Расчет основных конструктивных элементов здания

Расчет производим по первой группе предельных состояний: кровли, фундамента, наружной стены и каркаса.

Для расчета производим сбор нагрузок на 1 стакан столбчатого фундамента.

Таблица 3.1 - Сбор нагрузок с 1 стакана центрального ряда столбчатого фундамента

Расчет и проверка сечения колонны из двутавра на сжатие

Необходимо проверить сечение колонны, выполненной из двутавра 40К2 по ГОСТ 26020-83 из стали С235.

Сжимающее усилие: N=600кН.

Высота колонны: L=7,3м.

Коэффициент расчетной длины: μ_x=1,0; μ_y=1,0.

Рисунок 3.1 – Колонна из двутавра 40К2

Решение.

Расчетное сопротивление стали С235: R_y=230Н/мм² = 23,0 кН/см².
Модуль упругости стали С235: Е=2,06х10⁵ Н/мм².

Коэффициент условия работы для колонн общественных зданий при постоянной нагрузке γ_c= 0,95.

Площадь сечения элемента находим по сортаменту для двутавра 40К2: А=218,69 см².

Радиус инерции сечения относительно оси х, так же по сортаменту: i_x=17,45 см.

Радиус инерции сечения относительно оси y, так же по сортаменту: i_y=10,12 см.

Расчетная длина колонны определяем по формуле:
                                              l_ef,x = μ_xl_x = 1,0*7,3 = 7,3 м;                         (3.1)                 
                                              l_ef,y = μ_yl_y = 1,0*7,3 = 7,3 м.                         (3.2)

Гибкость сечения относительно оси x:

                     λ_x = l_x/i_x = 730/17,45 = 41,83.                          (3.3)                

Гибкость сечения относительно оси y:

λ_y = l_y/i_y = 730/10,12 = 72,13.                      (3.4)                

Предельно допустимая гибкость для сжатых элементов (основные колонны) λ_u = 180.

Проверка условий: λ_x <λ_u; λ_y <λ_u:
41,83 < 180; 72,13 < 120 — условия выполнены.

Проверку устойчивости сечения производят по наибольшей гибкости. В данном примере λ_max = 126,25.

Условия гибкости элемента определяем по формуле:
λ’ = λ√(R_y/E) = 41,83√(230/2,06*10⁵) = 1,38.

Коэффициент α и β принимается по типу сечения, для двутавра α = 0,04; β = 0,09.

Коэффициент δ = 9,87(1-α+β*λ’)+λ’² = 9,87(1-0,04+0,09*1,38)+1,38² = 19,76. (3.18)                

Коэффициент устойчивости определяем по формуле:
φ = 0,5(δ-√(δ²-39,48λ’²)/λ’² = 0,5(19,76-√(19,76²-39,48*1,38²)/ 1,38²= 5,22 (3.5)                
Коэффициент φ также можно принимать по таблице по типу сечения и λ’.

Проверка условия: N/φAR_yγ_c ≤ 1,
600,0/(5,22*218,69*23,0*0,95) = 0,024 ≤ 1.

Поскольку расчет производился по максимальной гибкости относительно оси х проверку относительно оси y производить нет необходимости.

Расчет  кровельной балки на общую устойчивость и на предельный прогиб

1. Введение:

Расчет произведен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

СП16.13330.2017 Стальные конструкции

2.Исходные данные:

Длина балки:l_ef=7м

Марка стали:С245

Модуль упругости: E=206000МПа

Расчетное сопротивление изгибу: R_y=240МПа

Расчетное сопротивление сдвигу: R_s=139.2МПа

Коэффициент надежности по ответственности: γ_n=1

Коэффициент условий работы : γ_с=1

Сечение : Двутавр 25Ш1 по ГОСТ 8240-97

Высота сечения: h=244мм

Ширина сечения: b=175мм

Момент инерции: J_x=6122см⁴

Момент инерции: J_y=984.3см⁴

Момент сопротивления: W_x=501.8см³

Статический момент: S_x=104.3см³

Толщина полки: t_f=11мм

Толщина стенки: t_w=7мм

Количество закреплений сжатого пояса в пролете : два и более

Пояс, к которому приложена нагрузка : верхний

Ограничение по прогибу: f=l/200

3. Расчет:

На балку действуют следующие расчетные нагрузки.