двускатную балку покрытия без предварительного напряжения двухпролётного здания.

- пролёты здания 12 м;

- шаг колонн 6 м;

- район строительства по снеговой нагрузке II

- статический расчёт балки;

- расчёт двускатной балки по предельным состояниям I и II групп;

- расчёт прочности по нормальным и наклонным сечениям;

- расчёт образования и раскрытия трещин; определение прогиба;

- выбор крана для монтажа балки;

- компоновочная схема здания;

- общий вид балки, разрезы, узлы;

- схема армирования балки;

- схема установки закладных деталей

Содержание

1. Компоновка элементов здания

1.1 Компоновочная схема здания

1.2 Подбор элементов здания и определение основных размеров

2. Статический расчет двускатной балки покрытия

2.1 Определение расчетного сечения и его размеров

2.2 Сбор нагрузок

2.3 Определение изгибающего момента балки

3. Расчет балки по предельным состояниям I группы

3.1 Выбор бетона и арматуры

3.2 Расчет прочности по нормальным сечениям

3.3 Расчет прочности по наклонным сечениям

4. Расчет балки по предельным состояниям II группы

4.1 Расчет по образованию трещин нормальных к оси балки

4.2 Расчет по раскрытию трещин нормальных к оси балки

4.3 Расчет по образованию наклонных трещин

4.4 Определение кривизны и прогиба балки

5. Выбор крана для монтажа

5.1 Требуемая грузоподъемность крана

5.2 Необходимая высота подъема крана

5.3 Оптимальный угол наклона стрелы

5.4 Длина стрелы

5.5 Вылет крюка крана

5.6 Выбор крана

Список использованной литературы

балка двускатный кран прочность

1. Компоновка элементов здания

1.1 Компоновочная схема здания

К элементам конструкции одноэтажного каркасного здания с балочным покрытием относятся: колонны, заделанные в фундаментах; балки (фермы, ригели, арки) покрытия, опирающие на колонны; плиты покрытия, уложенные по ригелям; подкрановые балки; фонари.

В целях сохранения одноэтажности элементов покрытия колонны крайнего ряда при шаге 6 м и кранах грузоподъёмностью до 30 т располагают с нулевой привязкой, совмещая разбивочную ось ряда с наружной гранью колонны. Колонны торцов здания смещаются с поперечной разбивочной оси ряда до оси подкрановой балки на 500 мм. 1

Высота здания принимается по высоте колонны. Принимаем 10,8 м.

Размеры здания:

пролет здания L = 12 м;

число пролетов - 2;

шаг колонны LК = 6 м;

высота здания Н = 10,8 м

1.2 Подбор элементов здания и определение основных конструктивных

размеров

1.2.1 Колонны

Для одноэтажных одно- и многопролётных промышленных зданий, имеющих пролеты до 24 м, высотой до 10,8 м, с фонарями и без фонарей, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 100-200 кН при шаге колонн 6 и 12 м используются колонны прямоугольного сечения 1.



вид колонны	крайние	средние
марка колонны грузоподъемность Q, кН высота колонны Н, м шаг колонны, м отметка головки рельса, м другие размеры: мм НК Н1 НВ b hВ hН h1 h2 масса, т	КП I-10 200 10,8 6 8,15 11800 7800 4200 500 600 800 900 550 11,6	КП I-13 200 10,8 6 8,15 11800 7600 4200 500 600 800 920 700 13,0

1.2.2 Плиты перекрытия

Плиты для беспрогонных покрытий представляют собой ребристые панели, которые опираются непосредственно на ригели поперечных рам здания.

Размеры ребристой плиты покрытия:

ширина bП = 2980 мм; длина lП = 5970 мм;

высота hП = 305 мм; объем бетона VП = 1,070 м3;

масса плиты mП = 2,65 т 1

1.2.3 Подкрановые балки

Применение железобетонных подкрановых балок рационально при мостовых кранах грузоподъемностью до 300 кН.

При шаге колонны 6 м:

сечение - тавровое; длина балки - 5950 мм;

пролет - 12 м; грузоподъемность - 200 кН;

высота балки - 1000 мм; верхняя ширина полок - 600 мм;

ширина ребра - 200 мм; верхняя высота полок - 120 мм;

объем бетона - 1,66 м3; масса балки - 4,15 т [1]

1.2.4 Двускатная балка покрытия

Наиболее экономичная форма поперечного сечения балок - двутавровое сечение с ребром. Уклон двускатной балки принимаем 1:12. Балки выполняются из бетона марки 300-500 и армируются проволочной, стержневой, канатной арматурой. Ребро балки армируется сварными каркасами из стержней периодического профиля.

Размеры балки при пролете 12 м:

сечение - двутавровое с ребром;

длина балки L = 12 м;

расчетная нагрузка на покрытие q = 3,5-6,5 кН/м2;

высота сечения на опорах hОП = 790 мм;

в середине пролета hC = 1290 мм;

высота полок верхняя hf = 150 мм;

нижняя hf = 200 мм;

ширина полок верхняя bf = 210 мм;

нижняя bf = 180 мм;

ширина ребра b = 80 мм;

масса балки m = 4,1 т 1

2. Статический расчет двускатной балки покрытия

2.1 Определение расчетного сечения и его размеров

2.1.1 Расчетная длина балки

L0 = L - 2Д - 2aОП,

где: Д = 25ч30 мм - расстояние от оси колонны до торца балки;

аОП = 150ч200 мм - расстояние от середины опоры до торца балки;

принимаем: Д = 25 мм; аОП = 150 мм

L0 = 12000 - 2·25 - 2·150 = 11650 мм

2.1.2 Расчетное сечение

Расчетным сечением считается опасное сечение, которое находится на расстоянии х от опоры.

х = (0,35ч0,4)L0 = 0,35·L0 = 0,35·11650 = 4147,5 мм

2.1.3 Высота расчетного сечения

Рабочая высота сечения:

h0 = hХ - а;

где: а - толщина защитного слоя бетона

при hХ > 250 мм а = 20 мм

h0 = 839,4 - 20 = 819,4 мм

2.1.4 Площадь расчетного сечения балки

А = bf ·hf + bf?·hf? + (hX - hf? - hf)·b =

= 0,2·0,2 + 0,21·0,15 + (0,8394 - 0,15 - 0,2)·0,08 = 0,111 м2

2.2 Сбор нагрузок

2.2.1 Нагрузка для расчета прочности по I группе предельных состояний

qI = гП·(qIСН·lК + qIКР·lК + qIПИ·lК + qIV),

где: гП = 0,95 - коэффициент надежности по назначению здания [2]

qIСН = qНСН·гf - снеговая нагрузка

гf - коэффициент надежности по нагрузке

qНСН = S0·м - нормативная снеговая нагрузка

S0 = 1,2 кПа - нормативное значение веса снегового покрова на 1 м3 горизонтальной поверхности земли [2]

м = 1 - коэффициент перехода веса снегового покрова земли и снеговой нагрузке на покрытие

qНСН = 1,2·103·1 = 1200 Н/м2

qIКР = qНКР·гf - нагрузка на балку от веса кровли

qНКР - нормативная нагрузка от кровли [таблица 1]

qIПИ = qИПИ ·гf - нагрузка от веса плиты

- нормативная нагрузка от собственного веса плиты

mП = 26,5 т - масса плиты

bП = 2,98 м - ширина плиты

lП = 5,97 м - длина плиты

= 1927 Н/м2

qIV = qНV·гf - нагрузка от собственного веса балки

= = 3452,446 Н/м

гf =1,1; qIV = 3452,446·1,1 = 3797,691 Н/м ; lK = 6 м

qI = 0,95·(5635·6 + 3797,6...