Izračun I-žarka. Nosilnost kovinskega nosilca z enim razponom z enakomerno porazdeljeno obremenitvijo in zgibno oporo

Talne obloge pri gradnji nizkih stavb so:

? Leseni na lesenih ali kovinskih tramovih;

? Monolitni armirani beton na kovinskih nosilcih;

? Montažne armiranobetonske plošče tla (ker so položeni brez izračuna, ne bodo obravnavani v nadaljevanju).

E Elementi za izračun talnih oblog:

? Talna plošča;

? Konzolni nosilni nosilci (imajo eno oporo v steni, za balkone);

? Podpora nosilni bloki(tramovi se naslanjajo na nosilne stene njihovi konci, strop med tlemi in podstrešje).

Za lesena tla kot nosilni nosilci se uporabljajo tramovi v obliki lesenih tramov ali brun. Kot tudi kovinski nosilci v obliki valjanih profilov, kot so I-nosilci, kanali, koti. Talna plošča, ki sloni na nosilnih tramovih, je pod ali obloga iz desk.

Za monolitno armiranobetonska tla Kot nosilni nosilci se uporabljajo kovinski nosilci v obliki valjanih profilov, kot so I-nosilci, kanali in kotniki. Monolitna armiranobetonska plošča služi kot talna plošča, ki sloni na nosilnih nosilcih.

Lesen talni nosilec so najbolj ekonomična možnost. So enostavni za izdelavo in montažo ter imajo nizko toplotno prevodnost v primerjavi z jeklenimi ali armiranobetonskimi nosilci. Slabosti lesenih tramov so nižja mehanska trdnost, ki zahteva velike prereze, nizka požarna odpornost in odpornost proti poškodbam mikroorganizmov. Zato je treba lesene talne tramove skrbno obdelati z antiseptiki in zaviralci ognja.Optimalni razpon lesenih tramov je 2,5-4 metra. Najboljši del Za lesen tram- pravokotne z razmerjem med višino in širino 1,4:1. Nosilci so vstavljeni v zid vsaj 12 cm in hidroizolirani naokoli, razen na koncu. Bolje je pritrditi žarek s sidrom, vgrajenim v steno.Pri izbiri prereza talnega nosilca upoštevajte obremenitev lastne teže, ki je za medetažne talne nosilce običajno 190-220 kg/m? , in začasna (delovna) obremenitev, njegova vrednost je enaka 200 kg / m? . Talni nosilci so položeni vzdolž kratkega dela razpona. Priporočljivo je, da izberete korak namestitve lesenih nosilcev, ki je enak koraku namestitve nosilcev okvirja.Spodaj je nekaj tabel z vrednostmi najmanjših odsekov lesenih nosilcev za različne obremenitve in dolžine razpona:

Tabela prerezov lesenih talnih nosilcev glede na razpon in vgradni korak, z obremenitvijo 400 kg/m?. - priporočljivo je računati na to obremenitev

Če ne uporabljate izolacije ali ne nameravate obremenjevati tal (na primer tla nenaseljenega podstrešja), lahko uporabite tabelo za nižje vrednosti obremenitve lesenih talnih nosilcev:

Tabela minimalnih prerezov lesenih podnih nosilcev glede na razpon in obremenitev za obremenitve od 150 do 350 kg/m? .

Če namesto tega uporabite tramove pravokotni odsek okrogla polena, lahko uporabite naslednjo tabelo:Najmanjši dovoljeni premer okroglih hlodov, ki se uporabljajo kot medetažni nosilci, odvisno od razpona z obremenitvijo 400 kg na 1 m?

I-beam kovinski talni nosilec ima številne prednosti, z eno samo pomanjkljivostjo - visokimi stroški. Kovinski I-žarek lahko pokriva velike razpone s pomembnimi obremenitvami, kovinski jekleni nosilec je negorljiv in odporen na biološke vplive. Vendar lahko kovinski žarek korodira, če ne zaščitni premaz in prisotnost agresivnih okolij v prostoru.V večini primerov pri amaterski gradnji je treba pri izračunih predpostaviti, da ima kovinski nosilec tečajne nosilce (to pomeni, da konci niso togo pritrjeni kot v okvirju Jeklena konstrukcija). Obremenitev tal z jeklenimi I-nosilci, ob upoštevanju lastne teže, je treba izračunati na 350 kg / m? brez estriha in 500 z estrihom kg/m? Priporočljivo je, da je korak med I-žarki enak 1 metru. V primeru prihrankov je možno povečati korak med kovinskimi nosilci na 1,2 metra.Tabela za izbiro števila kovinskih nosilcev I-žarkov pri različnih korakih in dolžinah gred je podana spodaj:

Talni nosilci iz armiranega betona Pri nameščanju armiranobetonskih nosilcev je treba upoštevati naslednja pravila:

1. Višina armiranobetonski nosilec mora biti vsaj 1/20 dolžine odprtine. Dolžino odprtine delimo z 20 in dobimo najmanjšo višino grede. Na primer, pri odprtini 4 m mora biti višina žarka najmanj 0,2 m.

2. Širina žarka se izračuna na podlagi razmerja 5 do 7 (5 - širina, 7 - višina).

3. Nos naj bo armiran z vsaj 4 palicami armature d12-14 (spodaj debelejše) - dvema zgoraj in spodaj.

4. Betoniranje naenkrat, brez prekinitev, tako da se prej vloženi del malte nima časa strditi pred polaganjem novega. Betoniranje nosilcev z mešalcem betona je lažje kot naročanje mešalnika. Mešalnik je primeren za hitro nalivanje velikih količin.

1. Na primer, s 4 tramovi smo prekrili prostor velikosti 4 krat 6 metrov. profilne cevi s prerezom 100x100 mm z debelino stene 5 mm. Potem bo razpon žarka l = 4 m, in korak nosilcev je 6/5 = 1,2 m Glede na sortiment za kvadratne profilne cevi bo moment upora takšnega kovinskega žarka Š z = 54,19 cm 3.

2. Računsko odpornost jekla je treba preveriti pri proizvajalcu, če pa ni natančno znana, se lahko vzame najnižja možna vrednost, tj. R = 2000 kg/cm 2.

3. Nato največji upogibni moment, ki ga tak žarek lahko prenese:

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

4. Z razponom največ 4 m porazdeljena obremenitev na linearni meter je:

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

5. Z razmikom žarkov 1,2 m (razdalja med osema nosilcev) je največja ravna, enakomerno porazdeljena obremenitev na kvadratni meter bo:

q = 541,9/1,2 = 451,6 kg/m2(to vključuje težo nosilcev).

To je celoten izračun.

Nosilnost kovinskega nosilca z enim razponom pod delovanjem koncentriranih obremenitev in zgibne pritrditve na nosilce

Če hlode najprej položite na kovinske talne tramove, nato pa nad hlode položite tla, potem takšni kovinski tramovi ne bodo izpostavljeni eni enakomerno porazdeljeni obremenitvi, temveč več koncentriranim. Vendar pa pretvorba koncentriranih obremenitev v enakovredno enakomerno porazdeljeno obremenitev sploh ni težka – dovolj je, da vrednost enakomerno porazdeljene obremenitve, ki smo jo že določili, preprosto delimo s prehodnim koeficientom.

Na primer, če smo položili polena na kovinske nosilce vsakih 0,5 metra, to je samo 4/0,5 +1 = 9 polen - koncentrirane obremenitve. V tem primeru ekstremnih zamikov sploh ni mogoče upoštevati in takrat bo število koncentriranih sil = 7, koeficient prehoda od koncentriranih obremenitev do enakovrednega enakomerno porazdeljenega pa bo γ = 1,142.

Potem bo največja enakomerno porazdeljena obremenitev, ki jo lahko prenese ta kovinski žarek:

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

Seveda so lahko kovinski nosilci večrazponski ali imajo togo pritrditev na enem ali dveh nosilcih, tj. biti statično nedoločen. V takšnih primerih se bo spremenila le formula za določitev največjega upogibnega momenta (glej diagrame za izračun za statično nedoločene nosilce), celoten algoritem za izračun pa bo ostal enak.

MINISTRSTVO ZA ZNANOST IN IZOBRAŽEVANJE RF

FSBEI HPE "DRŽAVNA UNIVERZA-UNPC"

ARHITEKTURNI IN GRADBENI INŠTITUT

Oddelek: "Arhitektura"

Disciplina: »Osnove arhitekture

in gradbene konstrukcije"

Računska in grafična dela

"Izračun lesenih, kovinskih, armiranobetonskih tal"

Izvedeno:

Študent gr. 41-AD

Kulikova A.V.

Preverjeno:

Gvozkov P. A.

Izračun lesenih podov

Izberite prerez lesenega trama za strop stanovanjske stavbe. Obremenitev na 1 m 2 talne površine q n (na) = 1,8 kPa, q n = 2,34 kPa, razdalja med stenami je 5 m. Diagram in načrt sta prikazana na sliki 1. Korak nosilca a = 1400 mm.

1. Najprej sprejmemo lastno težo enega metra nosilca q n nosilec = 0,25 kN/m; f =1,1

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

2. Zbiramo obremenitev na linearni meter žarka ob upoštevanju lastne teže:

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

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

Ob upoštevanju koeficienta zanesljivosti za odgovornost n =1 (za stanovanjsko stavbo), je računska obremenitev na linearni meter nosilca q = 3,083 kN/m.

3.Ocenjena dolžina nosilca l 0 =5000-40-180/-180/2=4780mm.

4. Določite največje vrednosti strižne sile in upogibnega momenta:

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 lesa, ki jo sprejemamo, je sibirska cedra; razred 2; temperatura in vlažnost obratovalni pogoji – A2, obratovalni pogoji koeficient TV= 1,0 (glej tabelo 1.5 SNiP P-25-80); Najprej predpostavimo, da bodo mere preseka večje od 13 cm, in določimo izračunano upogibno odpornost R in = 15 MPa = 1,5 kN/cm 2 ; izračunana strižna odpornost R sk = 1,6 MPa = 0,16 kN/cm 2 (tabela 2.4); glede na tabelo 2,5 določimo koeficient prehoda iz borovega in smrekovega lesa v cedrov les m p = 0,9.

Izračunane odpornosti ob upoštevanju koeficienta m p so enake:

R in =15*0,9=13,5MPa=1,35kN/cm²

R sk =1,6*0,9=1,44MPa=0,144kN/cm²

6. Določite zahtevani moment upora

Š x =M/R in =881/1,35=652,6 cm 3

7. Če vzamemo širino žarka b = 15 cm, določimo zahtevano višino žarka:

h=

=

=16,15 cm

Sprejemamo prečni prerez žarka ob upoštevanju dimenzij, ki jih priporoča sortiment lesa: b = 15 cm; h = 19 cm

8. Preverimo sprejet prerez :

a) določite dejanske vrednosti: moment upora, statični vztrajnostni moment in vztrajnostni moment žarka:

Š x =vv 2 /6=15*19 2 /6=902,5cm 3

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

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

b) preverimo trdnost z normalnimi napetostmi:

=M/Š x =881/902,5=0,98

c) preverjanje trdnosti s tangencialnimi napetostmi:

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

Zagotovljena je trdnost pri normalnih in tangencialnih napetostih;

d) preverite upogibe:

Za preverjanje upogibov morate poznati modul elastičnosti lesa vzdolž vlakna: E= 10 000 MPa = 1000 kN/cm2; upogib glede na konstrukcijske zahteve se določi iz delovanja celotne standardne obremenitve, ki deluje na nosilec, q n = 0;0277kN/cm

Upogib določimo glede na konstrukcijske zahteve:

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

največji upogib v skladu z zahtevami konstrukcije

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

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

Odklon glede na estetske in psihološke zahteve določa -

zaradi delovanja dolgotrajne obremenitve (stalne in začasne

dolgotrajni stres)

q l n =q n tla *l gr -p n l gr +p l n l gr + q n nosilci =

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 cm

Največji upogib je določen ob upoštevanju interpolacije za kad dolžine 5 m

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

f= 0,86 cm

Zaključek: sprejmemo žarek s prerezom 15x19 cm iz sibirske cedre, les drugega razreda

Izračun kovinskega talnega nosilca.

Na podlagi podatkov iz prejšnjega izračuna izračunajte talni nosilec iz valjanega I-nosilca. Sprejeto je, da nosilec leži na pilastru in jeklenem stebru. Zberemo obremenitev na nosilcu z dolžine l gr = 1,4 m. Obremenitev na kvadratni meter tal q n tla = 11,8 kPa; q prekrivanje = 15,34 kPa. Za lastno težo linearnega metra nosilca se predpostavlja, da je približno q n nosilca = 0,50 kN/m; f = 1,05;

q nosilcev = q n nosilcev f =1,05*0,50=0,53kN/m Koeficient zanesljivosti za odgovornost

n = 0,95.

Shema podpore nosilca na pilaster in jekleni steber; l ef - konstrukcijska dolžina nosilca (razdalja od središča nosilnega območja nosilca na levem nosilcu do središča nosilnega območja na desnem nosilcu)

1. Določite obremenitev, ki deluje na linearni meter nosilca: o standardna obremenitev

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

standardna dolgotrajna obremenitev - polna vrednost začasne obremenitve tal prodajnih prostorov p p = 4,0 kPa,

zmanjšana vrednost, ki je začasna dolgotrajna obremenitev, 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 etaž *l gr + q nosilcev = 15,34*1,4+0,53 = 22,01 kN/m;

konstrukcijska obremenitev ob upoštevanju koeficienta zanesljivosti za odgovornost

n = 0,95

2. Najprej vzamemo dimenzije nosilne plošče in nosilnega rebra nosilca ter določimo njegovo konstrukcijsko dolžino:

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

3. Izdelamo konstrukcijski diagram (slika) in določimo največjo bočno silo in največji 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.Po tabeli 50* SNiP II-23-81* določimo skupino konstrukcij, ki ji pripada žarek, in določimo jeklo: skupina konstrukcij - 2; Od sprejemljivih jekel sprejemamo jeklo C245. Izračunana trdnost jekla glede na mejo tečenja (ob upoštevanju, da je žarek izdelan iz oblikovanega jekla in predhodno vzel debelino valjanega jekla na 20 mm) R y = 240 MPa = 24,0 kN / cm 2 (tabela 2.2). Koeficient delovnih pogojev y c = 0,9.

5. Določite zahtevani moment upora žarka W x:

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

6..Glede na sortiment sprejmemo I-žarek 20 Ш1, ki ima uporni moment blizu zahtevanega. Izpišemo značilnosti I-žarka: Š x = 275 cm 3; I X = 826 cm 4; S x = 153 cm 3; debelina stene

t= 9 mm; višina h=193 mm; premer b = 150 mm; masa 1 m dolžine je 30,64 kg/m, kar je blizu prvotno sprejeti - obremenitve pustimo nespremenjene.

7. Preverimo trdnost proti tangencialnim napetostim :

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

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

R y - izračunana strižna odpornost); = 1,12 kN/cm 2< R s y c = 2,87 кН/см 2 ; прочность обеспечена.

Ker na zgornjo vrv slonijo armiranobetonske plošče, ki varujejo nosilec pred izgubo stabilnosti, celotnega stabilnostnega dela ne izračunavamo. Prav tako ni koncentriranih sil, zato ni potrebe po preverjanju lokalnih napetosti.

8. Preverite togost žarka:

največji odklon glede na estetske in psihološke zahteve se določi glede na dolžino elementa z interpolacijo (največji upogib za nosilec dolžine 4,5 m je med vrednostmi upogiba za nosilce dolžine 3 m in 6 m in je enak: f in = l/175=429/175 = 2,45 cm);

največja deformacija v skladu s konstrukcijskimi zahtevami f u = l/150 = 429/150 = 2,86 cm.

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

Vrednost upogiba v skladu z estetskimi in psihološkimi zahtevami se določi iz delovanja standardne dolgotrajne obremenitve 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

Upogib glede na konstrukcijske zahteve se določi iz celotne standardne obremenitve 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

Glede na estetske, psihološke in konstrukcijske zahteve so upogibi nosilcev v mejah normale. Odkloni glede na tehnološke zahteve se ne upoštevajo, saj ni potrebe po oviranju gibanja tehnološkega transporta. Upoštevanje deformacij glede na fiziološke zahteve je izven obsega našega predmeta.

Zaključek: končno sprejmemo za izdelavo žarka I-žarek 20 Ш1, ki izpolnjuje zahteve glede trdnosti in togosti.

Izračun armiranobetonskih tal.

Tla iz armiranega betona so obremenjena qneр=13,4 na 1m2. določite zahtevano območje ojačitve. Material nosilca je težki beton razreda B35, vzdolžna delovna armatura razreda A-III, prerez glej sl.

Shema podpore žarka

rešitev

1. Zberemo obremenitev na 1 linearni meter žarka:

q prekrivanje = 11,8 kPa;

obremenitev na 1 m od lastne teže nosilca (specifična teža armiranega betona = 25 kN/m 3) g nosilec =bh

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

obremenitev na 1 m nosilca ob upoštevanju lastne teže po dolžini

tovorni prostor l gr = 1,4m:

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

ob upoštevanju koeficienta zanesljivosti za odgovornost

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

2. Določite ocenjeno dolžino žarka: l 0 =l- 40-l op/ 2 - l op/ 2 =4500-40-230/2- 170/2=4260mm=4,26 m.

3. Izvedemo statični izračun (izdelamo računski diagram, določimo diagrame Q , M in poiščite največje vrednosti prečnih sil in 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. Postavimo materiale: sprejemamo težke betone, ki so med strjevanjem izpostavljeni toplotni obdelavi pri atmosferskem tlaku, razred tlačne trdnosti B35, y b 2 = 0,9; vroče valjana ojačitvena palica razreda A-III. Zapišemo trdnostne in deformacijske lastnosti materialov:

R b = 19,5 MPa; R bt = 1,30 MPa; E b = 34,5*103 MPa; R s = 365 MPa;

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

Diagram načrtovanja in diagrami

5. Nastavimo razdaljo od težišča armature do skrajno raztegnjenega betonskega vlakna a in določimo delovno višino nosilca A 0: vzamemo a = 5,0 cm; h 0 = h- a = 60-5 = 55 cm.

6. Poiščite vrednost koeficienta A 0:

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

7. Preverimo, da vrednost koeficienta A 0 ni večja od mejne vrednosti A 0R; A 0 =0,03< А 0R = 0,425.

8.=0.79

9. Poiščite želeno območje ojačitve:

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

Sprejmemo 6 palic premera 8 mm.

10. Preverite odstotek ojačitve nosilca:

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

Odstotek ojačitve je večji od minimalnega, enakega 0,05%.

11. Določite pritrdilne elemente:

A" s= 0,1 A s = 0,302 cm 2 , vzamemo 1 palico s premerom 8 mm;

12. Določite premer prečnih palic:

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

Sprejemamo prečne palice s premerom 3 A-III, A sw = 0,071 cm 2 (ar-

poravnava odseka žarka - glejte sl.)

Okrepitev odseka žarka

13. Konstruiramo okvir žarka:

določite dolžino podpornih odsekov 1/4 l= 1 / 4 4500 =1125 mm;

določite zahtevani korak prečnih palic v podpornih območjih s = h/2=300 mm, kar je več kot 150 mm; vzamemo korak palice s = 150 mm;

določimo korak prečnih palic na sredini nosilca s = 3 / 4 h = 450 mm, kar je manj kot 500 mm; vzamemo korak 300 mm; Pri izdelavi okvirja nekoliko spremenimo dimenzije podpornih odsekov, tako da so večkratnik sprejetih korakov prečnih palic.

Okrepitev odseka žarka

14. Preverimo izpolnjevanje pogoja:

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,

Preverimo ali je prečna sila prečne sile, ki jo zaznava beton večja ali manjša: Q = 44,96 kN

Zaključek: Izdelamo armiranobetonski talni nosilec s prerezom 350x600 mm, ojačan po izračunu.

Tematski materiali:

Razlaga sanj, zakaj sanjajo uši

Recepti za boršč za zimo v kozarcih, cvrtje v pločevinkah in pesa za boršč Priprava cvrtja za boršč za zimo

Piščančji kotleti v smetanovi omaki Recept za kremne piščančje kotlete

Kako pripraviti "Vitaminsko" zeljno solato

Kako pripraviti skutine palačinke doma

Okusne in puhaste skutine palačinke v ponvi

Klobasa v pita kruhu: kako okusno kuhati Klobasa v pita kruhu s korenjem

Sveži recepti za krompirjevo torto iz piškotov in drugih sestavin