Нормальный тип балочной клетки



В нормальной балочной клетке нагрузка с настила передается на балки настила, которые в свою очередь передают ее на главные балки. Балки настила принимают прокатными и располагают с шагом «а». Так как в курсовой работе рассматриваются только средняя ячейка балочной клетки, то рекомендуется балки настила смещать с осей средних колонн на «а/2», что позволяет получить их регулярное размещение по всему перекрытию и избежать сложных узлов сопряжения с главной балкой на опорах (рис. 1.1). При этом количество балок настила (БН) должно быть четным, чтобы они не приходились на середину пролета главной балки, где будет запроектирован монтажный стык.

 

 

Рис. 1.1. Нормальный тип балочной клетки

      

Шаг балок настила «а» обычно бывает 0.6 - 1.6м при стальном настиле и 2 – 3.5 м при железобетонном настиле.

Для стального настила следует принимать плоские стальные листы толщиной от 6 до 14мм в зависимости от полезной нормативной нагрузки :

 при pn≤ 10 кН/м2                 -               tH = 6 – 8 мм ;

 при 10<pn≤ 20 кН/м2             -               tH = 8 – 10 мм ;

 при 20<pn≤ 30 кН/м2             -               tH = 10 – 12 мм;

приpn> 30 кН/м2           -               tH = 12 – 14 мм;

В зависимости от заданной нагрузки pn и предельного относительного прогиба определяют отношение наибольшего пролета настила к его толщине (рис. 1.2)

где,  – заданное отношение пролета настила к его предельному прогибу;

Здесь v –коэффициент Пуассона ( для стали v=0.3)

 

Рис. 1.2 Плоский стальной настил.

а- опирание настила на балки настила, б – расчетная схема настила

Приняв толщину настила tH , определяют с учетом формулы (1.1) наибольший возможный пролет настила lH.

Тогда примерное количество балок настила на одной главной балке:

                    (1.2)

где:  L - пролет главной балки.

Принимают количество балок настила nчетным и близким к n;

затем уточняют шаг балок настила

a = L/n (1.3)

причем следует иметь в виду, что шаг балок настила может незначительно превышать наибольший возможный пролет настила lH,так как фактический пролет настила равен расстоянию между краями полок соседних балок (рис.1.2).

Сварные швы, прикрепляющие стальной настил, рассчитывают на силу Н, которая действует на полоску единичной ширины

                     (1.4)

где:  – коэффициент надежности по полезной нагрузке

Сварка рекомендуется полуавтоматическая или ручная, положение шва нижнее. Тогда в зависимости от расчетного сечения

(по металлу шва или по металлу границы сплавления) определяют катет сварного шва

      (1.5)

где : = 1см – расчетная длина шва для полосы настила единичной ширины;

- коэффициенты, учитывающие глубину провара, принимаются по таблице 34*[1], таблице 2.3 [3];

- коэффициенты условий работы шва, равные 1 для принятого климатического района;

- расчетное сопротивление угловых швов условному срезу по металлу шва, принимается по таблице 56 [1], таблице 2.6 [3];

- расчетное сопротивление угловых швов условному срезу по металлу границ сплавления;

где Run – временное сопротивление стали настила разрыву, принимается по таблице 51* [1].

Окончательный катет шва принимается не менее минимально допустимого конструкторского значения, указанного в таблице 38* на стр. 44[1], в таблице 5.4 на стр. 109 [2] или в таблице 2.9 на стр. 46[3]. Размер нахлестки настила на верхний пояс балки настила должен быть не менее 5 толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов.

Если в качестве настила балочной клетки применяются железобетонные плиты, то их толщину рекомендуется принять без расчета по таблице 1.1.

 

Таблица 1.1.Толщина железобетонной плиты

Расчетный

пролет

плиты, м

Толщина железобетонной плиты, см

При временной нормативной нагрузке, кН/м2

15-20 20-25 25-30 30-35
1,5-2 2,1-2,5 2,6-3 10 12 14 12 12 14 12 14 16 14 16 18

Затем определяют нагрузку на балки настила.

Погонная нормативная равномерно распределенная нагрузка:

     (1.6)

 

Погонная расчетная равно распределенная нагрузка:

(1.7)

где: - собственный вес настила в кН/м2;

  - коэффициент надежности по нагрузке от веса настила

  ( = 1,05 – при стальном настиле; = 1,1 при железобетонном настиле);

  a – шаг балок настила;

  = 1,01-1,02 – коэффициент, учитывающий собственный вес балок настила (ориентировочно 1-2% от действующих на них нагрузок).

Собственный вес настила равен:

где ƿ – плотность материала настила в кН/м3(можно принять для стали ƿ = 78,5 кН/м3, для железобетона ƿ = 24.0 кН/м3)

  tH – толщина настила в метрах.

По расчетной нагрузке вычисляют максимальный изгибающий момент Ммахи максимальную поперечную силу Qmaxв балке настилакак в разрезной однопролетной балке. Так как балка настила разрезная сплошного сечения из стали с пределом текучести до 530 МПа и закреплена от потери общей устойчивости, то её расчет следует выполнять с учетом развития пластических деформаций.

  Требуемый момент сопротивления сечения нетто

       (1.9)

где c1 – коэффициент, учитывающий развитие пластических

деформаций, предварительно принимается с1 = 1.1.

По сортаменту прокатных двутавров подбирают необходимое сечение (ближайший номер профиля) у которого Wx>WnТР, и уточняют значение коэффициента с1 по таблице 66[1], по приложению 5 [2] или по таблице 1.11[3], причем принимают с1=с.

Подобранное сечение балки настила проверяют на прочность по нормальным напряжениям

     (1.10)

Перенапряжение не допускается. Экономичность оценивается недонапряжением, которое не должно превышать 10%

     (1.11)

При невыполнении условия (1.11) следует произвести перерасчет, изменив шаг балок настила.

Проверку прочности по касательным напряжениям в прокатных балках обычно не делают, так как она легко удовлетворяется из-за относительно большой толщины стенок двутавров.

  Затем проверяют жесткость балок настила

   (1.12)

где - погонная нормативная нагрузка на балку настила;

  l – пролет балки настила;

  Ix –момент инерции сечения балки настила;

(f / l)u=1/250 – предельный относительный прогиб балок настила;

Если проверка по формуле (1.12) не удовлетворяет, то следует увеличить шаг балок настила и произвести их перерасчет. При невозможности одновременного выполнения условий (1.11) и (1.12) следует увеличить сечение до обеспечения жесткости и допустить недоиспользование прочности балок более 10%.

В соответствии с п. 5.16* [1] общую устойчивость балок настила можно не проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (железобетонные плиты, плоский стальной настил)

При стальном настиле следует определить расход металла на 1м2 балочной клетки:

   (1.13)

 

где - собственный вес стального настила в кг/м2, определяется по формуле (1.8), где ƿ=7850 кг/м3;

- линейная плотность профиля балки настила в кг/м из сортамента;а – шаг балок настила в м.

При железобетонном настиле определяют стоимость 1м2 балочной клетки. При этом принимают ориентировочную стоимость 1т стали – 200К руб: стоимость железобетона – 80К руб

( где К – коэффициент повышения стоимости материалов, изготовления и монтажа конструкций).

    [руб/м2] (1.14)

где = КtH – стоимость 1м2 ж/б настила (tH – толщина настила в м);

   =0.2 KgБН / а – стоимость балок настила, приведенная к 1м2 балочной клетки (0.2 К –стоимость 1 кг стали в руб).

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 615; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!