СТИЛ-ПЛАСС - стальное постоянство
8 495 979-22-01
8 495 798-37-39
ПН - ПТ, 9:00 - 22:00

Обратный звонок


ГлавнаяГОСТы и ТУ → Расчет комбинированной балки перекрытия

8. Расчет комбинированной балки перекрытия

8.1 На стадии возведения (до набора бетоном кубиковой прочности 10 МПа) балки рассчитываются в соответствии с требованиями СНиП II-23-81* при действии монтажных нагрузок, собственного веса балки, профилированного настила и бетона. Предельный прогиб балки принимается равным 1/150L пролета балки. Принимается расчетное сопротивление стали балки с коэффициентом условия работы 0,9.

8.2 На стадии эксплуатации при расчете комбинированной балки учитывается железобетонная плита перекрытия по стальному профилированному настилу, шириной В определяемой по формуле


(40)

где l - шаг балок, м.

8.3 Расчетное усилие сдвига, воспринимаемое анкерами, расположенными в одном гофре, определяется по формуле (рисунок 18).


(41)

Коэффициент r, определяется:
- при расположении балки перпендикулярно гофрам профилированного настила


(42)

- при расположении балки параллельно гофрам профилированного настила


(43)

где h - высота анкера;
ho - высота профилированного настила;
0,85 - учитывает длительное действие нагрузки;
bo - ширина гофра на уровне центра тяжести профилированного настила;
NR - число анкеров в одном гофре настила (принимается не более 2);
Pd - расчетное сопротивление на сдвиг одного анкера;
R - коэффициент, учитывающий величину пролета балки, который составляет:


(44)

8.4 Нормальное усилие в бетонной плите


(45)

где Yb = 1,5 - коэффициент условия работы бетона.

8.5 Нормальное усилие в профилированном настиле


(46)

8.6 При условии Fa <Fb соединение стальной балки с железобетонной плитой полное и для каждой половины балки необходимо установить количество анкеров


(47)

К расчету комбинированной балки
Рисунок 18 – К расчету комбинированной балки

8.7 Определение предельного момента.

- Вначале определяют силу взаимодействия В начале определяют силу взаимодействия стали балки и бетона плиты Fru, которое зависит от числа анкеров N, устанавливаемых на главной балке по ее длине и силы сдвига, воспринимаемой одним анкером Р


(48)

- Затем определяют высоту сжатой зоны бетона хb


(49)

где Rb - расчетное сопротивление бетона на сжатие, МПа;
Yc = 1,5 - коэффициент условия работы бетона;
hb - толщина бетона над профилированным настилом, м.

- Определение положения нейтральной оси в балке производят исходя из условий
- Сопротивление на сжатие балки


(50)

где Аa - площадь поперечного сечения балки;
Ry - расчетное сопротивление стали балки на сжатие, МПа.
- Удвоенное усилие, воспринимающее верхней полкой балки


(51)

где b1 - ширина верхней полки балки;
t1 - толщина верхней полки балки.
- положение нейтральной оси в верхней полке балки при условии

Положение нейтральной оси в балке
Рисунок 19 – Положение нейтральной оси в балке

Расстояние от внешней грани верхней полки балки до нейтральной оси определяется по формуле


(52)

Предельный момент равен


(53)

- положение нейтральной оси в стенке балки при условии Fa – Fsa > Fur.
Расстояние от внешней грани верхней полки балки до нейтральной оси определяется по формуле


(54)

Предельный момент равен


(55)

где А - площадь поперечного сечения балки;
hb - толщина бетона над профилированным настилом;
ha - высота стальной балки;
Va - расстояние от центра тяжести балки до верхней грани балки;
zb - высота сжатой зоны бетона;
za - расстояние от нейтральной оси до верхней грани балки;
tb - толщина стенки балки;
b1 - ширина верхней полки балки;
t1 - толщина верхней полки балки.

8.8 Проверка прочности.

Прочность обеспечена при выполнении неравенства


(56)

где L - пролет балки;
Расчетная нагрузка


(57)

где G1 - собственный вес 1 n.м балки;
G2 - собственный вес ж.б. плиты (вес профнастила и бетона);
G3 = 1,5 кН/м2 - вес перегородок;
q = 0,5 кН/м2 - монтажная нагрузка.

8.9 Определение геометрических характеристик для расчета прогиба и напряжений.

- Определение положения нейтральной оси (рисунок 20) (расстояние от нижней грани балки до нейтральной оси комбинированной балки, то есть с учетом железобетонной плиты)


(58)

где n = 6 при кратковременных нагрузках; n = 12 для сжатия; n = 18 при длительных нагрузках;
Еa = 2,1 105 МПа - модуль упругости стали;
Еb - модуль упругости бетона, принимаемый при кратковременных нагрузках Еb, при длительных - Eb/3, в остальных случаях - Eb/2.


Рисунок 20 - Положение нейтральной оси в балке

Момент инерции при полном соединении балки и плиты (при условии установки требуемого расчетного количества анкеров)


(59)

Момент инерции при частичном соединении (установлено количество анкеров меньше требуемого, расчетного)


(60)

где коэффициент а определяется по таблице 6.

Таблица 6

L(m) 5 10 15
а 1,5 1,0 0,8

Модуль изгиба эквивалентный частичному соединению


(61)

где

(62)

где Ab =Bhb - площадь поперечного сечения бетонной части над настилом толщиной hb,
vb - расстояние от оси 1-1 до центра тяжести бетонной части высотой hb,
Аa - площадь поперечного сечения стальной балки;
va - расстояние от оси 1-1 до центра тяжести стальной балки
Iь - момент инерции бетонной части железобетонной плиты относительно собственной оси;
Ia - собственный момент инерции стальной балки относительно оси х-х;
Nf - действительное количество анкеров;
N - расчетное количество анкеров для обеспечения полного соединения;
N/Nf - отношение действительного количества анкеров к расчетному (теоретическому) характеризует степень соединения балки с железобетонной плитой по профилированному настилу.

8.10 Проверка прогиба

8.10.1 При возведении прогиб определяется по формуле


(63)

8.10.2 При эксплуатации прогиб определяется:

- при действии временной эксплуатационной нагрузки и веса перегородок определяется при n = 18


(64)

где Q - временная эксплуатационная нагрузка;
G3 - вес перегородок;
- прогиб, вызванный усадкой, определяется при n = 12


(65)

и момент, эквивалентный усадке при n = 12


(66)

где εr = 2*10-4 - единичная деформация от усадки бетона;
- возможный обратный выгиб, вызванный усадкой, принимается


(67)

Прогиб от действия эксплуатационных временных нагрузок Q и веса перегородок G3 должен быть


(68)

Прогиб от действия веса плиты G1 балки G2, перегородок G3, временной эксплуатационной Q нагрузок, от усадки и выгиба


(69)

8.11 Проверка прочности

8.11.1 На стадии монтажа


(70)

8.11.2 На стадии эксплуатации от действия временной эксплуатационной нагрузки Q и веса перегородок G3


(71)

(72)

(73)

По уравнениям (71) и (72) считаем при n=12.

Условие выполняется если


(74)