1. Исходные данные

Необходимо произвести проектирование стальных элементов 6-ти этажного промышленного здания в г. Кемерово.

Сетка колонн 9х9 м;

Количество пролетов - 2;

Длина здания – 162 м;

Высота этажа 4,8 м;

Количество этажей - 6;

Полезная нагрузка – 6,5 кН/м²;

Район строительства - г.Кемерово.

Кемерово относится к I ветровому району, w₀=0,23 кН/м², к III снеговому району, s₀=1,8 кН/м²

2. Сбор нагрузок

2.1 Сбор нагрузок на 1 м² ригеля покрытия

Таблица №1

«Постоянная поверхностная распределенная нагрузка от покрытия»

№ п/п	Тип нагрузки	Норма- тивное, кН/м2	Коэффици-ент надеж-ности, γf	Расчет-ное, кН/м2
Постоянные:
1	4 слоя рубероида	0,2	1,3	0,26
2	Гравийно-битумная мастика	0,66	1,3	0,856
3	Цементно-песчаная стяжка δ=20мм, ρ=1800кг/м3	0,36	1,3	0,468
4	Утеплитель (пенополистерол) δ=50мм, ρ=50кг/м3	0,04	1,3	0,052
5	Ребристая ж/б плита перекрытия	5,4	1,1	5,94
Временные:
6	Снеговая	2	1,4	2,8
Всего		8,66		10,378

2.2 Сбор нагрузок на 1 м² ригеля перекрытия

Таблица №2

«Постоянная поверхностная распределенная нагрузка от перекрытия»

№ п/п	Тип нагрузки	Норма- тивное, кН/м2	Коэффици-ент надеж-ности, γf	Расчет-ное, кН/м2
Постоянные:
1	Цементно-песчаная стяжка δ=20мм, ρ=220кг/м3	0,44	1,3	0,57
2	Ребристая ж/б плита перекрытия	5,4	1,1	5,94
3	Перегородки	0,17	1,1	0,187
Временные:
4	Полезная нагрузка на перекрытие	6,5	1,2	7,8
Всего		12,51		14,497

2. Предварительный подбор сечения конструкций

3.1 Предварительный подбор сечения ригеля

Подбор сечения ригеля покрытия:

q^р=10,378 кН/м²•9м = 93,402 кН/м.

q^н= 8,66∙9=77,94 кН/м

Ригель работает, как двухпролетная рама с жесткими узлами сопряжения.

Находим изгибающие моменты: В – шаг рам.

М_max=q•l²*В/12=10,378 кН/м•(9м)²*9/12=630,464 кН•м

_{Рис 1.Эпюра моментов в ригеле покрытия.}

_{По максимальному моменту находим требуемый момент сопротивления.} В качестве материалов для элементов каркаса принимаем сталь ВСт3ПС6-2 с R_у=240МПа.

W_тр= М_max/ R_уg_c

где R_у – расчетное сопротивление стойки

g_c - коэффициент условия работы-1

W_тр= 630,464/ 240000•1=2626,93см³

_{По сортаменту подбираем двутавр балочного типа 60Б1;}

_{Характеристики сечения}

Номер профиля	мм				Площадь сечения, см2		Линейная плотность кг/м		Справочные величины для осей
	h	b	s	t					Ix, см4	Wx,см3	Iy, см4
60Б1	593	135,26	10,5	15,5		135,26		106,2		78760	2656	3154

1. Производим проверку по 2-ой группе предельных состояний: f<[f], где [f] – предельно допустимый прогиб; f – расчетный прогиб.

f=0,00965м<[f]=0,036м

Прочность и жесткость ригеля обеспечены

Подбор сечения ригеля перекрытия:

q^р= 14,497*9=130,473кН/м,

q^н= 12,51*9=112,59 кН/м

Ригель работает, как двухпролетная рама с жесткими узлами сопряжения.

Находим изгибающие моменты: В – шаг рам.

М_max=q•l²*В/12=14,497кН/м•(9м)²•9/12=880,693 кН•м

_{Рис 2.Эпюра моментов в ригеле перекрытия.}

_{По максимальному моменту находим требуемый момент сопротивления. Принимаем марку стали для ригеля ВСт3ПС6-2 с расчетным сопротивлением Rу=240МПа.}

_{По сортаменту подбираем двутавр балочного типа 70Б2;}

_{Характеристики сечения}

Номер профиля	мм				Площадь сечения, см2	Линейная плотность кг/м	Справочные величины для осей
	h	b	s	t			Ix, см4	Wx,см3	Sx,см3	Iy, см4
70Б2	697	260	12,5	18,5	183,6	144,2	145912	4187	2393	5437

1. Производим проверку по 2-ой группе предельных состояний: f<[f], где [f] – предельно допустимый прогиб; f – расчетный прогиб.