Экспертиза строительства в Москве
ПРОЭКСПЕРТ ГРУПП
ул. Кунцевская д.8, кор.1 оф.7А, 121471, Москва +7(499)272-48-00

Поверочный расчет балки

Для удобства расчета существующие слои конструкции пола 2-го этажа (1. цементно-песчаная стяжка толщиной 50 мм; 2. асфальтобетон толщиной 30 мм; 3. гидроизоляция из битума и рубероида толщиной 45 мм) заменяем на слой из керамзитобетона толщиной 100 мм.

Обследование нажилого дома 8

Рис.7.2. Схема расположения балок Б1 и Б2

Нагрузка на 1 п/м длины балки:

1. нагрузка от 1-го этажа:

1.1. кирпичная стена толщиной 380 мм, высотой h =4,5 м - 3 м = 1,5 м;

1800 кг/м3 х 0,38 м х 1,5 м = 1026,0 кг/м = 10,26 кН/м;

1.2.   перекрытие и конструкция пола над 1-м этажом (пом. 2,3 грузовая

площадь 1 м х (4,76 м/2 + 3,86 м/2):

- железобетонная плита толщиной 150 мм:

2500 кг/м3 х 0,15 м х 4,31 м = 1616,25 кг/м = 16,16 кН/м;

- металлические конструкции усиления:

50 кг/м2 х 4,31 м = 215,5 кг/м = 2,155 кН/м;

- керамзитобетон толщиной 100 мм:

1400 кг/м3 х 0,1 м х 4,31 м = 603,4 кг/м = 6,03 кН/м;

- цементно-песчаная стяжка толщиной 50 мм:

1600 кг/м3 х 0,05 м х 4,31 м = 344,8 кг/м = 3,45 кН/м;

- покрытие линолеум:

1,68 кг/м2 х 4,31 м = 7,24 кг/м = 0,072 кН/м;

1.3. временная длительная (обеденный зал):

3 кН/м2 х 4,31 м = 12,93 кН/м;

2. нагрузка от 2-го этажа:

2.1. кирпичная стена толщиной 380 мм, высотой h =4 м;

1800 кг/м3 х 0,38 м х 4 м = 2736 кг/м = 27,36 кН/м;

2.2. перекрытие и конструкция пола над 2-м этажом (пом. 1,2  грузовая

площадь 1 м х (4,76 м/2 + 3,86 м/2):

- железобетонная плита толщиной 150 мм:

2500 кг/м3 х 0,15 м х 4,31 м = 1616,25 кг/м = 16,16 кН/м;

- пароизоляция - 1 слой рубероида:

4 кг/м2 х 4,31 м = 17,24 кг/м = 0,172 кН/м;

- утеплитель минплита толщиной 100 мм:

160 кг/м3 х 0,10 м х 4,31 м = 68,96 кг/м = 0,69 кН/м;

- керамзитобетон толщиной 100 мм:

1400 кг/м3 х 0,1 м х 4,31 м = 603,4 кг/м = 6,03 кН/м;

2.3. временная длительная (чердачное помещение):

0,7 кН/м2 х 4,31 м = 3,02 кН/м;

3. нагрузка от техэтажа и кровли:

3.1. кирпичная стена толщиной 380 мм, высотой h =2 м:

1800 кг/м3 х 0,38 м х 2 м = 1368 кг/м = 13,68 кН/м;

3.2. конструкция кровли:

- деревянные стропила и обрешетка:

25 кг/м2 х 4,31 м = 107,8 кг/м = 1,08 кН/м;

- профнастил:

11 кг/м2 х 4,31 м = 47,41 кг/м = 0,47 кН/м;

3.3. снеговая нагрузка:

1,8 кН/м2 х 4,31 м = 7,76 кН/м;

Равномерно-распределенная нагрузка на 1 п/м балки Б1

Таблица 7.2

№ >п/п

Наименование нагрузки

Нормативная нагрузка, кН/м

Коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка, кН/м

1

Нагрузка от 1-го этажа:

кирпичная стена 

перекрытие и конструкция пола над 1-м этажом (пом. 2,3):

- железобетонная плита t=150 мм

- металлические конструкции усиления

- керамзитобетон t=100 мм

- цементно-песчаная стяжка t=50 мм

- линолеум

временная длительная (обеденный зал)

 

10,26

 

16,16

2,155

6,03

3,45

0,072

12,93

 

1,1

 

1,1

1,1

1,3

1,3

1,3

1,2

 

11,29

 

17,78

2,37

7,84

4,48

0,094

15,52

2

Нагрузка от 2-го этажа:

кирпичная стена 

перекрытие и конструкция пола над 2-м этажом (пом. 2):

-  железобетонная плита t=150 мм

- пароизоляция

- утеплитель t=100 мм

- керамзитобетон t=100 мм

временная длительная (чердачное помещение)

 

27,36

 

16,16

0,172

0,69

6,03

3,02

 

1,1

 

1,1

1,3

1,3

1,3

1,3

 

30,10

 

17,78

0,224

0,90

7,84

3,93

3

Нагрузка от техэтажа и кровли:

кирпичная стена 

конструкция кровли

- стропила и обрешетка

- профнастил

снеговая нагрузка

 

13,68

1,08

0,47

7,76

 

1,1

1,3

1,1

1,3

 

15,05

1,404

0,52

10,09

4

Полная нагрузка

 

 

147,21

Предел прочности металла на изгиб Rи = 245 МПа;

Модуль упругости металла E=2,06 х 105 МПа;

γс = 0,9 – коэффициент условия работ;

l=3,32 м – длина балки Б1;

Определим максимальную поперечную силу и максимальный момент:

Qmax = (q х l)/2 = (147,21 кН/м х 3,32 м)/2 = 244,37 кН;

Mmax = (q х l2)/8 = (147,21 кН/м х 3,322 м2)/ 8 = 202,83 кН х м;

Определим требуемый момент сопротивления металлической перемычки:

W=М/Rи х γс = 202,83 кН х м/ (245 х 103 кН/м2 х 0,9) = 0,920 х 10-3 м3 = 920 см3;

Получаем W=920 см3, что соответствует 2 швеллера  №40 с W=1522 см3;

Швеллер № 40  имеет следующие характеристики:

Wх= 761 см3 - момент сопротивления сечения;

Sх = 444 см3- статический момент инерции;

Iх= 15 220 см4 - момент инерции;

t= 0,8 см - толщина стенки;

Проверим прочность в месте перелома по касательным напряжениям:

τ= (Q х Sх)/ (Iх х t);

Получаем:

τ= (Q х Sх)/(Iх х t) = (244,37 кН х 2 х 444 х 10-6 м3 )/(2 х 15 220 х 10-8 м4 х  2 х 0,008 м) = 445 х 102 кН/м2= 44,5 МПа;

Получаем  τ= 44,5 МПа < 0,58 х Rи х γс = 0,58 х 245 МПа х 0,9 = 127,9 МПа.

Условие удовлетворяется.

Проверим жесткость балки:

Предельно допустимый прогиб fmax = 332/150 = 2,2 см.;

f = 5 х (q x l4)/(384 x E x I);

f = 5 х (147,21 кН/м *3,324 м4)/(384 х 2,06 х 108 х кН/м2 х 2 х 15 220 х 10-8м4) = 0,37 см < fmax = 2,2 см.;

Условие удовлетворяется.

Поверочный расчет балки

Рис.7.3. Сечение балки Б1

где поз.1 – швеллер №40;

поз.2 – полоса 6 х 60 мм;

поз.3 – шпилька М20 в комплекте с гайками и шайбами;

7.3. Поверочный расчет балки Б2 (рис.7.2)

Нагрузка на 1 п/м длины балки:

1. нагрузка от 1-го этажа:

1.1. кирпичная стена толщиной 380 мм, высотой h =4,5 м +1 м - 3 м = 2,5 м;

1800 кг/м3 х 0,38 м х 2,5 м = 1710,0 кг/м = 17,10 кН/м;

1.2.  покрытие и конструкция кровли над 1-м этажом (пом.6,8,3а,3б,  грузовая

площадь 1 м х (4,76 м/2 + 3,86 м/2):

- железобетонная плита толщиной 150 мм:

2500 кг/м3 х 0,15 м х 4,31 м = 1616,25 кг/м = 16,16 кН/м;

- металлические конструкции усиления:

50 кг/м2 х 4,31 м = 215,5 кг/м = 2,15 кН/м;

- утеплитель минплита толщиной 150 мм:

160 кг/м3 х 0,15 м х 4,31 м = 103,44 кг/м = 1,034 кН/м;

- керамзитобетон толщиной 100 мм:

1400 кг/м3 х 0,1 м х 4,31 м = 603,4 кг/м = 6,03 кН/м;

- цементно-песчаная стяжка толщиной 50 мм:

1600 кг/м3 х 0,05 м х 4,31 м = 344,8 кг/м = 3,45 кН/м;

- гидроизоляция - 2 слоя  гидроизола:

10 кг/м2 х 4,31 м = 0,43 кН/м;

1.3. снеговая нагрузка:

1,8 кН/м2 х 4,31 м = 7,76 кН/м;

 

Равномерно-распределенная нагрузка на 1 п/м балки Б2

Таблица 7.3

№п/п

Наименование нагрузки

Нормативная нагрузка, кН/м

Коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка, кН/м

1

Нагрузка от 1-го этажа:

кирпичная стена 

покрытие и конструкция кровли над 1-м этажом (пом. 1):

-  железобетонная плита t=150 мм

- металлические конструкции усиления

- утеплитель t=150 мм

- керамзитобетон t=100 мм

- цементно-песчаная стяжка t=50 мм

- гидроизоляция 2 слоя гидроизола

снеговая нагрузка

 

17,10

 

16,16

2,15

1,034

6,03

3,45

0,43

7,76

 

1,1

 

1,1

1,1

1,3

1,3

1,3

1,3

1,3

 

18,81

 

17,78

2,36

1,34

7,84

4,48

0,56

10,09

2

Полная нагрузка

 

 

63,26

Предел прочности металла на изгиб Rи = 245 МПа;

Модуль упругости металла E=2,06 х 105 МПа;

γс = 0,9 – коэффициент условия работ;

l=5,2 м – длина балки Б2;

Определим максимальную поперечную силу и максимальный момент:

Qmax = (q х l)/2 = (63,26 кН/м х 5,2 м)/2 = 164,50 кН;

Mmax = (q х l2)/8 = (63,26 кН/м х 5,22 м2)/ 8 = 213,82 кН х м;

Определим требуемый момент сопротивления металлической перемычки:

W=М/Rи х γс = 213,82 кН х м/ (245 х 103 кН/м2 х 0,9) = 0,970 х 10-3 м3 = 970 см3;

Получаем W=970 см3, что соответствует 2 швеллера  №40 с W=1522 см3;

Швеллер № 40  имеет следующие характеристики:

Wх= 761 см3 - момент сопротивления сечения;

Sх = 444 см3- статический момент инерции;

Iх= 15 220 см4 - момент инерции;

t= 0,8 см - толщина стенки;

Проверим прочность в месте перелома по касательным напряжениям:

τ= (Q х Sх)/ (Iх х t);

Получаем:

τ= (Q х Sх)/(Iх х t) = (164,50 кН х 2 х 444 х 10-6 м3 )/(2 х 15 220 х 10-8 м4 х  2 х 0,008 м) = 300 х 102 кН/м2= 30,0 МПа;

Получаем  τ= 30,0 МПа < 0,58 х Rи х γс = 0,58 х 245 МПа х 0,9 = 127,9 МПа.

Условие удовлетворяется.

Проверим жесткость балки:

Предельно допустимый прогиб fmax = 520/150 = 3,5 см.;

f = 5 х (q x l4)/(384 x E x I);

f = 5 х (63,26 кН/м *5,204 м4)/(384 х 2,06 х 108 х кН/м2 х 2 х 15 220 х 10-8м4) = 0,96 см < fmax = 3,5 см.;

Условие удовлетворяется.

Обследование нежилого здания 11

Рис.7.4. Сечение балки Б2

где поз.1 – швеллер №40;

поз.2 – полоса 6 х 60 мм;

поз.3 – шпилька М20 в комплекте с гайками и шайбами;

В местах опирания балок  Б1 и Б2 на несущие стены рекомендуется выставить дополнительные металлические опоры из швеллера №18, аналогично опорам, установленным в тепловом пункте (фото 7.1; 7.2)

Обследование нежилого здания 13

Фото 7.1. Опирание балок на опоры

Обследование нежилого здания 15

Фото7.2. Соединение швеллеров №18