Расчет стальных балочных клеток

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Таблица П4.1

Коэффициенты стыка стенки балки

Таблица П4.2 Расчетные значения сопротивления бетона [3, табл. 5.2]

Таблица П4.3

Коэффициенты для расчета круглых пластинок

61

2. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ

Проектируемая балочная клетка одноэтажной рабочей площадки соответствует нормальному типу балочной клетки и представляет собой систему пересекающихся несущих балок (главных балок и балок настила), на которые опирается плоский стальной настил. Постоянные и временные нагрузки передаются с настила на балки настила, которые, в свою очередь, передают их на главные балки, опирающиеся на колонны.

На основании исходных данных (см. табл. П5.1) в пояснительной записке, входящей в состав проектной документации, вычерчиваем схему расположения балок и колонн в балочной клетке размерами по два пролета балок настила и два пролета главных балок (рис. П5.1). На рис. П5.2, П5.3 показаны разрезы по балочной клетке с высотой этажа, принятой по исходным данным, и с высотами элементов, полученными по результатам выполненных ниже расчетов. Ввиду большого пролета главные балки принимаем состоящими из двух взаимозаменяемых отправочных элементов. Так как главные балки имеют посередине монтажные стыки, то балки настила располагаем симметрично относительно середины пролета главных балок. Для упрощения монтажных стыков главных балок и узлов сопряжения балок настила с главными балками оставляем среднюю часть пролета главной балки свободной, т.е. балка настила не должна приходиться на монтажный стык главной балки. Сопряжение балок настила с главными балками принимаем шарнирным в одном уровне верхних поясов. Стальной настил на схеме расположения балок условно не показываем.

Маркировку несущих элементов балочной клетки принимаем в зависимости от приходящихся на них нагрузок, т.е. в зависимости от размеров их грузовых площадей. Марки элементов на схеме расположения балок имеют буквенный индекс (буква русского алфавита) и цифровой порядковый номер.

Для балок настила марки Б1 ширина грузовой площади составляет

0,5 / 2 = 0,25 м, для балок Б2 – (0,5 + а) / 2 = (0,5 + 1,2) / 2 = 0,85 м, для балок Б3 – (0,5 + 0,5) / 2 = 0,5 м. Для балок настила Б4 ширина грузовой площади равна шагу этих балок а = 1,2 м. На главные балки марки Г1 нагрузка собирается с ширины l / 2 = 4,8 / 2 = 2,4 м. Для главных балок Г2 ширина грузовой площади равна расстоянию между главными балками или пролету балок настила l = 4,8 м.

Площади сбора нагрузок на колонны:

ты стального настила и наиболее нагруженных элементов: балки настила Б4,

63

главной балки Г2 и центрально-сжатой колонны К4. На схеме расположения балок и колонн показываем грузовые площади для рассчитываемых элементов балочной клетки (рис. П5.4).

3.РАСЧЕТ СТАЛЬНОГО НАСТИЛА

3.1.Статический расчет настила

Вкачестве настила принимаем стальные плоские листы, привариваемые

кбалкам настила. Расчетная схема настила представлена на рис. П5.5. Настил рассчитываем как полосу шириной 1 м. За расчетный пролет настила принимаем расстояние между внутренними кромками полок балок настила. Так как балки настила еще не запроектированы, то ориентировочно ширину полки

балки настила принимаем bf = 100 мм. Если при расчете балки настила ее полка окажется другой ширины, то перерасчет стального настила не выполняем.

Определяем расчетный пролет настила:

lн = а – bf = 1200 – 100 = 1100 мм,

где а = 1200 мм – шаг балок настила.

Приварка настила к балкам делает невозможным сближение опор настила при его прогибе под нагрузкой, что вызывает в нем растягивающие цепные усилия Н. Так как в практических расчетах в запас жесткости настила защемлением обычно пренебрегают, то принимаем опирание настила шар- нирно-неподвижным.

Сбор нагрузок на настил выполняем в табличной форме с учетом собственного веса настила (табл. П5.2). Для определения собственного веса настила его толщину в первом приближении принимаем t = 10 мм. Коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса металлических кон-

струкций γf = 1,05 [1, табл. 7.1]. Плотность стали равна γs = 78,5 кН/м3

[2, табл. Г.10].

Таблица П5.2

Сбор нагрузок на настил

67

3.2. Конструктивный расчет настила

Требуемую толщину плоского стального настила определяем из условия жесткости по формуле

так как по [1, табл. Е.1] и по заданию (см. табл. П5.1) предельный прогиб для

здесь Е = 2,06 · 104 кН/см2 – модуль упругости стали [2, табл. Г.10]; μ = 0,3 – коэффициент Пуассона [2, табл. Г.10].

Определяем требуемую толщину настила:

tнтр = lн / kн = 1100 / 78,1 = 14,09 мм.

По сортаменту (прил. 2) принимаем толщину настила tн = 16 мм.

По результатам расчета настил получается невыгодным по расходу ме-

талла, так как толщина настила составляет tн = 16 мм > 10 мм, поэтому проектируем настил с подкрепляющими ребрами жесткости (рис. П5.6).

По сортаменту (прил. 2) принимаем в первом приближении толщину настила tн = 8 мм, толщину ребер жесткости tр = 8 мм, высоту ребер жестко-

сти hр = 80 мм (высоту ребер hр рекомендуется назначать кратной 10 мм). По заданию сталь настила С245 по ГОСТ 27772–88 (см. табл. П5.1). Расчетное сопротивление стали по пределу текучести для стали С245 при толщине ли-

стового проката tн = 8 мм составляет Rу = 24 кН/см2 [2, табл. В.5]. Определяем требуемый шаг ребер жесткости:

артр = tн kн = 0,8 · 78,1 = 62,48 см.

Принимаем шаг ребер жесткости ар = 60 см (шаг ребер жесткости ар рекомендуется назначать кратным 100 мм, реже – 50 мм). Расчетным сечением настила с подкрепляющими ребрами жесткости является тавровое сечение,

которое включает ребро и участки настила шириной ср по обе стороны от ребра (см. рис. П5.6).

70