Металлические конструкции

">Балочные  клетки подразделяют на три основных типа: упрощенный (а), нормальный (б) и  усложненный (в).

В упрощенной балочной клетке нагрузка на перекрытие передается через настил на балки  настила, располагаемые обычно параллельно  меньшей стороне перекрытия на расстояниях  а (шаг балок) и через них на стены или другие несущие конструкции, ограничивающие площадку. Из-за небольшой несущей способности настила поддерживающие его балки приходится ставить часто, что рационально лишь при небольших пролетах.

В нормальной балочной клетке нагрузка с настила  передается на балки настила, которые  в свою очередь передают ее на главные  балки, опирающиеся на колонны, стены  или другие несущие конструкции, ограничивающие площадку. Балки настила  обычно принимают прокатными.

В усложненной  балочной клетке вводятся вспомогательные  балки, располагаемые между балками  настила и главными балками, передающими  нагрузку на колонны. В этом типе балочной клетки нагрузка передается на опоры  наиболее длинно. Балки настила и  вспомогательные балки обычно принимаются  прокатными.

Выбор типа балочной клетки связан с вопросом о сопряжении балок между собой  по высоте. Сопряжение балок может  быть этажное, в одном уровне и  пониженное.

При этажном  сопряжении (а) балки, непосредственно  поддерживающие настил, укладываются на главные или вспомогательные. Это наиболее простой и удобный  в монтажном отношении способ сопряжения балок, но он требует наибольшей строительной высоты.

При сопряжении в одном уровне (б) верхние полки  балок настила и главных балок  располагаются в одном уровне, а на них опирается настил. Этот способ позволяет увеличить высоту главной балки при заданной строительной высоте перекрытия, но существенно  усложняет конструкцию опирания балок.

Пониженное  сопряжение (в) применяется в балочных клетках усложненного типа. В нем  вспомогательные балки примыкают  к главной ниже уровня верхнего пояса, на них поэтажно укладывают балки  с настилом. Этот тип сопряжения, так же как и сопряжение в одном  уровне, позволяет иметь наибольшую высоту главной балки при заданной строительной высоте перекрытия.

Все рассмотренные  сопряжения балок работают как шарнирные. При необходимости жесткого сопряжения балок  вводят «рыбки» (при одинаковой высоте балок) или «рыбку» и столик (при различной высоте балок). В  таком сопряжении возникает не только поперечная сила, передающаяся на болты, прикрепляющие стенку вспомогательной  балки к ребру главной балки  или непосредственно на столик, но и опорный момент, передающийся через  специальные наклад ки-рыбки или  через «рыбку» и столик.

 

25 Подбор сечения прокатных балок

Максимальный  изгибающий момент в балке:

М_мах = ql²/8 , где l – длина балки, q – расчетная нагрузка на балку

Требуемый момент сопротивления:

W_тр = M_max/ γ_cR_y, где γ_c-коэфф. условия работы, R_y-расчётное сопротивление стали

Выбираем  двутавр по W>W_red  => номер двутавра, швеллера или др.

1. Проверка  прочности принятого сечения  не производится, т.к. W_x>W_тр.

2. Производим  проверку жесткости (прогиба): f/l = (5q^н*l³)/(384EJ_x)≤ [f/l]

[f/l] – относительная предельная деформация, Е – модуль упругости стали

3.проверка на выносливость: σ_max≤αR_yγ_y, где α-коэфф., учитывающий количество циклов загружения, R_y-расчётное сопротивление усталости, γ_y-коэфф., учитывающий вид нагруженного состояния.

4.Проверка на прочность  с учётом хрупкого разрушения  σ_max≤βR_u/γ_u, σ_max-наибольшее растягивающее напряжение, β-коэфф., зависящий от t эксплуатации и вида концентрата напряжений.

 

26 Подбор сечения сварных балок

Высота  балки определяется из двух условий: а) h≥h_min , б) h≈h_opt

Минимальная высота, обеспечивающая условие выполнения обеспечения относительного прогиба: 

, где R_y – расчетное сопротивление, l – длина балки, Е – модель упругости, [l/f] = 400 – величина, обратная допустимому прогибу

Оптимальная высота главной балки  , где k = 1,1 – коэффициент, учитывающий конструкцию главной балки (сварная)

Требуемый момент сопротивления W_тр = M_max/с*R_y

t_w = 7+3*h_min, где h_min – в метрах, t_w - в миллиметрах.

Окончательно  высота принимается из условия:

h≥h_w + 2t_f, где h_w – высота стенки балки, принимаемая по сортаменту на листовую сталь , t_f  = 20…30 мм.

Компоновка  сечения

Толщина стенки определяется из 2 условий:

1. Обеспечение прочности стенки на срез:

;  где R_s = 0,58 R_y – расчетное сопротивление стали срезу.

2) t_w ≥ 7+3*h, где h – принятая фактическая высота балки в метрах; t_w – в миллиметрах.

Принимаем t_w по ГОСТам на полосовую сталь.

Определение ширины поясного листа

Требуемая площадь  одного поясного листа:

A_fтр = (W_тр/h ) - (t_w*h/6)

Требуемая ширина пояса:

b_fтр = A_fтр/t_f

Для обеспечения  устойчивости пояса должны выполняться  условия:

1)              2) ,  , где - свес пояса

Геометрические  характеристики принятого сечения

Проверка  подобранного сечения на прочность: