Балки и балочные стальные конструкции: область применения, типы, последовательность расчета и конструирования.

Область применения: в конструкциях рабочих площадок, перекрытий промышленных и гражданских зданий, эстакад, мостов и др. сооружений.

КлассификацияВ зависимости от расчетной схемы: разрезные (однопролетные), неразрезные (многопролетные), консольные. По типу сечения – прокатные (обычные или с параллельными гранями – широкополочные) и составные сечения (сварные, клепанные и болтовые).

Пояса составных балок могут выполняться из сталей повышенной или высокой прочности, а стенка из углеродистой стали. Такие балки называются бистальные.

Компоновка балочных перекрытий.

Балочная клетка (площадка) - система несущих балок, образующих конструкцию перекрытия.

Балочная клетка представляет собой конструкцию, состоящую из одной или нескольких систем балок, расположенных по взаимно перпендикулярным направлениям. В балочной клетке преимущественно применяются разрезные балки.

Различают 3 типа балочных клеток: упрощенный, нормальный и усложненный.

Упрощенный тип состоит из балок, уложенных в одном направлении, параллельно меньшему размеру перекрытия.

 

 

А – шаг колонн в продольном направлении; В – шаг колонн в поперечном направлении; а – шаг балок;1. главные балки; 2. вспомогательные балки (настила)

Нормальный тип - система главных балок (1) и балок настила (2). Главная балка опирается на колонны или стены, а балки настила опираются на главные балки составного сечения.

а – шаг вспомогательных балок; b – шаг балок настила;

Усложненный тип – это система гл.балок (1), вспом.(второстепен.) балок (2) и балок настила (3).

Типы сопряжений балок: поэтажное, в одном уровне, пониженное и повышенное. Отметка верха габарита под площадкой устанавливается в увязке с габаритами оборудования, располагаемого под перекрытием площадки или в соответствии с другими требованиями.

Расчёт стального настила

В зависимости от интенсивности нагрузки для настила принимают листы толщиной t_d

Стальной настил рассчитывается как балочный элемент или как упругая висячая конструкция.

Расчёт прокатных балок.

Подбор сечения прокатной балки осуществляется в следующей последовательности:

1. Выбор марки стали

2. Определение нормативных и расчётных нагрузок.

3. Определение M_max и Q_max.

4. Вычисляют требуемый момент сопротивления W_n.min³M/R_yg_c

5. По сортаменту принимается ближайший профиль.

6. Проверка подобранного сечения из условия жёсткости

Если верхний пояс недостаточно закреплен (отсутствует сплошной жёсткий настил), выполняется проверка общей устойчивости :

где j_в-коэффициент, определяемый по указаниям прил. 7 СНиП II-23-81;

W_c-следует определять для сжатого пояса.

Компоновка составного сечения главной балки

Сечение составной балки обычно состоит из трёх листов: стенка и двух поясов. Проектирование включает два этапа: на первом компонуют и подбирают сечение, на втором – проверяют прочность и устойчивость балки в целом и её элементов, а также проверяют по прогибу. Компоновку составного сечения начинают с установления высоты балки.

Максимальная высота балки ограничивается заданными габаритами помещения. После установления высоты балки определяют минимальную толщину стенки из условия работы её на срез и сравнивают с ранее назначенной. Сечение составной главной балки:

Назначая окончательно толщину стенки, необходимо учитывать, что местная устойчивость стенки без доп.укрепления её продольными рёбрами обеспечивается, если соблюдается условие

.

Сечение поясов балок подбирают по максимальному расчётному изгибающему моменту и требуемой площади полок. Требуемую площадь полки находят по следующей приближённой формуле, не учитывающей момент инерции пояса относительно собственной оси:

,

где J_f=J-J_w – момент инерции поясов относительно центра тяжести сечения;

J=Wh_w/2 – момент инерции балки; J_w=t_wh_w³/12 – момент инерции стенки балки;

h₀ – расстояние между центрами тяжести полок (h₀=h-t_f).

Назначив сечения стенки и полок, вычисляют факт. Знач.W и проверяют нормальные напряжения

 или

При удачном подборе сечения разница между s и R_y должна быть не больше 5%

Относительный прогиб балки f/L не должен превосходить предельного значения 1/n₀, установленного нормами. От действия распределённой нагрузки:

.

Прогиб составных балок можно не проверять, если факт. высота балки больше минимальной h_min.

Проверка общей устойчивости главной балки.

,

где W_c - следует определять для сжатого пояса;j_b - коэффициент, определяемый по СНиП.

При отношении расчётной длинны балки l_ef к ширине сжатого пояса b, не превышающем нормативных значений устойчивость проверять не требуется.

Расчётная длина гл.балки l_ef принимается = расстоянию м/у точками закрепления сжатого пояса от поперечных смещений.

При сопряжения балок настила с главной в одном уровне сжатый пояс главной балки полностью закреплён стальным настилом, т.е общая устойчивость главной балки в этом случае обеспеченна.

При сопряжении балок настила или вспомогательных балок в разных уровнях точками закрепления считают места опирания балок настила или вспомогательных балок, если узел сопряжения обеспечивает закрепление сжатого пояса от поперечного смещения.

В рабочих площадках общая устойчивость главной балки, как правило, обеспечивается конструктивными мероприятиями, т.е без расчёта.

 

---

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1207; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!