Izračunajte otklon metalne grede na mreži. Nosivost jednokrilne metalne grede s ravnomjerno raspoređenim opterećenjem i zglobnim osloncem

MINISTARSTVO NAUKE I OBRAZOVANJA RF

FSBEI HPE "DRŽAVNI UNIVERZITET-UNPC"

ARHITEKTONSKO-GRAĐEVINSKI INSTITUT

Odsjek: "Arhitektura"

Disciplina: „Osnove arhitekture

i građevinske konstrukcije"

Računski i grafički rad

“Proračun drvenih, metalnih, armirano-betonskih podova”

Izvedeno:

Student gr. 41-AD

Kulikova A.V.

Provjereno:

Gvozkov P. A.

Proračun drvenih podova

Odaberite odjeljak drvene grede za pokrivanje stambene zgrade. Opterećenje po 1 m 2 etaže q n (po) = 1,8 kPa, q n = 2,34 kPa, . Razmak između zidova je 5 m. Dijagram i plan su prikazani na slici 1. Korak grede a = 1400 mm.

1. Prvo prihvatamo sopstvenu težinu jednog metra grede q n greda = 0,25 kN/m; f =1.1

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

2. Prikupljamo teret linearni metar grede uzimajući u obzir sopstvenu težinu:

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

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

Uzimajući u obzir koeficijent pouzdanosti za obavezu n =1 (za stambenu zgradu), izračunato opterećenje po metru linearnog grede je q = 3,083 kN/m.

3.Procijenjena dužina grede l 0 =5000-40-180/-180/2=4780mm.

4. Odredite maksimalne vrijednosti posmične sile i momenta savijanja:

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

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

5. Vrsta drveta koju prihvatamo je sibirski kedar; razred 2; temperatura i vlaga radni uslovi – A2, koeficijent radnih uslova TV= 1,0 (vidi tabelu 1.5 SNiP P-25-80); Prvo pretpostavimo da će dimenzije poprečnog presjeka biti veće od 13 cm i odrediti izračunati otpor savijanja R i = 15 MPa = 1,5 kN/cm 2 ; izračunati otpor na smicanje R sk = 1,6 MPa = 0,16 kN/cm 2 (tablica 2.4); prema tabeli 2.5 određujemo koeficijent prijelaza iz bora i smreke u drvo kedra m p = 0,9.

Izračunati otpori uzimajući u obzir koeficijent m p jednaki su:

R i =15*0,9=13,5MPa=1,35kN/cm²

R sk =1,6*0,9=1,44MPa=0,144kN/cm²

6. Odrediti potreban moment otpora

Š x =M/R i =881/1,35=652,6 cm 3

7. Uzimajući širinu grede b = 15 cm, određujemo potrebnu visinu grede:

h=

=

=16,15 cm

Prihvatamo poprečni presjek grede uzimajući u obzir dimenzije preporučene u drvnom asortimanu: b = 15 cm; h = 19 cm

8. Provjeravamo prihvaćeni poprečni presjek :

a) odrediti stvarne vrijednosti: moment otpora, statički moment inercije i moment inercije grede:

Š x =bh 2 /6=15*19 2 /6=902,5cm 3

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

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

b) čvrstoću provjeravamo pomoću normalnih naprezanja:

=M/Š x =881/902,5=0,98

c) provjeru čvrstoće tangencijalnim naprezanjima:

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

Osigurana je čvrstoća pod normalnim i tangencijalnim naprezanjima;

d) provjerite otklone:

Da biste provjerili otklone, morate znati modul elastičnosti drveta duž zrna: E= 10 000 MPa = 1000 kN/cm2; otklon prema projektnim zahtjevima određuje se djelovanjem cjelokupnog standardnog opterećenja koje djeluje na gredu, q n = 0;0277 kN/cm

Progib određujemo prema zahtjevima dizajna:

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

maksimalni otklon prema projektnim zahtjevima

f u = l/150 = 500/150 = 3,3 cm;

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

Otklon prema estetskim i psihološkim zahtjevima određuje -

od djelovanja dugotrajnog opterećenja (stalnog i privremenog

dugotrajni stres)

q l n =q n podova *l gr -p n l gr +p l n l gr + q n grede =

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=0,86cm

Maksimalni otklon se određuje uzimajući u obzir interpolaciju, za dužinu kade od 5 m

f u = l/183 = 500/183 = 2,73 cm.

f= 0,86 cm

Zaključak: Prihvatamo gredu presjeka 15x19cm od sibirskog kedra, drugog razreda drveta

Proračun metalne podne grede.

Na osnovu podataka iz prethodnog proračuna izračunajte podnu gredu izrađenu od valjane I-grede. Prihvaćeno je da se greda oslanja na pilastar i čelični stup. Opterećenje na gredu prikupljamo iz područja opterećenja dužine l gr = 1,4 m Opterećenje po kvadratnom metru poda q n pod = 11,8 kPa; q preklapanje = 15,34 kPa. Približno se pretpostavlja da je vlastita težina linearnog metra grede q n grede = 0,50 kN/m; f = 1,05;

q grede = q n grede f =1,05*0,50=0,53kN/m Koeficijent pouzdanosti za odgovornost

n =0,95.

Shema oslanjanja grede na pilastar i čelični stup; l ef - projektna dužina grede (udaljenost od središta područja nosača grede na lijevom osloncu do centra potpornog područja na desnom osloncu)

1. Odrediti opterećenje koje djeluje na linearni metar grede: o standardno opterećenje

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

standardno dugotrajno opterećenje - puna vrijednost privremenog opterećenja na podu prodajnih prostora p p = 4,0 kPa,

smanjena vrijednost, što je privremeno dugotrajno opterećenje, 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 podovi *l gr + q grede = 15,34*1,4+0,53 = 22,01 kN/m;

projektno opterećenje uzimajući u obzir koeficijent pouzdanosti za odgovornost

n = 0,95

2. Prvo uzimamo dimenzije potporne ploče i potpornog rebra grede i određujemo njegovu projektnu dužinu:

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

3. Uspostavljamo projektnu shemu (sl.) i određujemo maksimalnu bočnu silu i maksimalni moment.

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

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

4.Prema tabeli 50* SNiP II-23-81* određujemo grupu konstrukcija kojoj greda pripada i specificiramo čelik: grupa konstrukcija - 2; Od prihvatljivih čelika prihvatamo čelik C245. Izračunata čvrstoća čelika prema granici tečenja (uzimajući u obzir da je greda izrađena od oblikovanog čelika i prethodno uzeta debljina valjanog čelika na 20 mm) R y = 240 MPa = 24,0 kN/cm 2 (tab. 2.2). Koeficijent radnog stanja y c = 0,9.

5. Odrediti potreban moment otpora grede W x:

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

6..Prema asortimanu prihvatamo I-gredu 20 Š1, koja ima moment otpora blizu potrebnog. Ispisujemo karakteristike I-grede: Š x = 275 cm 3 ; I X = 826 cm 4; S x = 153 cm 3; debljina zida

t= 9 mm; visina h=193 mm; širina b = 150 mm; masa 1 m dužine je 30,64 kg/m, što je blizu prvobitno prihvaćenoj - teret ostavljamo nepromijenjenim.

7. Čvrstoću provjeravamo u odnosu na tangencijalna naprezanja :

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

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

R y - izračunati otpor na smicanje); = 1,12 kN/cm 2< R s y c = 2,87 кН/см 2 ; прочность обеспечена.

Budući da se armiranobetonske ploče naslanjaju na gornju tetivu, čime greda ne gubi stabilnost, ne računamo ukupni dio stabilnosti. Također nema koncentrisanih sila, stoga nema potrebe provjeravati lokalna naprezanja.

8. Provjerite krutost grede:

maksimalni otklon prema estetskim i psihološkim zahtjevima se određuje u zavisnosti od dužine elementa interpolacijom (maksimalni otklon za gredu dužine 4,5 m je između vrednosti ugiba za grede dužine 3 m i 6 m i jednak je: f i = l/175=429/175 = 2,45 cm);

maksimalni otklon u skladu sa projektnim zahtjevima f u = l/150 = 429/150 = 2,86 cm.

Modul elastičnosti čelika E = 2,06-10 5 MPa = 2,06 * 10 4 kN/cm 2.

Vrijednost ugiba u skladu sa estetskim i psihološkim zahtjevima određuje se djelovanjem standardnog dugotrajnog opterećenja q l n = 0,1338 kN/cm:

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

Progib prema projektnim zahtjevima određuje se iz cjelokupnog standardnog opterećenja q n = 0,1702 kN/cm:

f=5qn l ef 4 /384EI x =5*0,1702*429^4/(384*2,06*10^4*826)=0,847cm

f=1,08 cm

Prema estetskim, psihološkim i konstruktivnim zahtjevima, ugibi greda su u granicama normale. Progibi prema tehnološkim zahtjevima se ne razmatraju, jer nema potrebe da se blokira kretanje tehnološkog transporta. Razmatranje skretanja prema fiziološkim zahtjevima je izvan okvira našeg kursa.

Zaključak: konačno prihvatamo za izradu grede I-gredu od 20 Š1, koja zadovoljava zahtjeve čvrstoće i krutosti.

Proračun armiranobetonskih podova.

Armirano-betonski pod je podložan opterećenju qner=13,4 po 1m2. odrediti potrebnu površinu armature. Materijal grede je teški beton klase B35, uzdužna radna armatura klase A-III, presek vidi sl.

Šema nosača greda

Rješenje

1. Prikupljamo opterećenje po 1 linearnom metru grede:

q preklapanje = 11,8 kPa;

opterećenje po 1 m od sopstvene težine grede (specifična težina armiranog betona = 25 kN/m 3) g greda = bh

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

opterećenje po gredi od 1 m uzimajući u obzir sopstvenu težinu po dužini

teretni prostor l gr = 1,4m:

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

uzimajući u obzir koeficijent pouzdanosti za odgovornost

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

2. Odredite procijenjenu dužinu grede: l 0 =l- 40-l op/ 2 - l op/ 2 =4500-40-230/2- 170/2=4260mm=4,26 m.

3. Izvodimo statički proračun (izrađujemo proračunski dijagram, određujemo dijagrame Q , M i pronađite maksimalne vrijednosti poprečnih sila i momenta

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

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

4. Postavljamo materijale: prihvatamo teški beton, podvrgnut termičkoj obradi na atmosferskom pritisku tokom očvršćavanja, klasa čvrstoće na pritisak B35, y b 2 = 0,9; toplo valjana armatura klase A-III. Zapisujemo karakteristike čvrstoće i deformacije materijala:

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

R SW = 285 MPa; E s =20*10 4 MPa.

Dijagram i dijagram dizajna

5. Postavljamo rastojanje od težišta armature do krajnje razvučenog betonskog vlakna a i određujemo radnu visinu grede A 0: uzimamo a = 5,0 cm; h 0 = h- a = 60-5 = 55 cm.

6. Pronađite vrijednost koeficijenta A 0:

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

7. Provjeravamo da vrijednost koeficijenta A 0 nije veća od granične vrijednosti A 0R; A 0 =0,03< А 0R = 0,425.

8.=0.79

9. Pronađite potrebnu površinu armature:

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

Prihvatamo 6 šipki prečnika 8mm.

10.Provjerite postotak ojačanja grede:

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

Procenat armature je veći od minimalnog, jednak 0,05%.

11. Odredite montažne armature:

A" s= 0,1 A s = 0,302 cm 2 , uzimamo 1 šipku promjera 8 mm;

12. Odredite prečnik poprečnih šipki:

d sw> 0,25d s =0,25*8=2mm

Prihvatamo poprečne šipke prečnika 3 A-III, A sw = 0,071 cm 2 (ar-

poravnanje preseka grede - vidi sl.)

Ojačanje profila grede

13. Konstruišemo okvir grede:

odredite dužinu potpornih dijelova 1/4 l= 1 / 4 4500 =1125 mm;

odrediti potreban nagib poprečnih šipki u područjima oslonca s = h/2=300mm, što je više od 150 mm; uzimamo korak šipke s = 150 mm;

određujemo nagib poprečnih šipki u sredini grede s = 3 / 4 h = 450 mm, što je manje od 500 mm; pravimo korak od 300 mm; Prilikom konstruiranja okvira malo mijenjamo dimenzije potpornih dijelova tako da budu višestruki od prihvaćenih koraka poprečnih šipki.

Ojačanje profila grede

14. Provjeravamo ispunjenost uslova:

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

Provjeravamo da li je poprečna sila poprečne sile koju beton opaža veća ili manja: Q = 44,96 kN

Zaključak: Izrađujemo armirano-betonsku podnu gredu presjeka 350x600mm, armiranu prema proračunu.

Podne obloge u izgradnji niskih zgrada su:

? Drvene na drvenim ili metalnim gredama;

? Monolitni armirani beton na metalnim gredama;

? Montažne armiranobetonske podne ploče (s obzirom da se postavljaju bez proračuna, neće se dalje razmatrati).

E Elementi proračuna za podove:

? Podna ploča;

? Konzolne nosive grede (imaju jedan nosač u zidu, za balkone);

? Podrška nosivim blokovima (grede se svojim krajevima oslanjaju na nosive zidove, strop između podova i potkrovlja).

Za drvene podove grede u obliku drvenih greda ili trupaca koriste se kao nosive grede. Kao i metalne grede u obliku valjanih profila, kao što su I-grede, kanali, uglovi. Podna ploča, koja se oslanja na nosive grede, je podna obloga ili obloga od dasaka.

Za monolitne armirano-betonske podove Kao nosive grede koriste se metalne grede u obliku valjanih profila, kao što su I-grede, kanali i uglovi. Monolitna armirano-betonska ploča služi kao podna ploča koja se oslanja na nosive grede.

Drvena podna greda su najekonomičnija opcija. Jednostavne su za proizvodnju i ugradnju, a imaju nisku toplinsku provodljivost u odnosu na čelične ili armiranobetonske grede. Nedostaci drvenih greda su manja mehanička čvrstoća, što zahtijeva velike presjeke, niska otpornost na vatru i otpornost na oštećenja od mikroorganizama. Stoga se drvene podne grede moraju pažljivo tretirati antisepticima i usporivačima požara.Optimalni raspon za drvene grede je 2,5-4 metra. Najbolji poprečni presjek za drvenu gredu je pravokutni s omjerom visine i širine 1,4:1. Grede se ubacuju u zid najmanje 12 cm i hidroizoluju u krug, osim za kraj. Gredu je bolje pričvrstiti ankerom ugrađenim u zid.Prilikom odabira presjeka podne grede vodite računa o opterećenju vlastite težine, koje za međuspratne grede obično iznosi 190-220 kg/m? , a privremeno (operativno) opterećenje, njegova vrijednost se uzima jednakom 200 kg/m? . Podne grede se polažu duž kratkog dijela raspona. Preporučljivo je odabrati korak ugradnje drvenih greda jednak koraku ugradnje nosača okvira.Ispod je nekoliko tablica s vrijednostima minimalnih presjeka drvenih greda za različita opterećenja i dužine raspona:

Tabela presjeka drvenih podnih greda u zavisnosti od raspona i koraka ugradnje, sa opterećenjem od 400 kg/m?. - preporučljivo je računati na ovo opterećenje

Ako ne koristite izolaciju ili ne planirate opteretiti podove (na primjer, pod nenaseljenog potkrovlja), tada možete koristiti tablicu za niže vrijednosti opterećenja drvenih podnih greda:

Tabela minimalnih presjeka drvenih podnih greda u zavisnosti od raspona i opterećenja, za opterećenja od 150 do 350 kg/m? .

Ako koristite okrugle trupce umjesto pravokutnih greda, možete koristiti sljedeću tablicu:Minimalni dozvoljeni prečnik okruglih trupaca koji se koriste kao međuspratne grede u zavisnosti od raspona sa opterećenjem od 400 kg po 1 m?

I-greda metalna podna greda ima niz prednosti, uz samo jedan nedostatak - visoku cijenu. Metalna I-greda može pokriti velike raspone sa značajnim opterećenjima. Metalna čelična greda je nezapaljiva i otporna na biološke utjecaje. Međutim, metalna greda može korodirati u nedostatku zaštitnog premaza i u prisustvu agresivnog okruženja u prostoriji.U većini slučajeva u amaterskoj gradnji, prilikom proračuna, treba pretpostaviti da metalna greda ima zglobne nosače (odnosno, krajevi nisu čvrsto pričvršćeni kao u čeličnoj konstrukciji okvira). Opterećenje poda sa čeličnim I-gredama, uzimajući u obzir vlastitu težinu, treba izračunati kao 350 kg/m? bez košuljice i 500 sa košuljicom kg/m? Preporučuje se da korak između I-greda bude jednak 1 metar. U slučaju uštede, moguće je povećati korak između metalnih greda na 1,2 metra.U nastavku je data tabela za odabir broja I-grede metalne grede pri različitim nagibima i dužinama greda:

Armirano betonske podne grede Prilikom postavljanja armirano-betonskih greda potrebno je pridržavati se sljedećih pravila:

1. Visina armiranobetonske grede mora biti najmanje 1/20 dužine otvora. Podijelite dužinu otvora sa 20 i dobijete minimalnu visinu grede. Na primjer, s otvorom od 4 m, visina grede treba biti najmanje 0,2 m.

2. Širina grede se izračunava na osnovu omjera 5 prema 7 (5 - širina, 7 - visina).

3. Gredu treba ojačati sa najmanje 4 šipke armature d12-14 (deblji na dnu) - dva na vrhu i na dnu.

4. Betoniranje u jednom trenutku, bez prekida, tako da prethodno postavljeni dio maltera nema vremena da stvrdne prije polaganja novog dijela. Betoniranje greda mikserom za beton je lakše nego naručiti mikser. Mikser je dobar za brzo sipanje velikih količina.

1. Na primjer, koristili smo 4 profilne cijevi poprečnog presjeka 100x100 mm i debljine zida 5 mm kao grede za pokrivanje prostorije dimenzija 4 x 6 metara. Tada će raspon snopa biti l = 4 m, a nagib greda je 6/5 = 1,2 m asortiman za cijevi kvadratnog profila bit će moment otpora takve metalne grede Š z = 54,19 cm 3.

2. Projektnu otpornost čelika treba provjeriti kod proizvođača, ali ako nije tačno poznata onda se može uzeti najmanja moguća vrijednost, tj. R = 2000 kg/cm 2.

3. Tada maksimalni moment savijanja koji takva greda može izdržati:

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

4. Sa rasponom od 4 m, maksimalno raspoređeno opterećenje po metru linearnom je:

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

5. Sa nagibom grede od 1,2 m (razmak između osa greda), maksimalno ravnomjerno raspoređeno opterećenje po kvadratnom metru će biti:

q = 541,9/1,2 = 451,6 kg/m2(ovo uključuje težinu greda).

To je cela kalkulacija.

Nosivost jednoprometne metalne grede pod djelovanjem koncentriranih opterećenja i zglobnog pričvršćivanja na nosače

Ako se trupci prvo polože na metalne podne grede, a zatim se pod položi preko trupaca, tada će takve metalne grede biti podvrgnute ne jednom ravnomjerno raspoređenom opterećenju, već nekoliko koncentriranih. Međutim, pretvaranje koncentriranog opterećenja u ekvivalentno ravnomjerno raspoređeno opterećenje nije nimalo teško - dovoljno je jednostavno podijeliti vrijednost ravnomjerno raspoređenog opterećenja, koju smo već odredili, s prijelaznim koeficijentom.

Na primjer, ako smo polagali trupce na metalne grede svakih 0,5 metara, odnosno samo 4/0,5 +1 = 9 trupaca - koncentrisanih opterećenja. U ovom slučaju, ekstremna zaostajanja se uopće ne mogu uzeti u obzir i tada će broj koncentrisanih sila biti = 7, a prelazni koeficijent od koncentrisanog opterećenja do ekvivalentnog ravnomjerno raspoređenog će biti γ = 1,142.

Tada će maksimalno ravnomjerno raspoređeno opterećenje koje ova metalna greda može izdržati biti:

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

Naravno, metalne grede mogu biti višerasponske ili imati kruto pričvršćivanje na jedan ili dva nosača, tj. biti statički neodređen. U takvim slučajevima će se promijeniti samo formula za određivanje maksimalnog momenta savijanja (vidi. šeme dizajna za statički neodređene grede), ali će cijeli algoritam proračuna ostati isti.

Tematski materijali:

Kako očistiti iznutrice na brz način

U čemu pomaže ikona Serafima Sarovskog, za šta ga traže?

Najjednostavniji domaći sladoled od kajmaka i kondenzovanog mleka

Pregled efikasnih laksativa za mršavljenje i čišćenje debelog crijeva

Vlastiti ciljevi zaposlenika Ostvarivanje strateških ciljeva - od dna do vrha

Horoskop kompatibilnosti horoskopskih znakova u braku i vezama, kombinacija različitih horoskopskih znakova

Odlična rasa pilića mirnog karaktera - Shaver

Karakteristike produktivnosti i uzgoj kunića od mesa Brojlerske rase kunića